1.مقدمه آلیاژ 420 استنلس استیلی مارتنزیتی است که مقاومت در برابر خوردگی آن مشابه آلیاژ 410 است. تفاوت این دو در میزان کردن آنهاست، به طوری که به علت نیاز به خاصیت سختی، لازم است درصد کربن در 420 به نسبت بالاتر باشد. هم چنین گرید 420 میتواند حداکثر 0.5 درصد مولیبدن داشته باشد. این آلیاژ در هر دو حالت باز پخت و سخت کاری مغناطیسی بوده و حداکثر مقاومت در برابر خوردگی تنها در شرایط سخت کاری کامل و سخت کاری و تنش گیری امکان پذیر است.
در کاربرد هایی که نیازمند مقاومت خوب در برابر خوردگی و سختی بالا هستیم، این آلیاژ گزینه مناسبی است. این آلیاژ معمولا در کاربردهای در دماهای بالاتر از 427 درجه استفاده نمی شوند. به این علت که در دمای مذکور آلياژ به شدت نرم شده و خواص ضد خوردگی خود را از دست می دهد. استفاده های معمول شامل ساخت کارد و چنگال، ابزار جراحی و دندانپزشکی، قیچی و از این قبیل محصولات می باشد.
2.ترکیب شیمیایی | كربن | Min 0.15 |
| منگنز | 1.00 |
| فسفر | 0.040 |
| گوگرد | 0.030 |
| سيليسيم | 1.00 |
| كروم | 12.0-14.0 |
| نيكل | 0.75 |
| موليبدن | Max 0.5 |
| آهن | متعادل |
3.آنالیز استنلس استیل های 420 با توجه به لاستاندارد های AMS5506 و ASTM A176 آنالیز میشوند.
4.خواص مکانیکی در دمای اتاق | | UTS Ksi (MPa) | 0.2% YS Ksi (Mpa) | E % in 50.8mm | سختي راكول |
| 420 | 100 (690) | | 15 | B96 |
5.مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ 420 مقاومت خوبی در هوای معتدل، آب معمولی، اسید های آلی، روغن خام، بنزین و این قبیل محیط ها از خود نشان می دهد. مانند گرید 410، آلیاژ 420 نیز باید در شرایط کار سختی و کار سختی تحت تنش استفاده گردد تا حداکثر مقاومت را در برابر خوردگی از خود نشان دهد. استفاده از این آلیاژ تحت شرایط آنیل به علت کاهش خواص خوردگی توصیه نمی شود.
6.عملیات حرارتی عملیات آنیل: برای رسیدن به نرمی حداکثر، به طور یکنواخت تا 899-816 درجه حرارت داده، سپس به آرامی در کوره سرد می کنیم.
عملیات سخت کاری: عملیات پیش گرم، سپس حرارت دادن تا 1016-982 درجه، سپس سرد کردن در هوا یا روغن گرم.
عمليات تنش گیری: حرارت دهی تا 427-149 درجه به مدت 1 تا 3 ساعت، سپس سرد کردن در هوا با روغن یا آب.
7.شکل پذیری اگر باز پخت با هدف حداکثر نرمی انجام گیرد، این آلياژ به طور نسبی می تواند تحت کشش و شکل دهی قرار گیرد.
8.جوش پذیری کلاس های مارتنزیتی استنلس استیل به علت سخت شدن، قابلیت جوش پذیری محدودی دارند. لازم به ذکر است که برای جلوگیری از ترک سرد، عملیات پیش گرم تا دمای 260 درجه مورد نیاز است. هم چنین عملیات حرارتی بعد از جوشکاری برای رسیدن به خواص مورد نیاز باید در نظر گرفته شود. البته در مقایسه با آلیاژ 410، جوش پذیری 420 محدودتر است. تفاوت عمده، محتوای کربن بیشتر آن است که هر دو عملیات پیش گرم و عملیات حرارتی بعد از جوشکاری را می طلبد.
