Нержавеющая сталь 431: свойства, характеристики, применение

Нержавеющая сталь 431 — это гибкий, прочный мартенситный сплав, известный своей исключительной стойкостью к ржавчине, прочностью и легкостью формовки. Широко используемая в промышленности, нержавеющая сталь 431 предлагает баланс прочности и долговечности. 

В этом руководстве мы рассмотрим его свойства, области применения, эквивалентные марки и варианты обработки, чтобы помочь вам понять, почему он является надежным выбором для сложных условий.

Что такое нержавеющая сталь 431?

Нержавеющая сталь 431 (UNS S43100) — это 80-85% железа, 15-17% хрома, углерода и никеля. Это мартенситная нержавеющая сталь, соответствующая стандартам ASTM A276, обеспечивающая прочность, коррозионную стойкость и обрабатываемость. Обработка нержавеющей стали 431 при температуре от 600°C до 800°C оптимизирует ее характеристики. Обработанная термической обработкой, нержавеющая сталь 431 используется в аэрокосмической, морской и автомобильной отраслях для валов, болтов и крепежных деталей. Холодная обработка может повысить ее твердость и прочность. 

Свойства нержавеющей стали 431

Нержавеющая сталь 431 отличается превосходной прочностью, выдающейся стойкостью к ржавчине и прочной прочностью. Содержание хрома и никеля повышает прочность и стойкость к окислению. Она также обеспечивает отличную упругость и износостойкость, что делает ее идеальной для сложных условий.

Химический состав SS 431

Состав SS 431 характеризуется высоким содержанием хрома, что обеспечивает превосходную коррозионную стойкость, а также умеренным содержанием углерода и никеля для повышенной прочности. Конкретные цифры см. в таблице ниже.

Механические свойства нержавеющей стали 431

SS 431 наиболее известен своей высокой прочностью на растяжение и твердостью, даже после термической обработки, что делает его пригодным для сложных механических применений. Конкретные значения при различных условиях отжига см. в таблице ниже.

Физические свойства 431

Физические свойства ss 431 подчеркиваются его высокой плотностью и хорошей теплопроводностью, что делает его пригодным для высоконапряженных сред. Эти значения представляют общие свойства при стандартных условиях отжига и могут меняться при различных термообработках.

Эквивалентные марки нержавеющей стали 431

Нержавеющая сталь 431 имеет схожий химический состав и механические свойства с эквивалентными марками, используемыми в других странах. Эти марки обеспечивают сопоставимые характеристики в различных областях применения. Ниже приведена таблица эквивалентных марок из разных регионов.

Возможные альтернативные марки нержавеющей стали 431

Альтернативой 431 могут быть несколько марок нержавеющей стали из-за схожего состава или областей применения:

1. Класс 410: Мартенситная нержавеющая сталь с хромом. Имеет хорошую коррозионную стойкость и прочность, но немного меньшую вязкость по сравнению с 431.
2. Класс 420: Более высокое содержание углерода, чем у 431. Обеспечивает лучшую твердость после термообработки, подходит для износостойких применений, но с более низкой коррозионной стойкостью.
3. Класс 304: Аустенитная нержавеющая сталь с повышенным содержанием никеля. Имеет отличную коррозионную стойкость и может заменить 431, где коррозионная стойкость важнее прочности.
4. Класс 316: Содержит больше молибдена, чем 431. Обеспечивает лучшую коррозионную стойкость, особенно в морской среде, но имеет меньшую прочность.

Эти параметры можно выбирать в зависимости от конкретных требований к долговечности, стойкости к ржавчине или прочности.

Характеристики нержавеющей стали 431

Нержавеющая сталь 431 известна своей высокой прочностью на разрыв, исключительной стойкостью к ржавчине и высокой прочностью, что делает ее идеальным материалом для эксплуатации в сложных условиях.

1. Высокая прочность на разрыв

431 обладает значительно более высокой прочностью на разрыв, чем многие другие виды нержавеющей стали, что делает ее идеальной для применений, требующих прочных и долговечных материалов, например, в компонентах аэрокосмической и морской промышленности.

2. Отличная коррозионная стойкость

Благодаря высокому содержанию хрома нержавеющая сталь 431 обеспечивает отличную устойчивость к коррозии, особенно в слабоагрессивных средах, таких как морские и промышленные объекты.

3. Хорошая твердость

431 can reach significant твердость through heat treatment, making it ideal for parts needing wear resistance, like shafts, bolts, and fasteners.

4. Магнитные свойства

Unlike austenitic stainless steels, 431 is магнитный, which can be advantageous in certain mechanical and electrical applications.

5. Эффективность термообработки

431 хорошо поддается закалке и отпуску, что позволяет получать специальные механические свойства, подходящие для различных областей применения.

6. Закаливаемость

• Увеличение твердости: После закалки и отпуска твердость нержавеющей стали 431 может достигать 360–480HB, что эквивалентно HRC44.
• Метод охлаждения: Небольшие секции можно охлаждать воздухом, тогда как более крупные секции требуют закалки в масле для достижения оптимальной сквозной закалки.

7. Характеристики при низких температурах

• Пониженная температура хрупкого перехода: нержавеющая сталь 431 становится более прочной при низких температурах, что позволяет ей выдерживать удары без разрушения.
• Микроструктура: При низких температурах структура включает мартенсит и некоторое количество феррита, что повышает прочность и ударную вязкость.

