基本信息
標(biāo)準(zhǔn):NF A35-573(法國),,對應(yīng)中國 GB/T 20878 標(biāo)準(zhǔn)中的420 不銹鋼(舊牌號 2Cr13),,屬于馬氏體不銹鋼,具有較高的強(qiáng)度,、硬度和耐磨性,耐腐蝕性中等,。
化學(xué)成分(%)
元素 含量范圍 作用說明
碳(C) 0.16~0.25 高碳含量賦予高硬度和強(qiáng)度,,但降低耐腐蝕性;需通過熱處理(淬火 + 回火)強(qiáng)化,。
硅(Si) ≤1.00 脫氧劑,,少量提高強(qiáng)度和硬度。
錳(Mn) ≤1.00 改善加工性能,,增強(qiáng)奧氏體穩(wěn)定性,。
磷(P) ≤0.040 控制冷脆性,需嚴(yán)格限制,。
硫(S) ≤0.030 減少熱脆性,,提高切削性能(若含硫量更高則為易切削鋼,如 420F),。
鉻(Cr) 12.0~14.0 形成 Cr?O?鈍化膜,,提供基本耐腐蝕性(耐大氣、水蒸氣腐蝕),,但低于奧氏體不銹鋼,。
性能特點(diǎn)
力學(xué)性能(經(jīng)淬火 + 回火處理后)
硬度:退火態(tài)≤223HBW,淬火回火后可達(dá) 21~28HRC(隨回火溫度調(diào)整),,最高可通過低溫回火達(dá) 35HRC 以上,。
抗拉強(qiáng)度(σb):≥635 MPa(退火態(tài));淬火回火后≥735 MPa(具體取決于回火溫度),。
伸長率(δ5):≥12%(退火態(tài)),,韌性隨硬度升高而下降。
耐腐蝕性
優(yōu)于碳素鋼,,可耐大氣,、水及弱腐蝕性介質(zhì)(如稀硝酸),但在鹽溶液,、海水或強(qiáng)腐蝕環(huán)境中易生銹,,需配合表面處理(如鍍鉻、鈍化)提升耐蝕性,。
熱處理工藝
退火:800~900℃緩冷,,軟化材料以利于加工,,硬度≤223HBW。
淬火:920~980℃油冷或空冷,,獲得馬氏體組織,,硬度顯著提高。
回火:
低溫回火(150~200℃):保留高硬度(如刀具,、軸承),,韌性較低。
高溫回火(600~700℃):降低硬度,,提高韌性和尺寸穩(wěn)定性(如軸類,、汽輪機(jī)部件)。
加工與焊接
切削加工:退火態(tài)切削性能良好,,淬火后硬度高,,需使用硬質(zhì)合金刀具。
焊接:焊接性較差,,易產(chǎn)生冷裂紋,,需焊前預(yù)熱(200~300℃)和焊后回火處理,通常不推薦用于焊接結(jié)構(gòu),,優(yōu)先采用螺栓連接或鉚接,。
應(yīng)用領(lǐng)域
機(jī)械零部件:
耐磨損且需一定耐蝕性的場景,如軸類,、活塞桿,、齒輪、閥門零件(如水壓閥門,、蒸汽閥門),。
醫(yī)療器械中的手術(shù)刀(需表面硬化處理,但現(xiàn)代更多采用更高等級不銹鋼如 440C),。
工具與模具:
低負(fù)荷切削工具(如手動刀具,、木工工具)、塑料模具(需表面處理防腐蝕),。
耐蝕結(jié)構(gòu)件:
低腐蝕環(huán)境中的彈簧,、餐具(如勺子、叉子,,但不及 304 不銹鋼美觀耐用),。
典型用途案例
汽輪機(jī)葉片:利用其高溫強(qiáng)度和耐蒸汽腐蝕能力(需定期防腐處理)。
化工設(shè)備中的軸和緊固件:用于非強(qiáng)腐蝕介質(zhì)(如乙醇,、丙酮)的攪拌軸,、螺栓。
廚房用剪刀:通過淬火提高刃口硬度,,適合剪切非腐蝕性材料,。
注意事項(xiàng)
腐蝕風(fēng)險(xiǎn):
避免接觸鹽,、酸、堿等強(qiáng)腐蝕介質(zhì),,否則需頻繁清潔或采用鍍層保護(hù),。
在潮濕環(huán)境中長期使用可能生銹,需定期涂油維護(hù),。
熱處理關(guān)鍵:
淬火溫度不足或冷卻速度慢會導(dǎo)致硬度不足,;回火溫度過高會使硬度顯著下降,需嚴(yán)格控制工藝參數(shù),。
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