301 Nerđajući čelik: Austenitna legura visoke{1}}vrste

 

Koji su hemijski sastav, mehanička svojstva i primarna upotreba nehrđajućeg čelika 301?
Klasa 301 (UNS S30100, EN 1.4310) ima nominalni sastav od 17% hroma i 7% nikla, sa nešto višim sadržajem ugljenika od 304. Ova hemija obezbeđuje manje stabilnu austenitnu strukturu, koja se lako pretvara u martenzit tokom hladne obrade. Njegovo ključno mehaničko svojstvo je izuzetan odgovor na kaljenje pri radu; granica popuštanja može se više nego udvostručiti od žarenog stanja do potpuno-tvrdog stanja. Održava dobru duktilnost i otpornost na koroziju u blago agresivnom okruženju. Primarne primjene uključuju konstrukcije željezničkih vagona, vanjske ploče aviona, transportne trake, opruge i arhitektonske obloge koje zahtijevaju visoku čvrstoću.

Kako funkcionira mehanizam za učvršćivanje rada 301 i zašto je povoljan?
Kada se 301 plastično deformiše na sobnoj temperaturi (npr. valjanjem, savijanjem ili izvlačenjem), njegova austenitna mikrostruktura se delimično transformiše u tvrdi, jak martenzit. Ova transformacija{4}}indukovana naprezanjem povećava snagu i tvrdoću direktno proporcionalno količini primijenjenog hladnog rada. Glavna prednost je u tome što proizvođači mogu početi s mekim materijalom koji se može oblikovati i, kroz sam proizvodni proces, stvoriti konačnu komponentu vrlo visoke čvrstoće bez potrebe za toplinskom obradom. Ovo omogućava proizvodnju složenih, laganih, ali jakih komponenti kao što su okviri vozila ili strukturni nosači.

Kakve su performanse 301 u poređenju sa uobičajenijim 304 nerđajućim čelikom?
U poređenju sa 304, grade 301 nudi znatno veće dostižne popuštajuće i zatezne čvrstoće nakon hladnog rada. Međutim, ovo dolazi sa-ustupkom otpornosti na koroziju. U svom potpuno očvrslom stanju, 301 ima neznatno manju otpornost na pitting i atmosfersku koroziju od 304, posebno u agresivnijim sredinama. Za aplikacije u kojima su maksimalna ušteda snage i težine primarni pokretači, a okruženje je blago (npr. izloženost u zatvorenom prostoru ili suva atmosfera), 301 je superioran. Tamo gdje je otpornost na koroziju glavni prioritet, 304 ostaje bolji izbor.

Koja su kritična razmatranja prilikom oblikovanja i proizvodnje 301 nehrđajućeg čelika?
Proizvođači moraju uzeti u obzir njegovo brzo očvršćavanje. Složene ili duboko{1}}operacije izvlačenja mogu zahtijevati međukorake žarenja kako bi se povratila duktilnost i spriječilo pucanje. Springback je izraženiji nego kod mekših nagiba, što zahtijeva preko-savijanje da bi se postigao željeni konačni ugao. Zavarivanje je moguće, ali ga treba obaviti u žarenom stanju za najbolje rezultate, jer će zona{5}}zahvaćena toplinom omekšati očvrsli materijal. Hladni rad nakon -zavarivanja može lokalno povratiti snagu. Odgovarajući alat i veći kapacitet presovanja su često potrebni za formiranje u tvrđim temperamentima.

Kada bi kupac ili dizajner trebao odrediti 301 u odnosu na druge austenitne razrede?
Navedite 301 kada je dizajn vođen potrebom za vrlo visokom čvrstoćom, krutošću ili otpornošću na zamor od tankog-materijala. To je logičan izbor za strukturne elemente u vozilima, izdržljive komponente opruge ili poklopce-otporne na udarce. Nije najbolji izbor za statične, ne-strukturalne primjene ili za upotrebu u visoko korozivnim okruženjima kao što je obalna ili hemijska obrada. Odluka bi se trebala temeljiti na jasnom mehaničkom zahtjevu koji opravdava dodatno razmatranje proizvodnje i blagi kompromis u otpornosti na koroziju u odnosu na 304.