Содержание
Руководство по нержавеющей стали 422: свойства, термическая обработка и промышленное применение
- Джон
Нержавеющая сталь 422 — это особый материал, известный своей прочностью и термостойкостью. Обычно он используется в таких отраслях, как турбины и аэрокосмическая промышленность, где детали подвергаются экстремальным температурам и нагрузкам.
В этой статье мы объясним, что такое нержавеющая сталь 422, ее состав и свойства. Она поможет вам узнать о ее преимуществах, недостатках и распространенных применениях.
Что такое нержавеющая сталь 422?
Нержавеющая сталь 422 — это сплав, состоящий из хрома марки 12%, а также таких элементов, как молибден и ванадий, а оставшаяся часть — это железо. Она относится к категории мартенситных нержавеющих сталей, известных своей большой прочностью и устойчивостью к нагреву. Обычно она используется в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность и энергетика, особенно в компонентах турбин.
Эквиваленты нержавеющей стали 422
Нержавеющая сталь 422 известна под несколькими стандартными обозначениями и эквивалентными марками в разных регионах и стандартах.
Стандарт
- УНС S42200
- ASTM A276, A493
- ASTM A276, A493
- АМС 5655
Эквивалентные оценки
- EN X20CrMoV12-1
- ДИН 1.4935
Химический состав нержавеющей стали 422
| Элемент | Фе | С | Кр | Мо | В | Ни | Мн | Си | П | С |
| Содержание | Баланс | 0,20–0,25 | 11.50–13.50 | 0,90–1,25 | 0,20–0,30 | 0,50–1,00 | ≤1.00 | ≤1.00 | ≤0,025 | ≤0,025 |
Свойства нержавеющей стали 422
Физические свойства нержавеющей стали 422
| Свойство | Значение метрики | Имперская ценность |
| Плотность | 7,75 г/см³ | 0,280 фунт/дюйм³ |
| Температура плавления | 1450–1510 °С | 2642–2750 °F |
| Теплопроводность | 24,9 Вт/м·К | 14,4 БТЕ·дюйм/ч·фут²·°F |
| Тепловое расширение | 10,3 мкм/м·К | 5,72 × 10⁻⁶ дюйм/дюйм·°F |
| Электропроводность | 1,4 × 10⁶ См/м | Приблизительно 2.4% IACS |
| Магнитные свойства | Магнитный | Магнитный |
Механические свойства нержавеющей стали 422
| Свойство | Типичное значение |
| Предел прочности | 515 МПа (75 тыс.фунтов/кв.дюйм) |
| Предел текучести | 205 МПа (30 тыс.фунтов/кв.дюйм) |
| Твердость по Бринеллю | 201 НВ |
| Твердость по Роквеллу | ≤ 20 HRC |
| Твердость по Виккерсу | 200 ВН |
| Удлинение | 40% |
| Модуль упругости | 193 ГПа (28 × 10⁶ фунтов на кв. дюйм) |
Химические свойства нержавеющей стали 422
- Теплостойкость
Эта сталь хорошо работает в условиях высоких температур, выдерживая температуру до 650°C. Это обусловлено ее особым составом, включающим такие элементы, как хром, молибден и ванадий. Эти элементы помогают материалу противостоять размягчению или ослаблению при воздействии экстремального тепла.
- Поддается термической обработке
Этот материал можно укрепить с помощью процессов термической обработки. Термическая обработка позволяет стали стать еще прочнее и жестче, что делает ее пригодной для деталей, которые должны выдерживать высокие механические нагрузки.
Различные формы нержавеющей стали 422
Нержавеющая сталь 422 доступна в различных формах для удовлетворения различных промышленных потребностей. Вот распространенные формы.
Штанги и стержни
Нержавеющая сталь 422 часто производится в виде цельных цилиндрических изделий.
Листы и пластины
Листы представляют собой тонкие, плоские куски стали, тогда как пластины более толстые и прочные.
