Сравнение нержавеющей стали 440 и 431: мартенситная марка с высоким-углеродистым мартенситом и никелем-добавленным мартенситом

440 (общее обозначение 440A/B/C) и 431 — это высоко-мартенситные нержавеющие стали, основное отличие которых состоит в легирующих элементах, а эксплуатационные характеристики. 440 – высоко-углеродистые (C=0.60-1.20%), с упором на твердость и износостойкость; В 431 добавлен никель (Ni=1.20-2.00%), что обеспечивает высокую прочность и ударную вязкость. Оба подходят для высокопроизводительных механических компонентов-с явными различиями в требованиях к ударной нагрузке и износостойкости.

Сравнение основных параметров

Параметр	Нержавеющая сталь 440	Нержавеющая сталь 431
Химический состав (мас.%)	C=0.60-1.20, Si Меньше или равно 1,00, Mn Меньше или равно 1,00, P Меньше или равно 0,040, S Меньше или равно 0,030, Cr=16.00-18.00, Fe=Баланс	C=0.15-0.25, Si Меньше или равно 1,00, Mn Меньше или равно 1,00, P Меньше или равно 0,040, S Меньше или равно 0,030, Cr=15.00-17.00, Ni=1.20-2.00, Fe=Баланс
Механические свойства (закаленные и отпущенные)	Предел прочности при растяжении больше или равен 795–950 МПа, предел текучести больше или равен 550–700 МПа, относительное удлинение больше или равно 10–12 %, твердость 55–62HRC.	Предел прочности при растяжении больше или равен 1080 МПа, предел текучести больше или равен 880 МПа, удлинение больше или равно 12%, твердость 38-43HRC
Рабочая температура	От -20 до 250 градусов (непрерывная работа)	От -40 до 450 градусов (непрерывная работа)
Эквивалентные оценки	СУС440А/Б/К (ДЖИС), ЭН 1.4104/1.4109/1.4125, УНС С44002/С44003/С44004	SUS431 (JIS), EN 1.4057, UNS S43100

Ключевые различия в производительности: 1. Твердость и износостойкость: высокое содержание углерода в стали 440 обеспечивает сверх-высокую твердость (55-62HRC) и превосходную износостойкость; Среднее содержание углерода в 431 и добавление никеля приводят к более низкой твердости (38-43HRC) и плохой износостойкости.. 2. Прочность и ударная вязкость: 431 имеет более высокую прочность на разрыв (больше или равно 1080 МПа) и отличную ударную вязкость (ударная вязкость больше или равна 50 Дж при -40 градусах), подходит для ударных нагрузок; У 440 низкая ударная вязкость (ударная вязкость меньше или равна 15-20 Дж), склонность к хрупкому разрушению.. 3. Коррозионная стойкость: добавление никеля в 431 улучшает коррозионную стойкость, лучше, чем у 440 в атмосферных и слабых коррозионных средах; Модель 440 подходит только для сухой среды.. 4. Высокие температуры: рабочая температура модели 431 (450 градусов) на 200 градусов выше, чем у модели 440 (250 градусов).

Различие применимых сценариев: 440 подходит для компонентов, требующих сверх-высокой износостойкости и низкой ударной нагрузки, таких как высокотехнологичные-режущие инструменты, шарики подшипников и дорожки качения, сердечники прецизионных пресс-форм, хирургические скальпели и измерительные инструменты.. 431 подходит для компонентов, требующих высокой прочности, высокой ударной вязкости и коррозионной стойкости, таких как автомобильные приводные валы, компоненты подвески, корпуса клапанов высокого-давления, детали морской техники и аксессуары для авиационных двигателей.

Практические вопросы и ответы

В1: Какова роль никеля в 431? A1: Никель является сильным стабилизатором аустенита, который улучшает структуру мартенсита во время термообработки и повышает ударную вязкость; повышает стабильность пассивационной пленки поверхности и повышает коррозионную стойкость; Прочность и коррозионная стойкость стали 431 значительно выше, чем у мартенситных нержавеющих сталей, не содержащих никель-.

В2: Почему 440 не подходит для компонентов, нагруженных ударной нагрузкой? A2: Сверхвысокое-содержание углерода приводит к низкой прочности; под ударной нагрузкой склонен к сколам или растрескиванию; например, кухонные ножи 440C острые, но их легко сломать при падении, а компоненты 431 могут выдерживать определенные удары без повреждений.

В3: Можно ли использовать 431 в морской среде? А3: Да. Его коррозионная стойкость в морской атмосфере лучше, чем 410, 420 и 440; он подходит для морских механических компонентов, таких как аксессуары корпуса судна и валы насосов; для компонентов, погруженных в морскую воду в течение длительного времени, рекомендуется использовать сталь 316L.

Вопрос 4: Какой процесс термообработки подходит для стали 440 для достижения сверх-высокой твердости? A4: Закалка при температуре 1010-1090 градусов, охлаждение маслом + отпуск при температуре 150-220 градусов, охлаждение на воздухе; разные субмарки имеют несколько разные температуры: 440А (закалка 1010-1050 градусов), 440С (закалка 1050-1090 градусов); избегайте отпуска при температуре 300-450 градусов, чтобы предотвратить отпускную хрупкость.

В5: Как выбрать между 440 и 431? A5: Выберите 440, если основным требованием является сверх-высокая износостойкость и ударная нагрузка невелика; выберите 431, если требуются высокая прочность, высокая ударная вязкость и коррозионная стойкость, а также присутствует ударная нагрузка.