محتويات
الفولاذ المقاوم للصدأ 420: التعريف والتركيب والخصائص والتطبيقات والمزيد
- جون
يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ 420 بقدرته على الحفاظ على حافة حادة مع توفير مقاومة جيدة للتآكل. يتم استخدامه في العديد من التطبيقات التي تتطلب المتانة والدقة. في هذه المقالة، سنلقي نظرة على الميزات الرئيسية للفولاذ المقاوم للصدأ 420 وتطبيقاته النموذجية، ونفهم كل شيء عنه.
ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ 420؟
يُطلق على الفولاذ المقاوم للصدأ 420 أيضًا اسم UNS S42000. وهو عبارة عن عائلة من الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتييتكون من حوالي 85-88% من الحديد و12-14% من الكروم و0.15-0.45% من الكربون. يتمتع بصلابة عالية ومقاومة للتآكل. وهو مثالي لأدوات القطع والأدوات الطبية والتروس الصناعية ومكونات السيارات. ويمكن تصنيفه إلى أنواع مختلفة مثل 420J1 و420J2.
مكافئات الفولاذ المقاوم للصدأ 420
هناك عدة مكافئات للفولاذ المقاوم للصدأ 420 اعتمادًا على المعايير والبلدان.
- S42000 (نظام الترقيم الموحد)
- 1.4021 (المعيار الأوروبي)
- AISI 420 (المعهد الأمريكي للحديد والصلب)
- 1.4021 (المعيار الألماني)
- SUS420J1 وSUS420J2 (المعيار الياباني)
معايير الفولاذ المقاوم للصدأ 420
- معايير ASTM A276
- معايير ASTM A240/A240M
- معايير ASTM A580/A580M
مجموعات فرعية من الفولاذ المقاوم للصدأ 420
يمكن تصنيف الفولاذ المقاوم للصدأ 420 إلى مجموعات فرعية مختلفة بناءً على محتواه من الكربون وخصائصه المحددة.
420ج1
محتوى الكربون: أقل (حوالي 0.15-0.25%)
الخصائص: يوفر مقاومة جيدة للتآكل مع صلابة معتدلة.
التطبيقات: يتم استخدامه في المواقف التي تكون فيها الصلابة أولوية على الصلابة. ويشمل ذلك أدوات المائدة والأدوات الجراحية.
420ج2
محتوى الكربون: أعلى (حوالي 0.26-0.40%)
الخصائص: يوفر صلابة ومقاومة للتآكل أعلى. ولكنه يتمتع بمقاومة أقل للتآكل قليلاً من 420J1.
التطبيقات: مناسب للتطبيقات التي تتطلب مقاومة أفضل للتآكل. ويشمل ذلك شفرات السكاكين والمقصات والشفرات الصناعية.
ما هي العناصر التي يتكون منها الفولاذ المقاوم للصدأ 420؟
قم بفحص الجدول أدناه لمعرفة التركيب الكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ 420:
| عنصر | النسبة المئوية (%) |
| الحديد (Fe) | التوازن (تقريبا 85-88) |
| الكربون (C) | 0.15-0.45 |
| الكروم (Cr) | 12-14 |
| المنغنيز (Mn) | حتى 1 |
| السيليكون (Si) | حتى 1 |
| الفوسفور (P) | حتى 0.04 |
| الكبريت (S) | حتى 0.03 |
الخصائص الفيزيائية للفولاذ المقاوم للصدأ 420
قم بمراجعة الجدول أدناه للتعرف على الخصائص الفيزيائية للفولاذ المقاوم للصدأ 420:
| ملكية | القيمة النموذجية (مترية) |
| كثافة | 7.75 جرام/سم3 (0.28 رطل/بوصة3) |
| الموصلية الكهربائية | 1.4 × 10⁶ سم/م |
| الخصائص المغناطيسية | مغناطيسي |
هل الفولاذ المقاوم للصدأ 420 مغناطيسي؟
نعم، الفولاذ المقاوم للصدأ 420 مغناطيسي. وهو ينتمي إلى فئة الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي، وهو مغناطيسي. الحديد الموجود في الفولاذ المقاوم للصدأ 420 يجعله مغناطيسيًا، ويمكن تقويته من خلال المعالجة الحرارية. إذا كنت بحاجة إلى الفولاذ المقاوم للصدأ الصلب والمغناطيسي، فإن 420 هو خيار جيد.