خلاصه خواص آنالیز شیمیایی آلیاژهای استنلس استیل با توجه به استاندارد ASTM A240 | نوع | كربن | منگنز | فسفر | گوگرد | سيليسيم | كروم | نيكل | موليبدن | نيتروژن | عناصر ديگر |
| 304 | 0.07 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 0.75 | 17.5-19.5 | 8-10.5 | ... | 0.1 | ... |
| 304L | 0.030 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 0.75 | 17.5-19.5 | 8-12.5 | ... | 0.1 | ... |
| 309S | 0.08 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 0.75 | 22.0-24.0 | 12-15 | ... | ... | ... |
| 310S | 0.08 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 1.5 | 24.0-26.0 | 19-22 | ... | ... | ... |
| 316 | 0.08 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 0.75 | 16-18 | 10-14 | 2-3 | 0.1 | ... |
| 316L | 0.030 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 0.75 | 16-18 | 10-14 | 2-3 | 0.1 | ... |
| 321 | 0.08 | 2.00 | 0.045 | 0.045 | 0.75 | 17-19 | 9-12 | ... | 0.1 | Ti 5×(C+N) min, 0.70 max |
| 410 | 0.15-0.08 | 1.00 | 0.040 | 0.030 | 1.00 | 11.5-13.5 | 0.75 | ... | ... | ... |
| 420 | حداقل0.15 | 1.00 | 0.040 | 0.030 | 1.00 | 12-14 | 0.75 | ... | ... | ... |
| 430 | 0.12 | 1.00 | 0.040 | 0.030 | 1.00 | 16-18 | 0.75 | ... | ... | ... |
خواص مکانیکی آلیاژهای استنلس استیل با توجه به استاندارد ASTM A240 | نوع | حداقل استحكام كششي | حداقل استحكام تسليم | % تغيير طول در هر 50mm | حداكثر سختي |
| | ksi | MPa | ksi | MPa | | برينل | راكول |
| 304 | 75 | 515 | 20 | 205 | 40 | 201 | 92 |
| 304L | 70 | 485 | 25 | 170 | 40 | 201 | 92 |
| 309S | 75 | 515 | 30 | 205 | 40 | 217 | 95 |
| 310S | 75 | 515 | 30 | 205 | 40 | 217 | 95 |
| 316 | 75 | 515 | 30 | 205 | 40 | 217 | 95 |
| 316L | 75 | 485 | 25 | 170 | 40 | 217 | 95 |
| 321 | 75 | 515 | 30 | 205 | 40 | 217 | 95 |
| 410 | 65 | 450 | 30 | 205 | 20 | 217 | 96 |
| 420 | 100 | 690 | … | … | 15 | 217 | 96 |
| 430 | 65 | 450 | 30 | 205 | 22 | 183 | 89 |
حداکثر دما | حداکثر دما | مستقيم | متناوب |
| 430 | 730 | 870 |
| 304,304L,321 | 830 | 800 |
| 316,316L | 920 | 870 |
| 309S | 1100 | 980 |
| 310S | 1200 | 1030 |
| 410 | 750 | 815 |
| 420 | 620 | 735 |
>
کاربردها | نوع | كاربرد هاي عمومي |
| 430 | سينك ظرفشويي، توالت، طراحي تجهيزات داخلي، كارد و چنگال و ظروف آشپزخانه، روكش و پوشش بام ساختمان |
| 304 | ابزار پخت و پز، سينك، كارد و چنگال، تجهيزات سلف، بيمارستان، غذا و نوشيدني ها، كشتارگاه ها، داروسازي، نفت و گاز، لوازم برودتي، مخازن و كشتي هاي حامل مايعات خورنده |
| 321 | اجزاي كوره، تجهيزات در معرض دماي بالا و يا سيكل هاي آبي |
| 316 | محيط هاي حاوي كلر و آلوده دريايي، آب هاي شيرين، لوله ها، مخازن، پتروشيمي، صنايع كاغذ و خمير كاغذ، كنترل آلودگي، نفت و هيدرومتالورژي |