Ограничения

• Сложная сварка: Из-за высокого содержания углерода нержавеющая сталь 431 плохо поддается сварке и требует предварительной и последующей термической обработки во избежание образования трещин.
• Уязвимость к сильным кислотам: Несмотря на устойчивость к коррозии, марка 431 подвержена точечной и щелевой коррозии в сильных кислотных средах, что ограничивает ее применение в условиях агрессивного химического воздействия.

Как производится нержавеющая сталь 431?

Производство нержавеющей стали 431 включает несколько ключевых этапов, каждый из которых имеет решающее значение для обеспечения ее конечных свойств, таких как прочность, твердость и коррозионная стойкость.

1. Плавление: Сырье, в основном железо, хром, углерод и никель, плавится в электродуговой печи (ЭДП) при высоких температурах.

2. Кастинг: Жидкую сталь разливают в формы для формирования заготовок или слябов, которые затем охлаждают и закаливают.

3. Горячая прокатка: Затвердевшие слябы снова нагревают и прокатывают для уменьшения их толщины и придания стали формы пластин, прутков или других требуемых форм.

4. Отжиг: Прокатная сталь подвергается термической обработке для снятия внутренних напряжений, смягчения материала и улучшения обрабатываемости. Этот процесс включает нагрев стали до заданной температуры и постепенное ее охлаждение.

5. Закалка: Для повышения твердости и прочности сталь 431 подвергается процессу закалки, при котором сталь быстро охлаждается после нагрева до высоких температур.

6. Закалка: После закалки сталь отпускают путем повторного нагрева до более низкой температуры, а затем ее снова охлаждают, чтобы отрегулировать окончательную твердость и вязкость.

7. Очистка от накипи: После термической обработки поверхностная окалина, образовавшаяся в процессе обработки, удаляется путем травления или механической очистки.

8. Отделка: Сталь подвергается механической обработке и финишной обработке до точных размеров, как правило, путем шлифования или полировки, для достижения желаемого качества поверхности.

9. Проверка и тестирование: Конечный продукт проходит строгую проверку и испытания, чтобы убедиться в его соответствии требуемым механическим и химическим свойствам, таким как прочность на разрыв, твердость и коррозионная стойкость.

Эти процессы гарантируют, что нержавеющая сталь 431 достигнет необходимой прочности, вязкости и стойкости к ржавчине для конкретных сфер применения.

Варианты обработки, которые мы предоставляем для SS 431

В SteelProGroup мы предлагаем полный спектр вариантов обработки и персонализации продукции из нержавеющей стали SS 431, разработанных с учетом конкретных требований к эксплуатационным характеристикам и сфер применения.

Обработка

Ниже приведены подробные варианты обработки, которые мы предлагаем:

Плавление

• Электродуговая печь (ЭДП): производит высококачественную сталь путем плавки сырья с использованием электрических дуг, обеспечивая точный контроль состава.
• Вакуумная индукционная плавка (ВИП): Удаляет примеси в вакууме, создавая более чистый, однородный материал с меньшим количеством включений, идеально подходящий для критически важных применений.
• Аргонно-кислородное обезуглероживание (AOD): Аргонокислородное обезуглероживание (AOD) очищает сталь за счет снижения содержания углерода, повышения коррозионной стойкости и достижения желаемого состава, идеально подходящего для производства высококачественной нержавеющей стали, такой как 431, поскольку позволяет контролировать содержание легирующих элементов и улучшать эксплуатационные характеристики.

Термическая обработка

• Отжиг:Снижает твердость нержавеющей стали 431, улучшая ее обрабатываемость и снимая внутренние напряжения; обычно это делается при температуре 815–900 °C, что облегчает работу с ней на последующих этапах.
• Закалка: Повышает прочность и износостойкость путем нагрева нержавеющей стали 431 до температуры 980–1065 °C с последующим быстрым охлаждением, идеально подходит для высокопрочных применений.
• Закалка: Регулирует твердость и вязкость после закалки, повышая долговечность и снижая хрупкость. Обычно это делается при температуре 600–650 °C для нержавеющей стали 431, для применений, где требуются как прочность, так и гибкость.
• Закалка: Быстро охлаждает нержавеющую сталь 431 после нагрева, фиксируя твердость и механические свойства, необходимые для обеспечения стабильной производительности в сложных условиях.

Холодная обработка

• Холодная прокатка: Уменьшает толщину и улучшает качество поверхности без нагрева, что приводит к более прочной и гладкой отделке.
• Холодное волочение: Увеличивает прочность путем протягивания стали через матрицу, обеспечивая жесткий контроль размеров для точного применения.
• Формование растяжением: Растягивает материал без нагрева, улучшая механические свойства и придавая ему сложную геометрию.

Other Cold Working Options Not Recommended for 431 Stainless Steel

• Глубокая вытяжка: Ограниченная пластичность стали 431 делает ее склонной к растрескиванию при глубокой вытяжке, что делает ее непригодной для этого процесса.
• Изгиб при низких температурах: Из-за более высокой прочности и более низкой пластичности изгиб без достаточного нагрева может привести к растрескиванию.
• