301 vs 302 Austenitni nehrđajući čelici: Vodič za primjenu opruga i konstrukcija

Tip 301 i Tip 302 su oba 18-8 familija austenitnih nerđajućih čelika koji prethode modernoj nisko{6}}hemiji 304. Oni su i danas specificirani iz jednog specifičnog razloga: kontrolisanog, predvidljivog odgovora na kaljenje koji hladno oblikovanje direktno pretvara u čvrstoću bez termičke obrade. To ih čini standardnim materijalima za opruge, kopče, pričvršćivače i lagani strukturalni hardver.

Ova dva razreda se uglavnom razlikuju po sadržaju nikla. Nikl stabilizuje austenitnu fazu; njegovo smanjenje, kao u 301, čini austenit manje stabilnim i ubrzava transformaciju hladno-strukture u martenzit visoke -deformacije{4}}indukovane čvrstoće. Razumijevanje ove jedinstvene razlike objašnjava gotovo svaku praktičnu razliku između ova dva razreda.

Osnovna kompozicija i namjera dizajna

Ograničenja sastava ispod slijede ASTM A240 za ploče, listove i trake:

Element (težinski%)	301, UNS S30100	302, UNS S30200
Karbon, max	0.15	0.15
Chromium	16.0–18.0	17.0–19.0
Nikl	6.0–8.0	8.0–10.0
Mangan, max	2.00	2.00
Silicijum, max	0.75	0.75
Fosfor, max	0.045	0.045
Sumpor, max	0.030	0.030
Azot, max	0.10	0.10

U žarenom stanju oba tipa pokazuju istu minimalnu čvrstoću po ASTM A240: vlačna 515 MPa, 0,2% prinos 205 MPa, izduženje 40%. Razlika u performansama se pojavljuje tek nakon hladnog rada.

Učvršćivanje na radu: poluga proizvođača opruge

Hladno valjanje, izvlačenje ili oblikovanje povećava čvrstoću oba tipa. Rad stepena 301-brže stvrdnjava jer njegov siromašniji sadržaj nikla čini austenit manje stabilnim; deformacija stvara martenzit izazvan deformacijom-koji brzo dodaje snagu. U stanju pune-tvrde trake definisanom ASTM A666, tip 301 pokazuje minimalnu vlačnu čvrstoću od oko 1030 MPa, što je otprilike dvostruko više od žarene vrijednosti. Zbog toga 301 dominira kontaktima baterije, uskočnim prstenovima, kopčama i drugim komponentama visoke{12}}e elastičnosti.

Rad razreda 302-očvršćuje se sporije. Dostiže korisne nivoe čvrstoće pri lakšim temperamentima, ali zadržava veću duktilnost nakon umjerenog oblikovanja, što odgovara savijenim konzolama, oblikovanim kućištima i malim dijelovima strojeva koji moraju preživjeti sekundarne operacije bez pucanja.

Otpornost na koroziju u tipičnom servisu

Nijedna vrsta ne sadrži molibden, tako da se nijedna ne bi trebala koristiti u pomorskoj, hemijskoj ili prehrambenoj{0}}mokroj službi. Tip 301, sa nižim sadržajem hroma i nikla, je osjetljiviji od ta dva i najbolje ga je ograničiti na suva zatvorena okruženja. Tip 302 bolje podnosi kratkoročnu-atmosfersku vlagu i blagu vlagu i prihvatljiv je za vanjski vanjski hardver gdje se površina povremeno čisti. Oba nisu-magnetna u žarenom stanju i postaju blago magnetna nakon teškog hladnog rada, što je važno za elektronska kućišta i sklopove osjetljive na magnetske-smetnje-.

Izrada, zavarivanje i razmjena troškova-Office

Zavarivanje: 302 zavari lakše jer njegov veći sadržaj nikla smanjuje rizik od vrućih pukotina; 301 treba zavarivati ​​samo kada je to neizbježno, a zavareni spojevi u 301 ne zadržavaju rad-očvrsnu čvrstoću osnovne trake. Formiranje: 301 zahtijeva kontrolirani alat jer prekomjerno-otvrdnjavanje može uzrokovati pucanje rubova; 302 je popustljiviji za manje iskusne proizvođače. Cijena: 301 nosi manje nikla i općenito je 3 do 5 posto jeftiniji po toni, što je značajna ušteda u-proizvodnji traka velikih količina kada su cijene nikla visoke.

Smjernice za odabir

Odaberite 301 za opruge, opružne kopče, kontakte akumulatora, prigušivače vibracija i bilo koji dio koji se oslanja na hladno-elastičnost. Odaberite 302 za strukturne nosače, pričvršćivače, štitnike strojeva i oblikovane komponente kojima je potrebna umjerena čvrstoća plus mogućnost oblikovanja i zavarljivost. Za oba stepena, provjerite radno okruženje: ako su prisutni vlaga, so ili hemikalije, umjesto toga pređite na 304, 316 ili otvrdnjavanje od padavina{7}}.

FAQ

Koji je stepen jači za opruge?

Tip 301 postiže veću snagu pri istoj temperamentu jer radi-brže stvrdnjava. U punoj-tvrdoj traci pokazuje oko 1,030 MPa minimalne vlačne čvrstoće po ASTM A666, naspram nižeg minimuma za 302 pri istoj temperamentu.

Zašto je 302 skuplji od 301?

302 sadrži oko dva procentna poena više nikla, a nikl je dominantni pokretač troškova u cijenama austenitnog nehrđajućeg čelika.

Da li su 301 i 302 magnetni?

U žarenom stanju oni su u suštini nemagnetni. Nakon jakog hladnog rada, martenzit izazvan deformacijom- čini ih slabo magnetskim. Tip 301 postaje magnetniji od 302 na istom nivou hladnog{6}}radnog rada.

Može li se 301 zavariti?

Može se zavariti, ali spoj gubi snagu-očvrsnutu, a siromašniji sadržaj nikla povećava rizik od vrućeg-pukotina. Za zavarene sklopove, obično se preferira 302, 304 ili 304L.

Da li 301 i 302 trebaju termičku obradu nakon hladnog rada?

Ne. Sam hladni{1}}proces rada razvija potrebnu snagu. Zagrijavanje iznad otprilike 400 C bi ublažilo hladni rad i smanjilo snagu.

Koju klasu treba koristiti za elektronske aplikacije?

Oba se koriste. 302 je poželjno tamo gdje se preostali magnetizam mora svesti na minimum i gdje je potrebna blaga otpornost na koroziju; 301 se bira kada je potrebna maksimalna sila opruge u skučenom prostoru.