1. Введение
1.4122, обычно упоминается по его европейскому обозначению X39CrMo17-1, представляет собой мартенситную хромистую нержавеющую сталь, предназначенную для обеспечения смеси твердость, износостойкость и разумная коррозионная стойкость.
Занимает практическую промежуточную позицию между инструментальными сталями и коррозионностойкими нержавеющими марками.: закаливается путем термической обработки до высокой прочности и стойкости к истиранию, при этом обеспечивая лучшую устойчивость к коррозии, чем многие углеродистые стали..
2. Что такое 1.4122 Нержавеющая сталь
1.4122 (также называется X39CrMo17-1) является а мартенситный хром нержавеющая сталь — закаленный, Магнитная нержавеющая сталь, разработанная для обеспечения баланса высокая твердость/износостойкость и Умеренная коррозионная стойкость.
Инженеры выбирают 1.4122 для компонентов, требующих острые края и прочные режущие поверхности (Столовые приборы), прецизионные валы и шпиндели, изнашиваемые детали и некоторые компоненты клапанов или насосов где достаточна умеренная коррозионная стойкость.
Отличается от аустенитных нержавеющих сталей. (НАПРИМЕР., 304) которые немагнитны и обладают высокой коррозионной стойкостью., и из ферритных марок, не поддающихся закалке;
1.4122определяющей особенностью является то, что мартенситная микроструктура после закалки, что обеспечивает высокую твердость и прочность.
3. Химический состав 1.4122 Нержавеющая сталь
Ниже представлен чистый, профессиональная таблица, показывающая диапазоны химического состава для 1.4122 (X39CrMo17-1) нержавеющая сталь вместе с лаконичным, инженерно-ориентированное описание роли каждого элемента в этом сплаве..
| Элемент | Диапазон (wt%) | Основная роль(с) — краткий |
| В (Углерод) | 0.33–0,45 | Основной упрочнитель — повышает мартенситную твердость и износостойкость.; снижает ударную вязкость и свариваемость на высоких уровнях. |
| Герметичный (Хром) | 16.5–17,5 | Обеспечивает коррозионную пассивность и способствует прокаливаемости и карбидообразованию.. |
| МО (Молибден) | 0.80–1,30 | Улучшает прокаливаемость, прочность и стойкость к локальной коррозии. |
| В (Никель) | ≤1,00 | Незначительная помощь в выносливости; держится на низком уровне, чтобы сохранить мартенситный отклик. |
| Мнжен (Марганец) | ≤1,50 | Раскислитель и мягкая добавка для повышения прокаливаемости.. |
И (Кремний) |
≤1,00 | Раскислитель и умеренный упрочнитель на твердом растворе.. |
| П (Фосфор) | ≤0,04 | Примеси — поддерживаются на низком уровне, чтобы избежать охрупчивания и усталостной потери.. |
| С (Сера) | ≤0.015 | Минимизированный (не сорт для свободной обработки) потому что это снижает вязкость и усталостные характеристики. |
| Фей (Железо) | Баланс | Матричный элемент — образует основу мартенситной стали.. |
| Микроэлементы (Из, V., Cu, Не, и т. д.) | обычно <0.05–0.20 | Небольшие микролегирующие эффекты или посторонние элементы; может улучшить зернистость или слегка изменить свойства, если они присутствуют. |
4. Механические свойства 1.4122 Нержавеющая сталь
Механические свойства изменяются в зависимости от состояния термообработки.. Ниже приведены репрезентативные диапазоны, используемые в качестве руководства по проектированию..
| Состояние / уход | Твердость (HRC) | Предел прочности (Утюр, МПА) | 0.2% Доказательство / Урожай (МПА) | Удлинение (А, %) | Чарпи V-Notch (примерно, Дж) |
| Мягкий / нормализован (доставка) | ~20–30HRC | ~500–700 МПа | ~300–450 МПа | 10–18 % | 30–60 Дж |
| Утомил & закалённый → ~40HRC (типичный инженерный характер) | ≈38–42HRC | ~800–950 МПа | ~600–800 МПа | 8–12 % | 15–30 J. |
| Утомил & закаленный → ~ 48–52 HRC (Высокая твердость) | ≈48–52HRC | ~1000–1300 МПа | ~800–1100 МПа | 3–8 % | 5–20 J. |
| Максимальная закалка (около 55+ HRC) | >55 HRC | >1,300 МПА | высокий (приближается к ОТС) | низкий (<3 %)* | низкий (<10 Дж) |
5. Магнитные и физические свойства 1.4122 Нержавеющая сталь
Понимание магнитных и физических свойств 1.4122 нержавеющая сталь имеет решающее значение для инженеров-конструкторов, особенно при выборе компонентов для точного оборудования, инструмент, или приложения, где тепловое расширение и проводимость имеют значение.
| Свойство | Типичное значение | Инженерные последствия |
| Плотность | 7.75–7,80 г/см³ | Расчеты веса, динамическая нагрузка, Дизайн компонента |
| Теплопроводность | 19–24 Вт/м · к | Тепловыделение, механическая обработка и термическая деформация |
| Коэффициент термического расширения | 10–11 ×10⁻⁶ /К | Стабильность размеров при термических циклах |
| Удельное тепло | ~ 460 J/кг · к | Управление температурным режимом во время обработки |
| Магнитное поведение | Ферромагнитный | Учитывайте близость датчика, электронные помехи, магнитная сборка |
6. Коррозионная стойкость
1.4122 нержавеющая сталь обеспечивает Умеренная коррозионная стойкость, превосходит простые углеродистые стали, но уступает аустенитным нержавеющим сталям.
