1. Ievads
1.4122, parasti atsaucas ar tās Eiropas apzīmējumu X39CrMo17-1, ir martensīta hroma nerūsējošais tērauds, kas paredzēts, lai nodrošinātu maisījumu ar cietība, nodilumizturība un saprātīga izturība pret koroziju.
Tas ieņem praktisku vidusceļu starp instrumentu tēraudiem un korozijizturīgiem nerūsējošā tērauda veidiem: rūdāms ar termisko apstrādi līdz augstai stiprībai un nodilumizturībai, tomēr piedāvā labāku izturību pret koroziju nekā daudzi oglekļa tēraudi.
2. Kas ir 1.4122 Nerūsējošais tērauds
1.4122 (arī saukts X39CrMo17-1) ir a martensīta hroms nerūsējošais tērauds — rūdāms, magnētiskā nerūsējošā tērauda šķirne, kas paredzēta, lai nodrošinātu līdzsvaru augsta cietība/nodilumizturība un Mērena izturība pret koroziju.
Inženieri izvēlas 1.4122 komponentiem, kuriem nepieciešams asas malas un izturīgas griešanas virsmas (Galda piederumi), precīzijas vārpstas un vārpstas, dilstošās daļas un noteiktas vārstu vai sūkņa sastāvdaļas kur pietiek ar mērenu izturību pret koroziju.
Tas atšķiras no austenīta nerūsējošā tērauda (Piem., 304) kas nav magnētiski un ir ļoti izturīgi pret koroziju, un no ferīta šķirnēm, kuras nav sacietējušas ar rūdīšanu;
1.4122noteicošā īpašība ir tā martensīta mikrostruktūra pēc dzēšanas, kas rada augstu cietību un izturību.
3. Ķīmiskais sastāvs 1.4122 Nerūsējošais tērauds
Zemāk ir tīrs, profesionāla tabula, kurā parādīti ķīmiskā sastāva diapazoni 1.4122 (X39CrMo17-1) nerūsējošais tērauds kopā ar lakonisku, uz inženieriju vērsts apraksts par katra elementa lomu šajā sakausējumā.
| Elements | Diapazons (WT%) | Primārā loma(s) — kodolīgi |
| C (Ogleklis) | 0.33–0,45 | Galvenais cietinātājs — palielina martensīta cietību un nodilumizturību; samazina stingrību un metināmību augstā līmenī. |
| Krekls (Hroms) | 16.5–17.5 | Nodrošina korozijas pasivitāti un veicina sacietēšanu un karbīda veidošanos. |
| Noplūde (Molibdēns) | 0.80–1.30 | Uzlabo rūdāmību, izturība un izturība pret lokalizētu koroziju. |
| Iekšā (Niķelis) | ≤1,00 | Neliels stingrības atbalsts; saglabāts zems, lai saglabātu martensīta reakciju. |
| Nojaukšanās (Mangāns) | ≤1,50 | Deoksidētājs un vieglas cietēšanas līdzeklis. |
Un (Silīcijs) |
≤1,00 | Deoksidētājs un pieticīgs cieto šķīdumu stiprinātājs. |
| Pūtīt (Fosfors) | ≤0,04 | Piemaisījums — uzturēts zemā līmenī, lai izvairītos no trausluma un noguruma zuduma. |
| S (Sērs) | ≤0,015 | Minimizēts (nav brīvas apstrādes pakāpe) jo tas samazina izturību un noguruma veiktspēju. |
| Fe (Dzelzs) | Līdzsvars | Matricas elements — veido martensīta tērauda pamatni. |
| Mikroelementi (No, V, Cu, N, utc) | parasti <0.05–0,20 | Nelieli mikrosakausējuma efekti vai trampelementi; var uzlabot graudu vai nedaudz mainīt īpašības, ja tādas ir. |
4. Mehāniskās īpašības 1.4122 Nerūsējošais tērauds
Mehāniskās īpašības atšķiras atkarībā no termiskās apstrādes stāvokļa. Tālāk ir norādīti reprezentatīvie diapazoni, kas izmantoti projektēšanas norādījumiem.