قراءة ذات صلة
هل الفولاذ المقاوم للصدأ مغناطيسي؟
الخصائص الحرارية للفولاذ المقاوم للصدأ 420
قم بمراجعة الجدول أدناه لمعرفة الخصائص الحرارية للفولاذ المقاوم للصدأ 420:
| ملكية | القيمة النموذجية |
| نقطة الانصهار | 1450 درجة مئوية (2642 درجة فهرنهايت) |
| الموصلية الحرارية | 24.9 واط/متر·كلفن (14.4 وحدة حرارية بريطانية/قدم·ساعة·درجة فهرنهايت) |
| التمدد الحراري | 10.3 ميكرومتر/متر·درجة مئوية (5.7 ميكرومتر/بوصة·درجة فهرنهايت) |
| السعة الحرارية النوعية | 460 جول/كجم·كلفن (0.11 وحدة حرارية بريطانية/رطل·درجة فهرنهايت) |
الخصائص الميكانيكية للفولاذ المقاوم للصدأ 420
قم بفحص الجدول أدناه لمعرفة الخصائص الميكانيكية للفولاذ المقاوم للصدأ 420:
| ملكية | قيمة |
| قوة الشد | 620-750 ميجا باسكال |
| قوة الخضوع | 345-415 ميجا باسكال |
| صلابة برينيل (HB) | 207-235 |
| صلابة روكويل (HRC) | 50 |
| صلابة فيكرز (HV) | 540 |
| استطالة | 20% |
| معامل المرونة | 200 جيجا باسكال |
صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ 420
يمكن أن تختلف صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ 420 اعتمادًا على عملية المعالجة الحرارية، ولكنها تتراوح عادةً بين 48-56 HRC (صلادة روكويل).
في حالته الملدنة، يكون له صلابة أقل، ولكن بعد التصلب والتلطيف المناسبين، يمكن أن يصل إلى الطرف العلوي من هذا النطاق.
مقاومة التآكل
يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ 420 على نسبة من الكروم 12-14%. يتمتع بمقاومة جيدة للتآكل. لكنه يتمتع بمقاومة أقل للتآكل من الفولاذ المقاوم للصدأ مثل 304 أو 316. يعمل بشكل جيد في المياه العذبة والمواد الكيميائية المعتدلة والظروف الجوية العادية. ومع ذلك، فهو أقل فعالية في البيئات شديدة الحموضة أو المالحة.
420 stainless steel is ideal for cutlery, kitchen tools, and medical instruments due to مقاومة التآكل. It is also used in industrial machinery and automotive parts, where durability and resistance to wear are important.
مقاومة الحرارة
يمكن للفولاذ المقاوم للصدأ 420 مقاومة الحرارة. وهو مناسب للتطبيقات في درجات حرارة معتدلة تصل إلى حوالي 700 درجة مئوية (1292 درجة فهرنهايت). عند هذه درجات الحرارة، يقاوم الفولاذ المقاوم للصدأ 420 التكلس والأكسدة. وهو مناسب لأنظمة عادم السيارات والمكونات الأخرى المعرضة للحرارة بانتظام.
ولكن في البيئات ذات درجات الحرارة الشديدة، قد يكون أداء الفولاذ المقاوم للصدأ الآخر مثل 310 أو 316 أفضل.
يمكن أن تعمل المعالجة الحرارية المناسبة على تحسين مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ 420 للحرارة. تساعد هذه المعالجات الفولاذ على الاحتفاظ بصلابته وقوته بعد دورات التسخين والتبريد المتكررة.
ما هي استخدامات الفولاذ المقاوم للصدأ 420؟
وفيما يلي بعض التطبيقات الشائعة:
- أدوات المائدة وأدوات المطبخ
مثالية للسكاكين وأدوات القطع بسبب صلابتها العالية واحتفاظها بالحافة الحادة.
- الأدوات الجراحية
مناسب للأدوات الطبية التي تحتاج إلى البقاء حادة وتحمل التعقيم.
- المكونات الصناعية
يستخدم في أجزاء الآلات مثل الصمامات وأعمدة المضخات والتروس التي تتطلب مقاومة للتآكل وقوة عالية.
- قطع غيار السيارات
تستفيد المكونات مثل الينابيع والصمامات من قوتها ومتانتها.
- معدات تجهيز الأغذية
مقاوم لأحماض الطعام وسهل التنظيف، مما يجعله مثاليًا للشفرات والقطاعات.
مميزات الفولاذ المقاوم للصدأ 420
- صلابة وقوة عالية
يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ 420 بالقدرة على التصلب لتحقيق قوة عالية. وهذا يجعله مناسبًا لقطع المعدات والآلات الصناعية والمشارط الجراحية.
