1. Introduksjon
1.4122, ofte referert til med sin europeiske betegnelse X39CrMo17-1, er et martensittisk krom rustfritt stål designet for å levere en blanding av hardhet, slitestyrke og rimelig korrosjonsytelse.
Den inntar en praktisk mellomting mellom verktøystål og korrosjonsbestandige rustfrie kvaliteter: herdbar ved varmebehandling til høye styrker og slitestyrke, gir likevel bedre motstand mot korrosjon enn mange karbonstål.
2. Hva er 1.4122 Rustfritt stål
1.4122 (også kalt X39CrMo17-1) er en martensittisk krom rustfritt stål — en herdbar, magnetisk rustfri kvalitet designet for å levere en balanse mellom høy hardhet/slitestyrke og Moderat korrosjonsmotstand.
Ingeniører velger 1.4122 for komponenter som krever skarpe kanter og slitesterke skjæreflater (Bestikk), presisjonsaksler og spindler, slitedeler og visse ventil- eller pumpekomponenter hvor moderat korrosjonsbestandighet er tilstrekkelig.
Det er forskjellig fra austenittisk rustfritt stål (F.eks., 304) som er ikke-magnetiske og svært korrosjonsbestandige, og fra ferritiske kvaliteter som ikke er herdbare ved bråkjøling;
1.4122sin definerende egenskap er dens martensittisk mikrostruktur etter bråkjøling, som gir høy hardhet og styrke.
3. Kjemisk sammensetning av 1.4122 Rustfritt stål
Nedenfor er en ren, profesjonell tabell som viser de kjemiske sammensetningene for 1.4122 (X39CrMo17-1) rustfritt stål sammen med en kortfattet, ingeniørfokusert beskrivelse av rollen hvert element spiller i denne legeringen.
| Element | Spekter (vekt%) | Primær rolle(s) — kortfattet |
| C (Karbon) | 0.33–0,45 | Hovedherdemiddel — øker martensitthardheten og slitestyrken; reduserer seighet og sveisbarhet på høye nivåer. |
| Cr (Krom) | 16.5–17.5 | Gir korrosjonspassivitet og bidrar til herdbarhet og karbiddannelse. |
| Mo (Molybden) | 0.80–1.30 | Forbedrer herdbarheten, styrke og motstand mot lokal korrosjon. |
| I (Nikkel) | ≤1,00 | Mindre seighetshjelp; holdt lav for å beholde martensittisk respons. |
| Mn (Mangan) | ≤1,50 | Deoksideringsmiddel og mild herdbarhetshjelp. |
Og (Silisium) |
≤1,00 | Deoksideringsmiddel og beskjeden fast løsningsforsterker. |
| P (Fosfor) | ≤0,04 | Urenhet — holdes lavt for å unngå sprøhet og tap av tretthet. |
| S (Svovel) | ≤0.015 | Minimert (ikke en fribearbeidingsgrad) fordi det reduserer seighet og tretthetsytelse. |
| Fe (Stryke) | Balansere | Matriseelement — danner den martensittiske stålbasen. |
| Sporelementer (Av, V, Cu, N, etc.) | vanligvis <0.05–0.20 | Små mikrolegeringseffekter eller trampelementer; kan foredle korn eller litt endre egenskaper når de er tilstede. |
4. Mekaniske egenskaper til 1.4122 Rustfritt stål
Mekaniske egenskaper varierer med varmebehandlingstilstand. Nedenfor er representative serier brukt for designveiledning.
| Betingelse / behandling | Hardhet (HRC) | Strekkfasthet (Uts, MPA) | 0.2% Bevis / Avkastning (MPA) | Forlengelse (EN, %) | Charpy V-hakk (ca., J) |
| Myk / normalisert (leveranse) | ~20–30 HRC | ~500–700 MPa | ~300–450 MPa | 10–18 % | 30–60 J |
| Slukket & temperert → ~40 HRC (typisk ingeniørtempo) | ≈38–42 HRC | ~800–950 MPa | ~600–800 MPa | 8–12 % | 15–30 j |
| Slukket & temperert → ~48–52 HRC (høy hardhet) | ≈48–52 HRC | ~1 000–1 300 MPa | ~800–1100 MPa | 3–8 % | 5–20 j |
| Maksimal herding (nær 55+ HRC) | >55 HRC | >1,300 MPA | høy (nærmer seg UTS) | lav (<3 %)* | lav (<10 J) |
5. Magnetiske og fysiske egenskaper av 1.4122 Rustfritt stål
Forstå de magnetiske og fysiske egenskapene til 1.4122 rustfritt stål er avgjørende for designingeniører, spesielt når du spesifiserer komponenter for presisjonsmaskineri, verktøy, eller applikasjoner der termisk ekspansjon og konduktivitet har betydning.
| Eiendom | Typisk verdi | Ingeniørkonsekvenser |
| Tetthet | 7.75–7,80 g/cm³ | Vektberegninger, dynamisk belastning, komponentdesign |
| Termisk konduktivitet | 19–24 w/m · k | Varmespredning, maskinering og termisk forvrengning |
| Termisk ekspansjonskoeffisient | 10–11 ×10⁻⁶ /K | Dimensjonsstabilitet under termiske sykluser |
| Spesifikk varme | ~ 460 J/kg · k | Termisk styring under behandling |
| Magnetisk oppførsel | Ferromagnetisk | Vurder i sensornærhet, elektronisk interferens, magnetisk montering |
6. Korrosjonsmotstand
1.4122 rustfritt stål gir Moderat korrosjonsmotstand, bedre enn vanlig karbonstål, men dårligere enn austenittisk rustfritt stål.
