1. Увођење
1.4122, обично референциран својом европском ознаком Кс39ЦрМо17-1, је мартензитни хром нерђајући челик дизајниран да испоручи мешавину тврдоћа, отпорност на хабање и разумне перформансе корозије.
Заузима практичну средину између алатних челика и нерђајућег челика отпорног на корозију: очвршћава топлотном обрадом до високе чврстоће и отпорности на хабање, али нуди бољу отпорност на корозију од многих угљеничних челика.
2. Шта је 1.4122 нерђајући челик
1.4122 (такође звани Кс39ЦрМо17-1) је а мартензитни хром нерђајући челик — отврдљив, магнетне нерђајуће класе дизајниране да испоруче равнотежу од висока тврдоћа / отпорност на хабање и Умерено отпорност на корозију.
Инжењери бирају 1.4122 за компоненте које захтевају оштре ивице и издржљиве површине за сечење (Прибор за јело), прецизна вратила и вретена, хабајући делови и одређене компоненте вентила или пумпе где је умерена отпорност на корозију адекватна.
Разликује се од аустенитних нерђајућих челика (Нпр., 304) који су немагнетни и веома отпорни на корозију, и од феритних разреда који се не очвршћују гашењем;
1.4122Дефинишућа карактеристика је његова мартензитна микроструктура након гашења, који производи велику тврдоћу и чврстоћу.
3. Хемијски састав 1.4122 нерђајући челик
Испод је чист, стручна табела која приказује опсеге хемијског састава за 1.4122 (Кс39ЦрМо17-1) нерђајући челик заједно са сажетим, инжењерски фокусиран опис улоге коју сваки елемент игра у овој легури.
| Елемент | Домет (вт%) | Примарна улога(с) — сажет |
| Ц (Угљеник) | 0.33–0,45 | Главно средство за учвршћивање — повећава тврдоћу мартензита и отпорност на хабање; смањује жилавост и заварљивост на високим нивоима. |
| ЦР (Хром) | 16.5–17.5 | Обезбеђује пасивност корозије и доприноси каљењу и стварању карбида. |
| Мо (Молибден) | 0.80–1.30 | Побољшава очвршћавање, чврстоћа и отпорност на локализовану корозију. |
| У (Никл) | ≤1.00 | Мања помоћ за чврстоћу; држао на ниском нивоу да би задржао мартензитни одговор. |
| Мн (Манган) | ≤1,50 | Деоксидизатор и благо средство за стврдњавање. |
И (Силицијум) |
≤1.00 | Деоксидизатор и скромни ојачавач у чврстом раствору. |
| П (Фосфор) | ≤0,04 | Нечистоћа — одржава се на ниском нивоу да би се избегло крхкост и губитак замора. |
| С (Сумпорни) | ≤0.015 | Минимизирано (није класа слободне обраде) јер смањује издржљивост и перформансе замора. |
| Фе (Iron) | Равнотежа | Матрични елемент — чини основу од мартензитног челика. |
| Елементи у траговима (Од, У, Цу, Н, итд.) | обично <0.05-0.20 | Мали ефекти микролегирања или трамп елементи; може рафинирати зрно или мало модификовати својства када је присутна. |
4. Механичка својства 1.4122 нерђајући челик
Механичка својства варирају у зависности од стања термичке обраде. Испод су репрезентативни распони који се користе за вођење дизајна.
| Услов / третман | Тврдоћа (ХРЦ) | Затезна чврстоћа (Утс, МПА) | 0.2% Доказ / Принос (МПА) | Издужење (А, %) | Цхарпи В-Бетцх (цца., Ј) |
| Мекан / нормализован (достава) | ~20–30 ХРЦ | ~500–700 МПа | ~300–450 МПа | 10-18 % | 30–60 Ј |
| Угашен & темперед → ~40 ХРЦ (типичан инжењерски темперамент) | ≈38–42 ХРЦ | ~800–950 МПа | ~600–800 МПа | 8-12 % | 15-30 ј |
| Угашен & темперед → ~48–52 ХРЦ (велика тврдоћа) | ≈48–52 ХРЦ | ~1.000–1.300 МПа | ~800–1100 МПа | 3-8 % | 5-20 ј |
| Максимално очвршћавање (у близини 55+ ХРЦ) | >55 ХРЦ | >1,300 МПА | високо (приближава УТС) | низак (<3 %)* | низак (<10 Ј) |
5. Магнетна и физичка својства 1.4122 нерђајући челик
Разумевање магнетних и физичких својстава 1.4122 нерђајући челик је критичан за инжењере дизајна, посебно када се специфицирају компоненте за прецизне машине, алат за алате, или апликације где су топлотна експанзија и проводљивост важни.
| Имовина | Типична вредност | Инжењеринг импликација |
| Густина | 7.75–7,80 г/цм³ | Прорачуни тежине, динамичко оптерећење, Дизајн компонената |
| Топлотна проводљивост | 19-24 в / м · к | Расипање топлоте, машинска обрада и термичко изобличење |
| Коефицијент топлотне експанзије | 10–11 ×10⁻⁶ /К | Стабилност димензија под термичким циклусима |
| Специфична топлота | ~ 460 ј / кг · к | Термичко управљање током обраде |
| Магнетно понашање | Ферромагнетски | Узмите у обзир близину сензора, електронске сметње, магнетни склоп |
6. Отпорност на корозију
1.4122 нерђајући челик обезбеђује Умерено отпорност на корозију, супериорнији од обичних угљеничних челика, али инфериорнији од аустенитних нерђајућих челика.