- مقاومة جيدة للتآكل
يتميز بمقاومة كبيرة للتآكل والتلف، وهو ما يجعله مفيدًا في التطبيقات التي تتطلب استخدامًا طويل الأمد ومتانة.
- فعالة من حيث التكلفة
يمكن أن يوفر 420 أداءً جيدًا بتكلفة أقل من الفولاذ المقاوم للصدأ الآخر مثل 316.
عيوب الفولاذ المقاوم للصدأ 420
- مقاومة معتدلة للتآكل
يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ 420 مقاومة أقل للتآكل من الفولاذ 304 أو 316. وقد يكون من الأسهل تعرضه للتآكل، خاصة في البيئات شديدة التآكل.
- ضعف قابلية اللحام
نظرًا لضرورة منع التشقق، فإن لحام الفولاذ المقاوم للصدأ 420 يحتاج إلى التسخين المسبق والمعالجة الحرارية بعد اللحام بعناية. لذا يمكن أن تكون العملية أكثر تعقيدًا
- قابلية العمل الباردة المحدودة
إن الصلابة العالية للفولاذ المقاوم للصدأ 420 تجعله أقل ملاءمة لعمليات التشكيل البارد المكثفة، حيث يمكن أن يؤدي إلى التشقق.
- حساسية الحرارة
يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ 420 بمقاومة محدودة لدرجات الحرارة المرتفعة مقارنة بالدرجات الأخرى. وقد يفقد قوته أو يتشوه إذا تعرض للحرارة الشديدة.
420 معالجة حرارية للفولاذ المقاوم للصدأ
التلدين
قم بتسخين الفولاذ إلى درجة حرارة عالية، ثم قم بتبريده ببطء. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تخفيف الضغوط الداخلية وتحسين اللدونة.
التصلب
يتم تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة تتراوح بين 980 و1065 درجة مئوية (1796 و1949 درجة فهرنهايت) ثم يتم تبريده بسرعة (إخماده) في الزيت أو الهواء. ويمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة صلابته.
التلطيف
قم بإعادة تسخين الفولاذ المقسى إلى درجة حرارة تتراوح ما بين 150 إلى 370 درجة مئوية (302 إلى 698 درجة فهرنهايت) لتحقيق التوازن بين الصلابة والمتانة المطلوبة.
مخطط تقسية الفولاذ المقاوم للصدأ 420
فيما يلي مخطط عام للتصلب للفولاذ المقاوم للصدأ 420. وهو يوضح العلاقة بين درجة حرارة التصلب والصلابة الناتجة.
| درجة حرارة | درجة حرارة | صلابة |
| 150 درجة مئوية | 302 درجة فهرنهايت | 54-56 حقوق الإنسان |
| 200 درجة مئوية | 392 درجة فهرنهايت | 52-54 حقوق الإنسان |
| 250 درجة مئوية | 482 درجة فهرنهايت | 50-52 ساعة معتمدة |
| 300 درجة مئوية | 572 درجة فهرنهايت | 48-50 ساعة عمل |
| 400 درجة مئوية | 752 درجة فهرنهايت | 45-47 حقوق الإنسان |
| 500 درجة مئوية | 932 درجة فهرنهايت | 40-42 ساعة معتمدة |
| 600 درجة مئوية | 1112 درجة فهرنهايت | 35-37 حقوق الإنسان |
طرق معالجة الفولاذ المقاوم للصدأ 420
العمل الساخن
- الدرفلة الساخنة
يتم إجراؤها في درجات حرارة تتراوح بين 1100 درجة مئوية و900 درجة مئوية (2012 درجة فهرنهايت إلى 1652 درجة فهرنهايت) لتشكيل الفولاذ على شكل صفائح أو صفائح أو قضبان.
- تشكيل
يمكن تشكيل الفولاذ بالطرق الساخنة ضمن نفس النطاق من درجات الحرارة لإنتاج أشكال وأحجام مخصصة.
العمل البارد
- الرسم البارد
يتم سحب الفولاذ من خلال قالب لتقليل مساحة المقطع العرضي، مما يؤدي إلى تحسين التشطيب السطحي والخصائص الميكانيكية.
تُستخدم عادةً لإنتاج الأسلاك والقضبان والأنابيب ذات الأبعاد الدقيقة.