| Nosacījums / ārstēšana | Cietība (HRC) | Stiepes izturība (UTS, MPA) | 0.2% Pierādījums / Ienest (MPA) | Pagarināšana (Izšķirt, %) | Carpy v-nety (apm., Jūti) |
| Mīksts / normalizēts (piegāde) | ~20–30 HRC | ~500–700 MPa | ~300–450 MPa | 10–18 % | 30– 60 J |
| Apslāpēts & rūdīts → ~40 HRC (tipisks inženiertehniskais raksturs) | ≈38–42 HRC | ~800–950 MPa | ~600–800 MPa | 8–12 % | 15–30 J |
| Apslāpēts & rūdīts → ~48–52 HRC (augsta cietība) | ≈48–52 HRC | ~1000–1300 MPa | ~800–1100 MPa | 3–8 % | 5–20 J |
| Maksimālā sacietēšana (tuvu 55+ HRC) | >55 HRC | >1,300 MPA | augsts (tuvojas UTS) | zems (<3 %)* | zems (<10 Jūti) |
5. Magnētiskās un fizikālās īpašības 1.4122 Nerūsējošais tērauds
Izpratne par magnētiskajām un fizikālajām īpašībām 1.4122 nerūsējošais tērauds ir ļoti svarīgs projektēšanas inženieriem, īpaši, ja tiek norādītas precīzās tehnikas sastāvdaļas, instrumentus, vai lietojumiem, kur siltuma izplešanās un vadītspēja ir svarīga.
| Īpašums | Tipiska vērtība | Ietekme uz inženierzinātnēm |
| Blīvums | 7.75–7,80 g/cm³ | Svara aprēķini, dinamiskā slodze, komponentu dizains |
| Siltumvadītspēja | 19–24 w/m · k | Siltuma izkliedēšana, apstrāde un termiskie kropļojumi |
| Termiskās izplešanās koeficients | 10–11 × 10⁻⁶ /K | Izmēru stabilitāte termiskajos ciklos |
| Īpašs karstums | ~ 460 J/kg · k | Termiskā vadība apstrādes laikā |
| Magnētiskā uzvedība | Feromagnētisks | Apsveriet sensora tuvumu, elektroniskie traucējumi, magnētiskā montāža |
6. Izturība pret koroziju
1.4122 nerūsējošais tērauds nodrošina Mērena izturība pret koroziju, pārāks par vienkāršu oglekļa tēraudu, bet zemāks par austenīta nerūsējošo tēraudu.
Vides, kurās tā darbojas pieņemami
- Svaigs ūdens un viegli oksidējošas rūpnieciskās atmosfēras
- Organiskās skābes un vieglas ķīmiskās vides, kad tiek pulēts vai pasivēts
Ierobežojumi
- Nav ieteicams priekš Ar hlorīdiem bagāta vide (jūras ūdens, sālījums) kur kļūst nozīmīga punktveida korozija un plaisu korozija.
- Lokalizētā izturība pret koroziju samazinās, palielinoties cietībai un rūdīšanai, kas atklāj mikrostruktūras neviendabīgumu.
Virsmas apdare un pasivēšana
- Pulēšana līdz smalkai apdarei un ķīmiskā pasivācija (Piem., apstrāde ar slāpekļskābi) uzlabot izturību pret koroziju, nostiprinot pasīvo plēvi.
- Pārklājumi (krāsot, apjoms) vai katodaizsardzība ir izplatīta ilgstošai kalpošanas laikam marginālā vidē.
7. Termiskā apstrāde un sacietēšana
Termiskā apstrāde pielāgošana ir galvenais lietošanā 1.4122 efektīvi.
Tipisks sacietēšanas grafiks
- Austenitizējošs: uzkarsē līdz aptuveni 980-1020 °C (tipisks martensīta nerūsējošā tērauda diapazons; precīza temperatūra ir atkarīga no sekcijas izmēra un krāsns vadības) veidot austenītu.
- Rūdīšana: ātra dzesēšana eļļā vai polimēru rūdīšanā, lai pārveidotu par martensītu. Var izmantot rūdīšanu ar ūdeni, taču tas palielina deformācijas un plaisāšanas risku.
- Rūdījums: uzsildīt līdz 150–600 ° C atkarībā no nepieciešamā galīgā cietības/stingrības līdzsvara.
Zemāka temperatūra nodrošina augstāku cietību un zemāku stingrību; augstāka temperatūra nodrošina zemāku cietību, bet labāku elastību un triecienizturību.
Sacietēšanas reakcija
- Karbīdu veidojošie elementi (Krekls, Noplūde) un oglekļa saturs veicina rūdīšanu. 1.4122 uzrāda labu reakciju, ļaujot dizaineriem izvēlēties rūdīšanas ciklus konkrētiem mehāniskiem mērķiem.
Ietekme
- Spēks palielinās dramatiski pēc dzēšanas un rūdīšanas.
- Izturība daļēji var atjaunot ar rūdīšanu; pastāv labi zināms kompromiss starp cietību un stingrību.