Трубы и трубки
Трубы из нержавеющей стали 422 представляют собой полые цилиндры, различающиеся по диаметру и толщине стенок.
Поковки
Поковки — это изделия из нержавеющей стали марки 422, которым придана форма путем прессования или ковки, как правило, в горячем состоянии.
Проволока
Нержавеющую сталь марки 422 также можно вытягивать в проволоку: от тонких гибких прядей до более толстых и жестких форм.
Фланцы
Фланцы — это круглые детали, используемые для соединения труб или механических деталей.
Применение нержавеющей стали 422
Лопатки турбины
Используется в газовых и паровых турбинах, где требуются высокая прочность и термостойкость.
Детали двигателей для аэрокосмической техники
Обычно используется в таких деталях двигателя, как валы и диски, которые должны выдерживать высокие температуры и нагрузки.
Высокотемпературные крепежи
Идеально подходит для болтов, винтов и других крепежных деталей в условиях высоких температур, где прочность имеет решающее значение.
Оборудование для электростанций
Используется в котлах, клапанах и другом высокотемпературном оборудовании в системах выработки электроэнергии.
Компоненты газовой турбины
Используется в компонентах промышленных газовых турбин благодаря своей способности противостоять теплу и механическим нагрузкам.
Каковы преимущества нержавеющей стали 422?
Высокая прочность
Нержавеющая сталь 422 известна своей превосходной прочностью, особенно после термической обработки. Высокое содержание хрома помогает улучшить ее прочность и долговечность. Это делает ее идеальной для применений, где необходимо выдерживать высокие нагрузки.
Хорошие свойства ползучести и стойкости к разрыву под напряжением
Нержавеющая сталь 422 сохраняет свои механические свойства в течение длительного времени, даже при высоких нагрузках и повышенных температурах. Вот почему ее часто используют в турбинах и других машинах, которые работают в условиях постоянного высокого тепла и напряжения.
Хорошая устойчивость к усталости
Нержавеющая сталь 422 хорошо работает в приложениях, где материалы подвергаются повторяющимся или циклическим нагрузкам. Это важно для компонентов, которые подвергаются частым изменениям температуры и нагрузки.
Универсальные формы
Нержавеющая сталь 422 доступна во многих формах, включая прутки, стержни, листы, пластины и поковки. Эта универсальность позволяет адаптировать ее к различным производственным процессам и сферам применения.
Каковы недостатки нержавеющей стали 422?
Вот основные недостатки и ограничения нержавеющей стали 422:
Более низкая коррозионная стойкость
Нержавеющая сталь 422 менее устойчива к коррозии по сравнению с аустенитными нержавеющими сталями, такими как 304 или 316. Она не подходит для использования в высококоррозионных или морских средах.
Хрупкость в определенных условиях
При неправильной термической обработке нержавеющая сталь 422 может стать хрупкой. Это делает ее более склонной к растрескиванию под нагрузкой, особенно в условиях низких температур.
Трудная обрабатываемость
После закалки нержавеющая сталь 422 становится труднообрабатываемой. Для ее резки или формовки требуются специальные инструменты и методы, что может увеличить производственные затраты.
Ограниченная свариваемость
Из-за высокого содержания углерода нержавеющая сталь 422 сложнее сваривается по сравнению с другими марками. Для восстановления ее свойств часто проводят послесварочную термообработку, что усложняет изготовление.
Высокая стоимость
Из-за легирующих элементов и особых производственных процессов нержавеющая сталь 422 стоит дороже обычных нержавеющих сталей, таких как 304 или 430.
Методы обработки нержавеющей стали 422
Ковка
Первым шагом в формировании нержавеющей стали 422 является ковка. Для ковки ее нагревают до 1900-2150°F (1040-1175°C), после чего ее следует медленно охладить до комнатной температуры. Ковка измельчает структуру зерна, подготавливая материал к дальнейшей обработке.