- التشكيل البارد
يتم تشكيل الفولاذ في درجة حرارة الغرفة لتحقيق أشكال أو أبعاد محددة.
يزيد من القوة والصلابة نتيجة التصلب الناتج عن العمل.
- اعتبارات: قد يؤدي التشوه المفرط إلى حدوث تشققات بسبب اللدونة المحدودة.
التصنيع
يتم تنفيذه بشكل أفضل في الحالة الملدنة عندما يكون الفولاذ أكثر ليونة.
يمكن تصنيع الفولاذ باستخدام أدوات كربيد أو أدوات فولاذية عالية السرعة، مع توفير سائل تبريد وتزييت مناسبين.
اللحام
قم بتسخين الفولاذ إلى درجة حرارة تتراوح بين 150 إلى 320 درجة مئوية (302 إلى 608 درجة فهرنهايت) لتقليل خطر التشقق.
استخدم مواد حشو متوافقة، مثل AWS E/ER420 أو حشوات من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي.
قم بإجراء عملية التلدين أو التلطيف بعد اللحام لتخفيف الضغوط وتقليل الصلابة.
الطحن والتلميع
تحقيق أبعاد دقيقة وسطح أملس.
ضروري للمنتجات مثل أدوات المائدة والأدوات الجراحية حيث تكون الحدة والجماليات مهمة.
التشطيبات
معالجات السطح: عمليات مثل التخميد، أو التلميع الكهربائي، أو الطلاء لتعزيز مقاومة التآكل والمظهر.
الطلاء: تطبيق طبقات واقية مثل النترتة أو الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD) لتحسين صلابة السطح ومقاومة التآكل.
تشطيبات الأسلاك
خاص بمنتجات الأسلاك، بما في ذلك:
- لمسة نهائية لامعة: يتم تحقيقها من خلال التلدين المتحكم فيه والمعالجات السطحية للحصول على مظهر لامع.
- لمسة نهائية غير لامعة: يتم إنتاجها عن طريق إزالة الترسبات الميكانيكي أو التخليل الحمضي للحصول على سطح باهت.
- الطلاء: تطبيق المعادن مثل الزنك أو القصدير للحصول على حماية إضافية من التآكل.
- طلاءات التشحيم: للأسلاك المخصصة لمزيد من التشكيل البارد أو السحب.
الفرق بين الفولاذ المقاوم للصدأ 420 والأنواع الأخرى من الفولاذ المقاوم للصدأ
440 مقابل 420
- 420 stainless steel has 12-14% chromium and 0.15-0.40% carbon. It is softer, with a hardness of 50-54 HRC. 440 الفولاذ المقاوم للصدأ has more chromium (16-18%) and higher carbon (0.6-1.2%), giving it a hardness of 58-62 HRC. This makes 440 harder and more durable.
- تتمتع المادة 440 بمقاومة أفضل لدرجات الحرارة المرتفعة، مما يجعلها أقل عرضة للانحناء مقارنة بالمادة 420.
- 420 أسهل في التصنيع واللحام.
- الفولاذ المقاوم للصدأ 440 أكثر تكلفة.
410(UNS S41000) مقابل 420
- 410 الفولاذ المقاوم للصدأ contains 11.5-13.5% chromium and 0.08-0.15% carbon. 420 stainless steel has 12-14% chromium and 0.15-0.40% carbon, making it harder and stronger than 410.
- يتمتع 420 بمقاومة أفضل للتآكل والقدرة على الاحتفاظ بحافة أكثر حدة لأنه يحتوي على نسبة أعلى من الكربون.
- يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ 410 بمقاومة أفضل للحرارة. وفي درجات الحرارة العالية التي تصل إلى 650 درجة مئوية، يكون الفولاذ المقاوم للصدأ 420 أكثر عرضة لفقدان الخصائص الميكانيكية عند درجات الحرارة المرتفعة.
- الفولاذ المقاوم للصدأ 410 أسهل في التصنيع واللحام لأنه يحتوي على نسبة كربون أقل. كما أنه أرخص من الفولاذ المقاوم للصدأ 420.
- يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 410 في أدوات المائدة وشفرات التوربينات البخارية وأجزاء السيارات. يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 420 في معدات القطع والآلات الصناعية والمشارط الجراحية.
316 مقابل 420
- 316 الفولاذ المقاوم للصدأ has 16-18% content of chromium, 10-14% content of nickel, and 2-3% content of molybdenum. This composition gives 316 superior corrosion resistance but makes it less hard than 420.