Среды, в которых он работает приемлемо
- Пресная вода и слабоокислительная промышленная атмосфера
- Органические кислоты и мягкие химические среды, при полировке или пассивации
Ограничения
- Не рекомендуется для Обогащенные хлоридом среды (морская вода, рассол) где питтинговая и щелевая коррозия становятся значительными.
- Стойкость к локальной коррозии снижается с увеличением твердости и отпуском, обнажающим микроструктурные неоднородности..
Обработка поверхности и пассивация
- Полировка до идеальной отделки и химическая пассивация (НАПРИМЕР., обработка азотной кислотой) улучшить коррозионные характеристики за счет укрепления пассивной пленки.
- Покрытия (краски, покрытие) или катодная защита обычно обеспечивают длительный срок службы в маргинальных средах..
7. Термическая обработка и закалка
Термическая обработка пошив занимает центральное место в использовании 1.4122 эффективно.
Типичный график закалки
- Austenitizing: нагреть примерно до 980–1020 °С (типичный диапазон для мартенситных нержавеющих сталей; точная температура зависит от размера секции и управления печью) образовывать аустенит.
- Гашение: быстрое охлаждение в масле или закалка полимером для превращения в мартенсит. Можно использовать закалку водой, но увеличивается риск деформации и растрескивания..
- Отпуск: разогреть до 150–600 ° C. в зависимости от требуемого конечного баланса твердости/прочности.
Более низкие температуры отпуска приводят к более высокой твердости и более низкой ударной вязкости.; более высокая температура дает меньшую твердость, но лучшую пластичность и ударопрочность.
Реакция ужесточения
- Карбидообразующие элементы (Герметичный, МО) и содержание углерода способствуют прокаливаемости. 1.4122 демонстрирует хороший отклик, что позволяет разработчикам выбирать циклы отпуска для конкретных механических целей.
Эффекты
- Сила увеличивается резко после закалки и отпуска.
- Стойкость частично восстанавливается отпуском; существует хорошо известный компромисс между твердостью и ударной вязкостью..
- Механизм обычно ухудшается после затвердевания; большая часть механической обработки выполняется в отожженных или частично отпущенных условиях..
8. Обрабатываемость и изготовление
Механизм
- Среда в отожженном состоянии. В мягком состоянии, 1.4122 станки, сравнимые с другими мартенситными марками, с соответствующими инструментами и скоростями резания.
Используйте острые высокоскоростные инструменты., адекватная подача СОЖ и консервативная подача при обработке закаленных деталей. - Плохой при закалке. Твердость >45 HRC существенно увеличивает износ инструмента; типичны шлифовальные и твердосплавные инструменты.
Сварка
- Ограничен. Высокоуглеродистая и мартенситная структура делают сталь восприимчивой к водородное холодное растрескивание. Сварка обычно требует:
-
- Разогреть (НАПРИМЕР., 150–250 °C в зависимости от толщины)
- Низководородные электроды
- Послесварочный отпуск или PWHT для снятия остаточных напряжений и смягчения ЗТВ
- Для критических частей, сварка исключается или выполняется с термообработкой после сварки.
Формирование
- Холодный формирование: ограничено в затвердевшем состоянии; лучше формовать в отожженном состоянии, а затем затвердевать.
- Горячая форма: может использоваться в контролируемых окнах, но требует последующей термообработки для восстановления проектных свойств.
9. Преимущества и ограничения
Преимущества 1.4122 Нержавеющая сталь
- Хорошая устойчивость: может подвергаться термической обработке до широкого диапазона значений твердости и прочности..
- Сбалансированная коррозионная стойкость: превосходит углеродистые стали во многих средах.
- Износостойкость: подходит для режущих кромок, валы и слабонагруженные изнашиваемые детали.
- Магнитный: полезен там, где требуется ферромагнитное поведение.
Ограничения 1.4122 Нержавеющая сталь
- Ограничения свариваемости — требует предварительного нагрева и термообработки для критических соединений.
- Холодная штамповка: плохой в закаленном состоянии; должен быть сформирован в отожженном состоянии.
- Пределы коррозии: не рекомендуется для морской воды или сред с высоким содержанием хлоридов без защитных мер..
- Обработка после закалки: высокий износ инструмента, требуется специальный инструмент.