Горячая обработка
Если требуется дополнительная формовка, после ковки выполняется горячая обработка. Сталь повторно нагревается до 2100-2150°F (1149-1177°C). На этом этапе материалу можно придавать определенные формы, сохраняя при этом его механические свойства.
Холодная обработка (при необходимости)
Незначительная холодная обработка может быть выполнена для небольших корректировок формы или отделки поверхности. Этот этап обычно следует за горячей обработкой, но он ограничен, поскольку нержавеющая сталь 422 обычно не подвергается холодной обработке.
После любой холодной обработки обычно следует отжиг для снятия напряжений.
Термическая обработка
Отжиг
- Материал нагревают до 1350-1430°F (730-780°C) и выдерживают в течение нескольких часов, затем охлаждают на воздухе. Этот процесс смягчает материал, улучшает обрабатываемость и измельчает структуру зерна.
- Отжиг позволяет получить мартенситную структуру, обеспечивающую хороший баланс прочности и вязкости.
Закалка
- Для закалки нержавеющей стали 422 ее нагревают до 1900°F (1040°C), выдерживают в течение определенного периода, а затем закаливают в масле или на воздухе. Этот процесс преобразует сталь в мартенситную структуру, повышая твердость и прочность на разрыв.
- Иногда для предотвращения деформации сложных деталей применяется метод закалки на разрыв, который подразумевает закалку при температурах чуть выше точки начала мартенситной кристаллизации.
Закалка
- Повторный нагрев материала до температуры от 1100°F до 1400°F (от 590°C до 760°C) после закалки. Сталь выдерживается при этой температуре для снижения хрупкости и повышения прочности. После этого ее охлаждают до комнатной температуры.
- Более низкие температуры отпуска приводят к повышению твердости, в то время как более высокие температуры повышают вязкость за счет некоторого снижения твердости.
Снятие стресса
- Этот процесс включает в себя нагрев стали до умеренной температуры, обычно около 1100°F (590°C), для снятия внутренних напряжений, которые могли возникнуть во время обработки или других производственных процессов.
- Обеспечивает стабильность размеров и помогает предотвратить растрескивание при дальнейшей обработке.
Обработка
Обработка выполняется после термообработки. Нержавеющая сталь 422 обрабатывается с использованием высокоскоростных кобальтовых инструментов и тщательного контроля, чтобы избежать износа инструмента. Обработка лучше всего выполняется в отожженном состоянии или после смягчающих обработок.
Сварка
Сварка is one of the last steps due to the risk of altering the steel’s mechanical properties. It requires preheating to 1100-1400°F (590-760°C) to prevent cracking and post-weld heat treatment is needed to restore strength and relieve stress.
Какова твердость стали AISI 422?
Твердость нержавеющей стали AISI 422 после отжига обычно составляет от 21 до 25 по Роквеллу C. После закалки и отпуска она может достигать от 35 до 45 по Роквеллу C в зависимости от термической обработки.
Чем нержавеющая сталь 422 отличается от нержавеющей стали 304?
Нержавеющая сталь 422 обеспечивает более высокую прочность и лучшую термостойкость по сравнению с нержавеющая сталь 304 но имеет более низкую коррозионную стойкость, что делает его более подходящим для сред с высокими нагрузками и высокими температурами.
Какова максимальная рабочая температура нержавеющей стали 422?
Нержавеющая сталь 422 выдерживает непрерывную работу при температурах до 1200°F (650°C).
Краткое содержание
Нержавеющая сталь 422 — это жаропрочный, высокопрочный сплав, который обычно используется в сложных условиях, таких как аэрокосмическая промышленность и энергетика. Эта сталь часто используется в компонентах турбин, крепежных элементах и деталях двигателей благодаря своей способности работать под нагрузкой.
В Steel Pro Group мы стремимся предоставлять высококачественные материалы для высокопроизводительных промышленных нужд. Если вы ищете надежные решения для своих проектов, пожалуйста, посетите наш сайт или связаться с нами для индивидуальной консультации и расчета стоимости.