- Mašīnīgums parasti pasliktinās pēc sacietēšanas; lielākā daļa apstrādes tiek veikta atlaidinātos vai daļēji rūdītos apstākļos.
8. Apstrādājamība un izgatavošana
Mašīnīgums
- Vidēja atlaidinātā stāvoklī. Mīkstā stāvoklī, 1.4122 mašīnas, kas ir salīdzināmas ar citām martensīta kategorijām ar atbilstošu instrumentu un griešanas ātrumu.
Izmantojiet asus ātrgaitas instrumentus, pietiekams dzesēšanas šķidrums un konservatīva padeve, apstrādājot rūdītas daļas. - Slikts, kad sacietējis. Cietība >45 HRC būtiski palielina instrumentu nodilumu; tipiski ir slīpēšanas un karbīda instrumenti.
Metināmība
- Ierobežots. Augsta oglekļa un martensīta struktūra padara tēraudu jutīgu pret ūdeņraža izraisīta aukstā plaisāšana. Metināšana parasti prasa:
-
- Uzkarsēt (Piem., 150-250 °C atkarībā no biezuma)
- Elektrodi ar zemu ūdeņraža līmeni
- Atlaidināšana pēc metināšanas vai PWHT lai mazinātu atlikušo spriegumu un mīkstinātu HAZ
- Kritiskām daļām, izvairās no metināšanas vai tiek veikta ar pēcmetināšanas termisko apstrādi.
Veidošanās
- Auksta formēšana: ierobežots sacietējušā stāvoklī; labāk veidot atkausētā stāvoklī un pēc tam sacietēt.
- Karsta formēšana: var izmantot kontrolētos logos, bet nepieciešama turpmāka termiskā apstrāde, lai atjaunotu paredzētās īpašības.
9. Priekšrocības un ierobežojumi
Priekšrocības 1.4122 Nerūsējošais tērauds
- Laba sacietējamība: var termiski apstrādāt līdz plašam cietības un stiprības vērtību diapazonam.
- Līdzsvarota izturība pret koroziju: daudzās vidēs ir pārāks par oglekļa tēraudiem.
- Nodilums pretestība: piemērots malu griešanai, vārpstas un viegli noslogotas dilstošās daļas.
- Magnētisks: noderīga, ja nepieciešama feromagnētiska darbība.
Ierobežojumi 1.4122 Nerūsējošais tērauds
- Metināmības ierobežojumi — nepieciešama priekšsildīšana un PWHT kritiskiem savienojumiem.
- Aukstā formējamība: nabaga rūdītā stāvoklī; jāveido atkausētā stāvoklī.
- Korozijas robežas: nav ieteicams lietot jūras ūdenī vai vidē ar augstu hlorīdu saturu bez aizsardzības pasākumiem.
- Mehāniskā apstrāde, kad sacietē: augsts instrumentu nodilums, nepieciešami īpaši instrumenti.
10. Rūpnieciskas lietojumprogrammas 1.4122 Nerūsējošais tērauds
1.4122 tiek izmantots, ja kombinācija augsta virsmas cietība, nodilums pretestība, un mērena izturība pret koroziju nepieciešami:
- Galda piederumi un ķirurģiskie instrumenti: naži, šķēres un skuvekļi gūst labumu no līdzsvara starp cietību un nerūsējošā tērauda darbību.
- Mašīnbūve: vārpstas, vārpstas, tapas un mazi zobrati, kuriem nepieciešama precizitāte, malu noturība un labs nodiluma mūžs.
- Sūkņi un vārsti: stublāji, sēdekļi un sastāvdaļas, kas pakļautas saldūdens vai buferšķīdumu iedarbībai.
- Instrumenti un veidnes: polimēru apstrādei un viegliem instrumentiem, kur ir noderīgāka izturība pret koroziju salīdzinājumā ar vienkāršu instrumentu tēraudu.
- Citi nišas lietojumi: nesošās sacīkstes, mazas konstrukcijas sastāvdaļas, un daži stiprinājumi, kur cietība un magnētiskā reakcija ir izdevīga.
11. Salīdzinājums ar saistītajiem nerūsējošajiem tēraudiem
1.4122 (X39CrMo17-1) ir a martensīta hroma nerūsējošais tērauds ar sabalansētu cietību, izturība pret koroziju, un nodiluma īpašības.
