Нержавеющая сталь SUS321 или SUS410: какая из них более износостойкая-?

SUS321 и SUS410: два разных семейства нержавеющей стали

SUS321 и SUS410, стандартизированные по стандарту JIS G4303, принадлежат к совершенно разным семействам нержавеющих сталей, и это различие определяет ответ на вопрос-сопротивления износу. SUS321 является аустенитной маркой: он содержит 9,00-13,00% никеля вместе с 17,00-19,00% хрома и стабилизирован титаном, чтобы противостоять межкристаллитной коррозии при эксплуатации при повышенных температурах. SUS410 — мартенситная марка: содержит 11,50-13,50 % хрома, мало или совсем не содержит никеля и до 0,15 % углерода, что позволяет упрочнять его закалкой и отпуском. В закаленном и отпущенном состоянии SUS410 приобретает твердую мартенситную структуру, которая дает ему преимущество в отношении износа; SUS321, будучи аустенитным, не может быть упрочнен термообработкой таким же образом.

Химический состав и механические свойства

Химический состав согласно JIS G4303 (весовой процент)

Элемент	СУС321	СУС410
Углерод (С)	Меньше или равно 0,08	Меньше или равно 0,15
Кремний (Si)	Меньше или равно 1,00	Меньше или равно 1,00
Марганец (Mn)	Меньше или равно 2,00	Меньше или равно 1,00
Фосфор (Р)	Меньше или равно 0,045	Меньше или равно 0,040
Сера (S)	Меньше или равно 0,030	Меньше или равно 0,030
Никель (Ni)	9.00 - 13.00	Меньше или равно 0,60
Хром (Cr)	17.00 - 19.00	11.50 - 13.50
Титан (Ti)	Больше или равно 5 × C	-

Механические свойства в отожженном состоянии

Свойство	СУС321	СУС410
Предел прочности, мин (МПа)	520	440
Предел текучести 0,2%, не менее (МПа)	205	205
Удлинение, мин (%)	40	20
Твердость, не более (HB)	187	201

Это отожженные значения. Решающее различие заключается в том, что происходит после термообработки: SUS410 подвергается закалке в масле -при температуре примерно 950-1000 градусов, а затем закалке, превращающейся в отпущенную мартенситную структуру, твердость которой значительно превышает уровень отжига. Эта реакция закалки является основой его использования для изнашиваемых деталей, режущих кромок и валов. Фактически достигаемая твердость зависит от температуры отпуска и подтверждается сертификатом заводских испытаний; этого нельзя предположить только по названию класса. SUS321, напротив, остается мягким и жестким после термообработки, поскольку его аустенитная структура не трансформируется при охлаждении.

Износостойкость: почему мартенситный сорт выигрывает

При абразивном и скользящем износе более твердая поверхность обычно изнашивается медленнее. Закаленный и отпущенный компонент SUS410 имеет твердую, -стойкую к износу поверхность, поэтому этот сплав традиционно выбирают для седел клапанов, валов насосов, лезвий столовых приборов и других деталей, где устойчивость к истиранию важнее коррозии. SUS321 не может сравниться с этой твердостью, но у него есть своя собственная -стойкость, связанная с износом: аустенитная структура-затвердевает под ударом и истирающим контактом и противостоит адгезионному износу лучше, чем мягкий мартенсит. На практике, когда вопрос заключается просто в том, какая марка более износостойкая-, ответом является SUS410 в закаленном и отпущенном состоянии.

Коррозионная стойкость и работа при повышенных-температурах

Эти два сорта также резко различаются по коррозионной стойкости. SUS321, содержащий 17-19% хрома и 9-13% никеля, устойчив к атмосферной коррозии, пресной воде и многим технологическим средам, а добавка титана защищает его от межкристаллитной коррозии при сварке или горячей эксплуатации. SUS410 обладает лишь умеренной коррозионной стойкостью: он подходит для мягкой атмосферы и некоторых применений инструментов, но не подходит для сильно агрессивных сред, воздействия морской среды или кислотной среды. Когда деталь должна сочетать износостойкость с агрессивной средой, вместо голого SUS410 часто используется наплавка или покрытие на аустенитной основе.

Руководство по выбору

Выбирайте SUS410, когда доминирующим требованием является износостойкость или твердость, а окружающая среда мягкая: лопасти, компоненты клапанов, детали насосов, валы и крепежные детали находятся в воздухе, пресной воде или в атмосфере легкой промышленности. Выбирайте SUS321, если преобладают коррозионная стойкость, повышенная-температурная стабильность, свариваемость или прочность: теплообменники, выхлопные системы, трубопроводы химических заводов, технологическое оборудование пищевой и фармацевтической промышленности. Для деталей, которым необходимы как твердость, так и коррозионная стойкость, следует рассмотреть вариант с более высоким-мартенситным содержанием хрома или аустенитную деталь с покрытием.

Часто задаваемые вопросы

Какой материал более -устойчив к износу: SUS321 или SUS410?

В закаленном и отпущенном состоянии SUS410 значительно более износостойкий-из-за своей твердой мартенситной структуры. В отожженном состоянии разница в твердости невелика (менее или равна 187 HB по сравнению с менее или равной 201 HB).

Можно ли сваривать SUS410?

Да, но мартенсит образуется в сварном шве и зоне термического-воздействия, поэтому для восстановления ударной вязкости обычно требуются предварительный нагрев и после-отпуск после сварки. SUS321 сваривается гораздо легче и не требует термообработки после-сварки для обеспечения коррозионной стойкости.

SUS410 защищен от ржавчины-?

Он нержавеющий, поскольку содержит 11,5-13,5% хрома, который устойчив к атмосферной коррозии и мягким средам. Во влажной, морской или кислой среде он требует защиты и явно уступает SUS321 по коррозионной стойкости.

Являются ли SUS321 и SUS410 магнитными?

SUS410 является магнитным в любых условиях. SUS321 является аустенитным и практически не-магнитным в отожженном состоянии, при этом после тяжелой холодной обработки возможен лишь небольшой магнетизм.

Каковы эквиваленты марок SUS321 и SUS410?

SUS321 соответствует UNS S32100 (ASTM A240/A276) и EN 1.4541 (X6CrNiTi18-10). SUS410 соответствует UNS S41000 и EN 1.4006 (X12Cr13).

Какой класс лезвий кухонных ножей лучше?

Для режущих кромок, которые должны сохранять остроту, традиционным выбором является закаленная мартенситная сталь типа SUS410-; SUS321 предпочтителен для не-режущих, устойчивых к коррозии частей пищевого оборудования.