Miljøer der den fungerer akseptabelt
- Ferskvann og mildt oksiderende industrielle atmosfærer
- Organiske syrer og milde kjemiske miljøer, når polert eller passivert
Begrensninger
- Anbefales ikke for kloridrike miljøer (sjøvann, saltlake) hvor gropdannelse og sprekkkorrosjon blir betydelig.
- Lokalisert korrosjonsmotstand avtar med økende hardhet og temperering som avslører mikrostrukturelle heterogeniteter.
Overflatebehandling og passivering
- Polering til en fin finish og Kjemisk passivering (F.eks., salpetersyre behandling) forbedre korrosjonsytelsen ved å styrke den passive filmen.
- Belegg (maling, platting) eller katodisk beskyttelse er vanlig for lang levetid i marginale miljøer.
7. Varmebehandling og herding
Varmebehandling skreddersøm står sentralt i bruk 1.4122 effektivt.
Typisk herdeplan
- Austenitiserende: varme til omtrentlig 980–1020 °C (typisk utvalg for martensittiske rustfrie stål; eksakt temperatur avhenger av seksjonsstørrelse og ovnskontroll) å danne austenitt.
- Slukking: rask avkjøling i olje eller polymer bråkjøling for å transformere til martensitt. Vannslukking kan brukes, men øker risikoen for forvrengning og sprekker.
- Temperering: varme opp til 150–600 ° C. avhengig av nødvendig endelig hardhet/seighetsbalanse.
Lavere temperaturer gir høyere hardhet og lavere seighet; høyere temp gir lavere hardhet, men bedre duktilitet og slagfasthet.
Herdende respons
- Karbiddannende elementer (Cr, Mo) og karboninnhold driver herdbarhet. 1.4122 viser god respons slik at designere kan velge tempereringssykluser for spesifikke mekaniske mål.
Effekter
- Styrken øker dramatisk etter quench og temperament.
- Seighet kan gjenopprettes delvis ved temperering; det er en velkjent avveining mellom hardhet og seighet.
- Maskinbarhet forverres generelt etter herding; mesteparten av maskineringen utføres i glødede eller delvis herdede forhold.
8. Bearbeidbarhet og fabrikasjon
Maskinbarhet
- Medium i glødet tilstand. I myk tilstand, 1.4122 maskiner som kan sammenlignes med andre martensittiske kvaliteter med passende verktøy og skjærehastigheter.
Bruk skarpt høyhastighetsverktøy, tilstrekkelig kjølevæske og konservativ tilførsel ved maskinering av herdede deler. - Dårlig når den er herdet. Hardhet >45 HRC øker verktøyslitasjen betydelig; sliping og karbidverktøy er typiske.
Sveisbarhet
- Begrenset. Høy karbon og martensittisk struktur gjør stålet mottakelig for hydrogenindusert kaldsprekking. Sveising krever vanligvis:
-
- Forvarm (F.eks., 150–250 °C avhengig av tykkelse)
- Lite hydrogenelektroder
- Herding etter sveis eller PWHT for å avlaste restspenninger og myke opp HAZ
- For kritiske deler, sveising unngås eller utføres med varmebehandling etter sveising.
Danner
- Kaldforming: begrenset i herdet tilstand; bedre å forme i glødet tilstand og deretter herde.
- Varm forming: kan brukes i kontrollerte vinduer, men krever etterfølgende varmebehandling for å gjenopprette utformede egenskaper.
9. Fordeler og begrensninger
Fordeler med 1.4122 Rustfritt stål
- God herdbarhet: kan varmebehandles til et bredt spekter av hardhets- og styrkeverdier.
- Balansert korrosjonsbestandighet: overlegen karbonstål i mange miljøer.
- Bruk motstand: egnet for skjærekanter, aksler og lett belastede slitedeler.
- Magnetisk: nyttig der ferromagnetisk oppførsel er nødvendig.
Begrensninger av 1.4122 Rustfritt stål
- Begrensninger for sveisbarhet — krever forvarming og PWHT for kritiske sammenføyninger.
- Kald formbarhet: dårlig i herdet tilstand; må dannes i glødet tilstand.
- Korrosjonsgrenser: anbefales ikke for sjøvann eller miljøer med høyt kloridnivå uten beskyttelsestiltak.
- Maskinering når den er herdet: høy verktøyslitasje, nødvendig spesialverktøy.
10. Industrielle anvendelser av 1.4122 Rustfritt stål
1.4122 brukes der en kombinasjon av høy overflatehardhet, Bruk motstand, og moderat korrosjonsmotstand er påkrevd:
- Bestikk og kirurgisk verktøy: kniver, saks og barberhøvel drar nytte av balansen mellom hardhet og rustfri oppførsel.