Окружење у којем се понаша прихватљиво
- Свежа вода и благо оксидирајуће индустријске атмосфере
- Органске киселине и благе хемијске средине, када се полирају или пасивирају
Ограничења
- Не препоручује се за окружења богата хлоридом (морска вода, расила) где питинг и пукотина корозије постају значајне.
- Локализована отпорност на корозију опада са повећањем тврдоће и каљења који откривају микроструктурне хетерогености.
Површинска обрада и пасивизација
- Полирање до финог завршетка и хемијска пасивација (Нпр., третман азотном киселином) побољшати перформансе корозије јачањем пасивног филма.
- Превлаке (боје, овлашћење) или катодне заштите су уобичајене за дуг радни век у маргиналним срединама.
7. Топлотна обрада и очвршћавање
Топлотни третман кројење је централно за коришћење 1.4122 ефикасно.
Типичан распоред очвршћавања
- Који се заварава: топлоте до отприлике 980–1020 °Ц (типичан опсег за мартензитне нерђајуће челике; тачна температура зависи од величине пресека и контроле пећи) да се формира аустенит.
- Гашење: брзо хлађење у уљу или гашење полимера да се трансформише у мартензит. Може се користити гашење водом, али повећава ризик од изобличења и пуцања.
- Ублажавање: поново загрејати да 150-600 ° Ц у зависности од захтеване коначне равнотеже тврдоћа/жилавост.
Ниже температуре отпуштања дају већу тврдоћу и мању жилавост; виша температура даје мању тврдоћу, али бољу дуктилност и отпорност на удар.
Реакција на отврдњавање
- Елементи који формирају карбиде (ЦР, Мо) а садржај угљеника подстиче очвршћавање. 1.4122 показује добар одзив омогућавајући дизајнерима да изаберу циклусе темперирања за специфичне механичке циљеве.
Ефекти
- Снага се повећава драматично после гашења и темперамента.
- Жилавост може се делимично обновити каљењем; постоји добро познат компромис између тврдоће и жилавости.
- Обрада генерално се погоршава након очвршћавања; већина машинске обраде се обавља у жареним или делимично каљеним условима.
8. Обрадивост и израда
Обрада
- Средње у жареном стању. У меком стању, 1.4122 машине упоредиве са другим мартензитним врстама са одговарајућим алатима и брзинама сечења.
Користите оштре алате велике брзине, адекватна расхладна течност и конзервативни додаци при машинској обради очврслих делова. - Лоше када се стврдне. Тврдоћа >45 ХРЦ значајно повећава хабање алата; типично је брушење и алат од карбида.
Завабилност
- Ограничен. Висока угљеникова и мартензитна структура чине челик подложним хладно пуцање изазвано водоником. Заваривање генерално захтева:
-
- Загрејати (Нпр., 150–250 °Ц у зависности од дебљине)
- Електроде са мало водоника
- Каљење након заваривања или ПВХТ за ублажавање заосталих напрезања и омекшавање ХАЗ
- За критичне делове, заваривање се избегава или се врши термичком обрадом након заваривања.
Формирање
- Хладно формирање: ограничено у очврслом стању; боље формирати у жареном стању, а затим очврснути.
- Топло формирање: може се користити унутар контролисаних прозора, али захтева накнадну топлотну обраду да би се обновила пројектована својства.
9. Предности и ограничења
Предности 1.4122 нерђајући челик
- Добре оправданост: могу се термички обрађивати до широког распона вредности тврдоће и чврстоће.
- Уравнотежена отпорност на корозију: супериорнији од угљеничних челика у многим окружењима.
- Отпорност на хабање: погодан за сечење ивица, вратила и лако оптерећених хабајућих делова.
- Магнетни: корисно тамо где је потребно феромагнетно понашање.
Ограничења 1.4122 нерђајући челик
- Ограничења заварљивости — захтева претходно загревање и ПВХТ за критичне спојеве.
- Хладно обликовање: сиромашан у очврслом стању; морају се формирати у жареном стању.
- Границе корозије: не препоручује се за морску воду или окружења са високим садржајем хлорида без заштитних мера.
- Машинска обрада када се очврсне: високо хабање алата, потребан посебан алат.
10. Индустријске апликације 1.4122 нерђајући челик
1.4122 се користи тамо где је комбинација висока површинска тврдоћа, отпорност на хабање, и умерено отпорност на корозију су потребни:
- Прибор за јело и хируршки алати: ножеви, маказе и бријачи имају користи од равнотеже између тврдоће и нерђајућег понашања.