- يتحمل الفولاذ المقاوم للصدأ 316 درجات حرارة أعلى، ويحافظ على خصائصه حتى حوالي 870 درجة مئوية (1598 درجة فهرنهايت). يتحمل الفولاذ المقاوم للصدأ 420 درجات حرارة تصل إلى حوالي 700 درجة مئوية (1292 درجة فهرنهايت) ولكنه يفقد خصائصه الميكانيكية عند درجات حرارة أعلى.
- يعد الفولاذ المقاوم للصدأ 420 أسهل في التصنيع بسبب صلابته المنخفضة. يكلف الفولاذ المقاوم للصدأ 316 أكثر لأنه يحتوي على نسبة أعلى من النيكل والموليبدينوم.
- يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 316 في البيئات البحرية والمعالجة الكيميائية وتطبيقات صناعة الأغذية. يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 420 في أدوات المائدة والمشارط الجراحية والشفرات والآلات الصناعية.
الأشكال المختلفة للفولاذ المقاوم للصدأ 420
فيما يلي النماذج الأكثر شيوعًا للتطبيقات المختلفة.
ملزمة
420 stainless steel sheets are flat and thin, typically between 0.5 mm and 3 mm thick. They are used in applications like kitchen tools and surgical instruments.
حاجِز
يمكن أن تكون القضبان عبارة عن قطع صلبة أسطوانية أو مستطيلة الشكل. تُستخدم غالبًا في التشغيل الآلي والتشكيل وغيرها من عمليات التصنيع لإنشاء أجزاء مثل التروس والأعمدة وأدوات التثبيت.
طبق
تكون الألواح أكثر سمكًا من الصفائح، وعادةً ما يزيد سمكها عن 6 مم. وتُستخدم في التطبيقات الثقيلة مثل المكونات الهيكلية والآلات الصناعية.
يجرد
الشرائط عبارة عن قطع رقيقة ومسطحة تشبه الألواح ولكنها عادة ما تكون أضيق. تُستخدم في تصنيع النوابض والشفرات والمكونات الأخرى التي تتطلب أبعادًا دقيقة ومرونة.
سلك
يتم استخدام سلك الفولاذ المقاوم للصدأ 420 في التطبيقات التي تتطلب مواد دقيقة ومرنة، مثل الأجهزة الطبية والينابيع وأنواع معينة من أدوات التثبيت.
أشياء أخرى يجب أن تعرفها عن الفولاذ المقاوم للصدأ 420
هل الفولاذ المقاوم للصدأ 420 جيد؟
نعم، يعد الفولاذ المقاوم للصدأ 420 جيدًا للتطبيقات التي تتطلب صلابة عالية ومقاومة معتدلة للتآكل، مثل السكاكين والأدوات الجراحية وأدوات طب الأسنان.
هل الفولاذ المقاوم للصدأ 420 جيد للسكاكين؟
نعم، يعد الفولاذ المقاوم للصدأ 420 جيدًا للسكاكين؛ فهو يوفر صلابة جيدة ومقاومة للتآكل، مما يجعله مناسبًا للشفرات وأدوات المائدة ذات الميزانية المحدودة.
هل الفولاذ المقاوم للصدأ 420 مغناطيسي؟
نعم، الفولاذ المقاوم للصدأ 420 مغناطيسي لأنه عبارة عن فولاذ مارتنسيتي مقاوم للصدأ.
هل الفولاذ المقاوم للصدأ 420 آمن للطعام؟
نعم، يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ 420 آمنًا للطعام. إن مقاومته الجيدة للتآكل وصلابته تجعله مناسبًا لمعدات معالجة الطعام وأدوات المائدة والتطبيقات الأخرى التي تلامس الطعام.
الملخص و المزيد
تشرح هذه المقالة بإيجاز تعريف الفولاذ المقاوم للصدأ 402 وتركيبه وتطبيقاته وجوانب مهمة أخرى له. لمعرفة المزيد عن الفولاذ المقاوم للصدأ أو أنواع الفولاذ الأخرى، راجع مدونتنا أو اتصل بخبرائنا في مجال المعادن.
باعتبارنا شركة رائدة في تصنيع وتوريد حلول الفولاذ المتخصص، فإننا نقدم حلول تطبيقات متعددة الصناعات وخدمات مخصصة مع ضمان الجودة 100%، ملتزمون بالنمو مع عملائنا. قم بزيارة موقعنا لتعلم المزيد، أو أرسل لنا عرض أسعاروسوف نتصل بك قريبا!