10. Промышленное применение 1.4122 Нержавеющая сталь
1.4122 используется там, где сочетание Высокая поверхностная твердость, износостойкость, и умеренная коррозионная стойкость требуются:
- Столовые приборы и хирургические инструменты: ножи, ножницы и бритвы выигрывают за счет баланса твердости и свойств нержавеющей стали..
- Машиностроение: валы, шпинции, штифты и небольшие шестерни, требующие точности, сохранение кромки и хороший срок службы.
- Насосы и клапаны: стебли, седла и компоненты, подвергающиеся воздействию пресной воды или буферных жидкостей.
- Инструменты и формы: для обработки полимеров и обработки легких инструментов, где стойкость к коррозии более важна по сравнению с простыми инструментальными сталями.
- Другое нишевое использование: Гонки, небольшие структурные элементы, и некоторые крепежные детали, для которых предпочтительны твердость и магнитная реакция..
11. Сравнение с родственными нержавеющими сталями
1.4122 (X39CrMo17-1) является а мартенситная хромистая нержавеющая сталь со сбалансированной жесткостью, коррозионная стойкость, и свойства износа.
Руководство по выбору материала, полезно сравнить ее с другими широко используемыми мартенситными и хромистыми нержавеющими сталями., включая 1.4034 (X46Cr13) и 1.4112 (X90CrMoV18).
| Свойство / Сплав | 1.4122 (X39CrMo17-1) | 1.4034 (X46Cr13) | 1.4112 (X90CrMoV18) | Инженерные примечания |
| Углерод (В) | 0.36–0,44% | 0.42–0,50% | 0.85–0,95% | Углерод контролирует твердость и износостойкость; более высокий C увеличивает твердость, но снижает пластичность. |
| Хром (Герметичный) | 16–18% | 16–18% | 16–18% | Хром обеспечивает коррозионную стойкость; все три являются мартенситными марками с умеренной коррозионной стойкостью.. |
| Молибден (МО) | 0.8–1,2% | 0–0,2% | 0.8–1,2% | Мо улучшает питтинговую и общую устойчивость к коррозии., особенно в 1.4122 и 1.4112. |
| Ванадий (V.) | След | След | 0.1–0,3% | V увеличивает твердость и износостойкость, используется в 1.4112 для быстроизнашивающихся инструментов. |
| Предел прочности (МПА) | 800–1100 (утомил & закален) | 700–1000 | 1000–1400 | 1.4112 представляет собой марку с высоким содержанием углерода, предназначенную для максимального износа; 1.4122 балансирует силу и выносливость. |
Твердость (HRC) |
50–55 | 48–52 | 56–60 | 1.4112 достигает более высокой твердости за счет более высокого содержания углерода; 1.4122 подходит для инструментов и валов. |
| Коррозионная стойкость | Умеренный | Умеренный | От умеренного до низкого уровня | 1.4122Добавление Mo повышает устойчивость к слабым окислительным средам. 1.4034. |
| Механизм | Умеренный | Хороший | Бедный | Высокий углерод 1.4112 труднее обрабатывать; 1.4122 баланс обрабатываемости и твердости. |
| Типичные приложения | Столовые приборы, инструмент, насосные валы, клапаны | Столовые приборы, Хирургические инструменты, механические детали | Инструменты с высокой степенью износа, ножи, промышленные лезвия | Выбор зависит от требуемой твердости., коррозионная стойкость, и ограничения обработки. |
12. Заключение
1.4122 (X39CrMo17-1) практичная мартенситная нержавеющая сталь, обеспечивающая универсальное сочетание твердость, износостойкость и умеренная коррозионная стойкость.
Его способность адаптироваться посредством термической обработки делает его идеальным выбором для столовых приборов., валы, детали клапанов и инструменты, где требуется компромисс между поведением нержавеющей стали и высокой твердостью..
Часто задаваемые вопросы
Каков типичный диапазон твердости, достижимый для 1.4122 нержавеющая сталь?
В состоянии поставки/размягченном состоянии около 27–33 HRС. После закалки и отпуска сплав обычно можно отрегулировать до ~40–55 HRС в зависимости от температуры отпуска и размера сечения.
Является 1.4122 нержавеющая сталь, подходит для морской воды?
Нет — он имеет лишь умеренную устойчивость к хлоридам.. Для морской воды или высокоагрессивных сред, выберите дуплексную или аустенитную нержавеющую сталь с превосходной стойкостью к точечной коррозии.
Могу ли я сварить 1.4122 Компоненты нержавеющей стали?
Сварка возможна, но испытывающий. Используйте предварительный нагрев, расходные материалы с низким содержанием водорода и отпуск после сварки для предотвращения растрескивания и восстановления прочности..
Как термообработка влияет на прочность?
Отпуск при более высоких температурах повышает ударную вязкость, но снижает твердость.. Выберите температуру отпуска для достижения необходимого баланса усталостных и ударных нагрузок..
В зависимости от приложения, 1.4034 может быть экономичной заменой для более низких требований к производительности; 1.4112 или другие мартенситы с высоким содержанием углерода могут использоваться там, где требуется чрезвычайная твердость, но обратите внимание на различия в коррозии и ударной вязкости..