- Maskinteknikk: sjakter, spindler, pinner og små tannhjul som krever presisjon, kantbevaring og lang levetid.
- Pumper og ventiler: stilker, seter og komponenter utsatt for ferskvann eller bufrede væsker.
- Verktøy og former: for polymerbearbeiding og lette verktøyoppgaver der korrosjonsbestandighet er nyttig sammenlignet med vanlig verktøystål.
- Andre nisjebruk: bærende løp, små strukturelle komponenter, og visse festemidler hvor hardhet og magnetisk respons er fordelaktig.
11. Sammenligning med relaterte rustfrie stål
1.4122 (X39CrMo17-1) er en martensittisk krom rustfritt stål med balansert hardhet, Korrosjonsmotstand, og slitasjeegenskaper.
For å veilede materialvalg, det er nyttig å sammenligne det med andre vanlig brukte martensittiske og krom rustfrie stål, inkludert 1.4034 (X46Cr13) og 1.4112 (X90CrMoV18).
| Eiendom / Legering | 1.4122 (X39CrMo17-1) | 1.4034 (X46Cr13) | 1.4112 (X90CrMoV18) | Tekniske notater |
| Karbon (C) | 0.36–0,44 % | 0.42–0,50 % | 0.85–0,95 % | Karbon kontrollerer hardhet og slitestyrke; høyere C øker hardheten, men reduserer duktiliteten. |
| Krom (Cr) | 16–18% | 16–18% | 16–18% | Krom gir korrosjonsbestandighet; alle tre er martensittiske kvaliteter med moderat korrosjonsbestandighet. |
| Molybden (Mo) | 0.8–1,2% | 0–0,2 % | 0.8–1,2% | Mo forbedrer pitting og generell korrosjonsbestandighet, Spesielt i 1.4122 og 1.4112. |
| Vanadium (V) | Spor | Spor | 0.1–0,3% | V øker hardheten og slitestyrken, brukt i 1.4112 for slitesterkt verktøy. |
| Strekkfasthet (MPA) | 800–1100 (slukket & temperert) | 700–1000 | 1000–1400 | 1.4112 er en høykarbonklasse designet for maksimal slitasje; 1.4122 balanserer styrke og seighet. |
Hardhet (HRC) |
50–55 | 48–52 | 56–60 | 1.4112 oppnår høyere hardhet på grunn av høyere karbon; 1.4122 egnet for verktøy og aksler. |
| Korrosjonsmotstand | Moderat | Moderat | Moderat til lav | 1.4122Mo-tilsetningen forbedrer motstanden mot milde oksiderende miljøer 1.4034. |
| Maskinbarhet | Moderat | God | Fattig | Høykarbon 1.4112 er vanskeligere å bearbeide; 1.4122 balanserer bearbeidbarhet med hardhet. |
| Typiske applikasjoner | Bestikk, verktøy, Pumpeskaft, ventiler | Bestikk, Kirurgiske instrumenter, Mekaniske deler | Høyslitasjeverktøy, kniver, industrielle blader | Valget avhenger av nødvendig hardhet, Korrosjonsmotstand, og maskineringsbegrensninger. |
12. Konklusjon
1.4122 (X39CrMo17-1) er et praktisk martensittisk rustfritt stål som gir en allsidig kombinasjon av hardhet, slitestyrke og moderat korrosjonsbestandighet.
Dens evne til å skreddersys gjennom varmebehandling gjør den til et godt valg for bestikk, sjakter, ventildeler og verktøyapplikasjoner der det kreves et kompromiss mellom oppførsel i rustfritt materiale og høy hardhet.
Vanlige spørsmål
Hva er det typiske hardhetsområdet som kan oppnås for 1.4122 rustfritt stål?
I levering/oppmyknet stand ca 27–33 HRC. Etter bråkjøling og temperering kan legeringen typisk justeres til ~40–55 HRC avhengig av tempereringstemperatur og seksjonsstørrelse.
Er 1.4122 rustfritt stål egnet for sjøvannsservice?
Nei - den har bare moderat kloridresistens. For sjøvann eller svært korrosive miljøer, velg dupleks eller austenittisk rustfritt stål med overlegen gropmotstand.
Kan jeg sveise 1.4122 rustfritt stålkomponenter?
Sveising er mulig men utfordrende. Bruk forvarming, forbruksvarer med lavt hydrogeninnhold og herding etter sveis for å unngå sprekkdannelse og gjenopprette seighet.
Hvordan påvirker varmebehandling seighet?
Herding ved høyere temperaturer forbedrer seigheten, men reduserer hardheten. Velg tempereringstemperatur for å oppnå den nødvendige balansen for tretthets- og støtbelastninger.
Avhengig av applikasjonen, 1.4034 kan være en økonomisk erstatning for lavere ytelsesbehov; 1.4112 eller andre høy-C martensitter kan brukes der ekstrem hardhet er nødvendig, men merk forskjeller i korrosjon og seighet.