| 309 | قطعات كوره، ظروف دما بالا، مبدل هاي كاتاليزوري، سيستم هاي اگزوز و غيره. گريد S از مقاومت بالايي نسبت به اكسيداسيون برخوردار است. |
| 310 | قطعات كوره، لوله ها، مبدل هاي آمونياك و غيره |
| 410 | ساخت فنر هاي تخت، چاقو، ابزار آشپزخانه و از اين دست ابزار |
| 420 | ساخت كارد و چنگال، ابزار جراحي و دندانپزشكي، قيچي |
خواص مکانیکی | دسته بندي | نوع | خوردگي عمومي | خوردگي حفره اي | شكل پذيري | چقرمگي | جوش پذيري |
| فريتي | 430 | متوسط | متوسط | خوب | پايين | محدود |
| آستنيتي | 304 | خوب | خوب | عالي | عالي | عالي |
| آستنيتي | 304L | خوب | خوب | عالي | عالي | عالي |
| آستنيتي | 321 | خوب | خوب | عالي | عالي | عالي |
| آستنيتي | 316 | خيلي خوب | خيلي خوب | عالي | عالي | عالي |
| آستنيتي | 316L | خيلي خوب | خيلي خوب | عالي | عالي | عالي |
| آستنيتي | 309S | خيلي خوب | خيلي خوب | خيلي خوب | خيلي خوب | خوب |
| آستنيتي | 310S | خيلي خوب | خيلي خوب | خيلي خوب | خيلي خوب | خوب |
| مارتنزيتي | 410 | نسبتاً خوب | سبتاً خوب | نسبتاً خوب | نسبتاً خوب | محدود |
| مارتنزيتي | 420 | نسبتاً خوب | سبتاً خوب | نسبتاً خوب | نسبتاً خوب | محدود |
مقايسه خواص فيزيكی فولاد های زنگ نزن و فولاد كربنی ساده | گروه آلياژي | خاصيت مغناطيسي | مقاومت الكتريكي Ohm.m | هدايت حرارتي W/m. ◦K | انبساط حرارتي μm/m ◦C | گرماي ويژه J/Kg.◦K | نقطه ذوب ◦C | چگالي gr/cm3 |
| آستنيتي | ندارد | 100-700 | 12-17 | 16-18 | 440-500 | 1400-1450 | 8.1-7.9 |
| فريتي | زياد | 600-700 | 20-30 | 10-13 | 420-460 | 1430-1510 | 7.7 |
| مارتنزيتي | زياد | 600-700 | 20-30 | 10-13 | 420-460 | 1430-1510 | 7.7 |
| دوپلكس | متوسط | 800 | 15 | 13-14 | 450-480 | 1410-1500 | 7.8 |
| استيل كربن | زياد | 600-700 | 50-60 | 10-13 | 450 | 1510 | 7.8 |
خواص فيزيكی برخی از استنلس استيل ها | شماره آلياژ | نفوذ مغناطيسي | مقاومت الكتريكي Ohm.m | هدايت حرارتي W/m. ◦K | هدايت حرارتي W/m. ◦K | C ◦m/μ | حرارتي | انبساط | گرماي ويژه J/Kg.◦K | نقطه ذوب ◦C | چگالي gr/cm |
| 304 | 1.02 | 720 | 16.2 | 21.5 | 17.2 | 17.8 | 18.4 | 500 | 1400-1450 | 8.0 |
| 304L | 1.02 | | | | | | | 500 | | |
| 309 | 1.02 | 780 | 15.6 | 18.7 | 15.0 | 16.6 | 17.2 | 500 | 1400-1450 | 8.0 |
| 310 | 1.02 | 780 | 14.2 | 18.7 | 15.9 | 16.2 | 17.0 | 500 | 1400-1450 | 8.0 |
| 314 | 1.02 | 770 | 17.5 | 20.9 | | 15.1 | | 500 | | 7.8 |
| 316 | 1.02 | 740 | 16.2 | 21.5 | 15.9 | 16.2 | 17.5 | 500 | 1375-1400 | 8.0 |
| 316L | 1.02 | | | | | | | 500 | 1375-1400 | 8.0 |
| 321 | 1.02 | 720 | 16.1 | 22.2 | 16.6 | 17.2 | 18.6 | 500 | 1400-1425 | 8.0 |
| 410 | 1000-700 | 570 | 24.9 | 28.7 | 9.9 | 11.4 | 11.6 | 460 | 1480-1530 | 7.8 |
| 420 | | 550 | 24.9 | | 10.3 | 10.8 | 11.7 | 460 | 1450-1510 | 7.8 |
| 430 | 1000-600 | 600 | 26.1 | 26.3 | 10.4 | 11.0 | 11.4 | 460 | 1425-1510 | 7.8 |