SUS420J1 Nehrđajući čelik: srednji-ugljični martenzitni razred za rezne alate i oštrice

SUS420J1: Srednji-ugljični martenzitni nerđajući čelik

SUS420J1 je martenzitni nerđajući čelik definisan u JIS G4303, sa ekvivalentima EN 1.4021 (X20Cr13), UNS S42000 i GB 20Cr13. Porodicu martenzita karakterizira tetragonalna struktura -centrirana na tijelo formirana gašenjem iz opsega austenita; ova struktura je tvrda i jaka, ali ima ograničenu duktilnost. SUS420J1 se nalazi između nisko-ugljičnog 410 tipa i više-ugljika 440 tipa: nudi praktičnu ravnotežu tvrdoće, zadržavanja rubova i otpornosti na koroziju za rezne alate, oštrice i opće inženjerske potrošne dijelove.

Budući da se martenzitni tipovi stvrdnjavaju termičkom obradom, konačna svojstva SUS420J1 gotovo u potpunosti zavise od primijenjenog ciklusa kaljenja i temperiranja. U žarenom stanju čelik je dovoljno mekan za obradu i oblikovanje; nakon stvrdnjavanja i temperiranja dostiže opseg tvrdoće koji se koristi u oštricama noževa, škarama, komponentama ventila i osovinama pumpe.

Hemijski sastav prema JIS G4303

JIS G4303 specificira sljedeća ograničenja sastava za šipke SUS420J1. Pojedinačne vrijednosti su maksimalne osim ako nisu prikazane kao raspon.

Element	SUS420J1
Karbon	0.16-0.25
Silicijum	1,00 max
Mangan	1,00 max
Fosfor	0,040 max
Sumpor	0,030 max
Chromium	12.00-14.00

Sadržaj ugljika je ključna razlika u odnosu na tipove nisko-ugljika 410/410S: više ugljika znači veću dostižnu tvrdoću, ali i manju zavarljivost i duktilnost. 12-14% hroma pruža otpornost na koroziju u blagim okruženjima, slatkoj vodi, pari i mnogim situacijama u kontaktu s hranom, iako je daleko ispod otpornosti austenitnih klasa u hloridima.

Toplinska obrada i mehanička svojstva

Tipična sekvenca stvrdnjavanja je austenizacija na oko 950-1010 stepeni, gašenje uljem ili polimerom, zatim kaljenje. Temperatura kaljenja kontroliše konačnu tvrdoću: kaljenje na niskoj temperaturi oko 150-300 stepeni daje maksimalnu tvrdoću uz smanjenu žilavost, dok kaljenje na 600-750 stepeni daje nižu tvrdoću uz poboljšanu žilavost. U očvrslom i otpuštenom stanju tip tipično daje zateznu čvrstoću od oko 725 MPa ili više, granicu tečenja od oko 520 MPa ili više, istezanje od najmanje 15 % i tvrdoću u rasponu od približno 48-53 HRC kada se temperira na niskoj temperaturi.

Stanje	Tipična vrijednost
Zatezna čvrstoća	725 MPa min (kaljeno i kaljeno)
Granica tečenja	520 MPa min (očvršćeno i kaljeno)
Izduženje	15 % min
Tvrdoća	Približno . 48-53 HRC (niska{1}}temperatura)
Tvrdoća žarene	Do oko 223 HBW

Preporučena radna temperatura je otprilike -20 do 300 stepeni. Iznad oko 300-400 stepeni tvrdoća brzo opada kako dolazi do prekomjernog otpuštanja, tako da klasa nije namijenjena za primjene čvrstoće na povišenim temperaturama.

Otpornost na koroziju i ograničenja

U očvrslom i kaljenom stanju SUS420J1 otporan je na atmosfersku koroziju, slatku vodu, sokove hrane i blago kisele ili alkalne medije. Nije pogodan za morsku vodu, jake kiseline ili okruženja sa značajnim sadržajem klorida, gdje se brzo pojavljuju rupe i rđa. Za dekorativne ili visoko{4}}polirane primjene razred se rijetko koristi; Pasivacija hrom-oksida je manje robusna nego kod austenitnih vrsta, a površina može promijeniti boju. Redovno čišćenje i sušenje produžavaju vijek trajanja noževa i alata u radu.

Primjene: alati za rezanje i opće inženjerstvo

Glavna upotreba SUS420J1 su opšti alati za rezanje, oštrice kuhinjskih i džepnih noževa, makaze, makaze, hirurški i stomatološki instrumenti, sjedišta ventila i vretena, osovine pumpe, pričvršćivači i komponente kalupa kojima je potrebna umjerena otpornost na koroziju u kombinaciji sa otpornošću na habanje. Za primjene koje zahtijevaju veću tvrdoću, preferiraju se viši tipovi-ugljika 440-; gdje su zavarljivost i žilavost važniji od tvrdoće, niskougljični 410L ili 410 tipovi su bolji izbor.

FAQ

Q1. Koja je razlika između SUS420J1 i SUS420J2?SUS420J2 (EN 1.4028) omogućava veći ugljik, 0,26-0,40 %, dajući veću dostižnu tvrdoću po cijenu smanjene duktilnosti i zavarljivosti. J1 se bira kada je potreban balans između tvrdoće i žilavosti.

Q2. Može li se SUS420J1 zavariti?Zavarivanje je teško jer martenzitna transformacija stvara tvrde zone{0}}osjetljive na pukotine{1}}zahvaćane toplinom. Ako je zavarivanje neizbježno, potrebno je prethodno zagrijavanje i kaljenje nakon-zavara, a zona zavarivanja neće odgovarati osnovnoj tvrdoći.

Q3. Zašto je potrebno termičku obradu prije upotrebe?U žarenom stanju čelik je mekan i nema korisnu sposobnost{0}}držanja rubova. Kaljenje i kaljenje razvijaju martenzitnu strukturu i tvrdoću 48-53 HRC na koju se oslanjaju rezni alati.

Q4. Je li hrana SUS420J1 bezbedna?Široko se koristi za -oštrice i pribor za jelo u kontaktu sa hranom, a u skladu je sa tipičnim zahtjevima za{1}} kontakt sa hranom kada je površina čista i pasivirana. Nije zamjena za austenitne klase u korozivnim okruženjima za preradu hrane{3}}.

Q5. Koji su ekvivalenti SUS420J1?Glavni ekvivalenti su EN 1.4021 (X20Cr13), UNS S42000 i GB 20Cr13. Svojstva se mogu neznatno razlikovati između specifikacija, tako da se važeći standard treba potvrditi za oblik proizvoda i primjenu.