- Машинство: шахтови, вретено, игле и мали зупчаници који захтевају прецизност, задржавање ивица и добар век трајања.
- Пумпе и вентили: стабљике, седишта и компоненте изложене слаткој води или пуферованим течностима.
- Алати и калупи: за обраду полимера и лаку обраду алата где је отпорност на корозију од помоћи у поређењу са обичним алатним челицима.
- Друге нише употребе: носећи трке, мале структурне компоненте, и одређене причвршћиваче код којих су тврдоћа и магнетни одзив повољни.
11. Поређење са сродним нерђајућим челицима
1.4122 (Кс39ЦрМо17-1) је а мартензитни хром нерђајући челик са уравнотеженом тврдоћом, отпорност на корозију, и својства хабања.
Да води избор материјала, корисно је упоредити га са другим често коришћеним мартензитним и хромираним нерђајућим челицима, укључујући 1.4034 (Кс46Цр13) и 1.4112 (Кс90ЦрМоВ18).
| Имовина / Легура | 1.4122 (Кс39ЦрМо17-1) | 1.4034 (Кс46Цр13) | 1.4112 (Кс90ЦрМоВ18) | Енгинееринг Нотес |
| Угљеник (Ц) | 0.36–0,44% | 0.42–0,50% | 0.85–0,95% | Угљеник контролише тврдоћу и отпорност на хабање; виши Ц повећава тврдоћу, али смањује дуктилност. |
| Хром (ЦР) | 16-18% | 16-18% | 16-18% | Хром обезбеђује отпорност на корозију; сва три су мартензитне класе са умереном отпорношћу на корозију. |
| Молибден (Мо) | 0.8-1,2% | 0–0,2% | 0.8-1,2% | Мо побољшава отпорност на питинг и општу отпорност на корозију, посебно у 1.4122 и 1.4112. |
| Ванадијум (У) | Траг | Траг | 0.1-0,3% | В повећава тврдоћу и отпорност на хабање, коришћен у 1.4112 за високо хабајуће алате. |
| Затезна чврстоћа (МПА) | 800-1100 (угашен & каљено) | 700-1000 | 1000-1400 | 1.4112 је високоугљенична класа дизајнирана за максимално хабање; 1.4122 балансира снагу и жилавост. |
Тврдоћа (ХРЦ) |
50-55 | 48–52 | 56-60 | 1.4112 постиже већу тврдоћу због већег угљеника; 1.4122 погодан за алате и осовине. |
| Отпорност на корозију | Умерен | Умерен | Умерен до ниског | 1.4122Додатак Мо побољшава отпорност на благе оксидационе средине 1.4034. |
| Обрада | Умерен | Добри | Сиромашан | Високо угљеник 1.4112 теже се обрађује; 1.4122 балансира обрадивост са тврдоћом. |
| Типичне апликације | Прибор за јело, алат за алате, Осовине пумпе, вентили | Прибор за јело, Хируршки инструменти, механички делови | Алати са високим степеном хабања, ножеви, индустријске оштрице | Избор зависи од потребне тврдоће, отпорност на корозију, и ограничења обраде. |
12. Закључак
1.4122 (Кс39ЦрМо17-1) је практичан мартензитни нерђајући челик који пружа разноврсну комбинацију тврдоћа, отпорност на хабање и умерену отпорност на корозију.
Његова способност да се прилагоди топлотном обрадом чини га избором за прибор за јело, шахтови, делови вентила и апликације алата где је потребан компромис између понашања нерђајућег челика и високе тврдоће.
Често постављана питања
За шта се може постићи типичан опсег тврдоће 1.4122 нерђајући челик?
У испоруци/омекшаном стању око 27–33 ХРЦ. Након гашења и темперације, легура се обично може прилагодити ~40–55 ХРЦ у зависности од температуре каљења и величине пресека.
Јесте 1.4122 нерђајући челик погодан за употребу у морској води?
Не — има само умерену отпорност на хлорид. За морску воду или високо корозивна окружења, изаберите дуплекс или аустенитне нерђајуће челике са супериорном отпорношћу на точење.
Могу ли заварити 1.4122 Компоненте од нехрђајућег челика?
Заваривање је могуће али изазовно. Користите претходно загревање, потрошни материјал са мало водоника и каљење након заваривања како би се избегло пуцање и повратила жилавост.
Како топлотна обрада утиче на жилавост?
Каљење на вишим температурама побољшава жилавост, али смањује тврдоћу. Изаберите температуру каљења да бисте постигли потребну равнотежу за заморна и ударна оптерећења.
Зависно од апликације, 1.4034 може бити економична замена за потребе нижих перформанси; 1.4112 или други мартензити са високим Ц могу се користити тамо где је потребна екстремна тврдоћа, али имајте на уму разлике у корозији и жилавости.