Lai vadītu materiālu izvēli, ir lietderīgi to salīdzināt ar citiem bieži lietotiem martensīta un hroma nerūsējošajiem tēraudiem, ieskaitot 1.4034 (X46Cr13) un 1.4112 (X90CrMoV18).
| Īpašums / Sakausējums | 1.4122 (X39CrMo17-1) | 1.4034 (X46Cr13) | 1.4112 (X90CrMoV18) | Inženiertehniskās piezīmes |
| Ogleklis (C) | 0.36–0,44% | 0.42–0,50% | 0.85–0,95% | Ogleklis kontrolē cietību un nodilumizturību; augstāks C palielina cietību, bet samazina elastību. |
| Hroms (Krekls) | 16–18% | 16–18% | 16–18% | Hroms nodrošina izturību pret koroziju; visas trīs ir martensīta kategorijas ar mērenu izturību pret koroziju. |
| Molibdēns (Noplūde) | 0.8–1,2% | 0–0,2% | 0.8–1,2% | Mo uzlabo punktveida veidošanos un vispārējo izturību pret koroziju, Īpaši iekšā 1.4122 un 1.4112. |
| Vanādijs (V) | Izsekot | Izsekot | 0.1–0,3% | V palielina cietību un nodilumizturību, izmantot 1.4112 augsta nodiluma instrumentiem. |
| Stiepes izturība (MPA) | 800–1100 (apslāpēts & rūdīts) | 700–1000 | 1000–1400 | 1.4112 ir augstas oglekļa klases, kas paredzētas maksimālam nodilumam; 1.4122 līdzsvaro spēku un stingrību. |
Cietība (HRC) |
50–55 | 48–52 | 56–60 | 1.4112 sasniedz augstāku cietību, pateicoties lielākam oglekļa saturam; 1.4122 piemērots instrumentiem un vārpstām. |
| Izturība pret koroziju | Mērens | Mērens | Mēreni vai zemu | 1.4122’s Mo papildinājums uzlabo izturību pret viegli oksidējošu vidi 1.4034. |
| Mašīnīgums | Mērens | Labi | Nabadzīgs | Augsts oglekļa saturs 1.4112 ir grūtāk apstrādājams; 1.4122 līdzsvaro apstrādājamību ar cietību. |
| Tipiskas lietojumprogrammas | Galda piederumi, instrumentus, sūkņu vārpstas, vārsti | Galda piederumi, ķirurģiski instrumenti, Mehāniskās daļas | Augsta nodiluma instrumenti, naži, rūpnieciskie asmeņi | Izvēle ir atkarīga no nepieciešamās cietības, izturība pret koroziju, un apstrādes ierobežojumi. |
12. Secinājums
1.4122 (X39CrMo17-1) ir praktisks martensīta nerūsējošais tērauds, kas nodrošina daudzpusīgu kombināciju cietība, nodilumizturība un mērena izturība pret koroziju.
Tā spēja pielāgoties, izmantojot termisko apstrādi, padara to par populāru galda piederumu izvēli, vārpstas, vārstu daļām un instrumentiem, kur ir nepieciešams kompromiss starp nerūsējošā tērauda darbību un augstu cietību.
FAQ
Kāds ir sasniedzams tipiskais cietības diapazons 1.4122 nerūsējošais tērauds?
Piegādes/mīkstinātā stāvoklī apm 27-33 HRC. Pēc dzēšanas un atlaidināšanas sakausējumu parasti var pielāgot ~40–55 HRC atkarībā no rūdīšanas temperatūras un sekcijas izmēra.
Ir 1.4122 nerūsējošais tērauds, kas piemērots jūras ūdens apkalpošanai?
Nē - tam ir tikai mērena hlorīda izturība. Paredzēts jūras ūdenim vai ļoti kodīgām vidēm, izvēlieties duplekso vai austenīta nerūsējošo tēraudu ar izcilu pretestību punktveida izsitumiem.
Vai es varu metināt 1.4122 nerūsējošā tērauda komponenti?
Metināšana ir iespējama, bet izaicinošs. Izmantojiet priekšsildīšanu, Palīgmateriāli ar zemu ūdeņraža saturu un rūdīšana pēc metināšanas, lai izvairītos no plaisāšanas un atjaunotu izturību.
Kā termiskā apstrāde ietekmē izturību?
Rūdīšana augstākās temperatūrās uzlabo stingrību, bet samazina cietību. Izvēlieties rūdīšanas temperatūru, lai sasniegtu nepieciešamo līdzsvaru noguruma un trieciena slodzēm.
Atkarībā no pieteikuma, 1.4034 var būt ekonomisks aizstājējs zemākas veiktspējas vajadzībām; 1.4112 vai citus augstas C martensītus var izmantot vietās, kur nepieciešama ārkārtēja cietība, taču jāņem vērā atšķirības korozijā un stingrībā.
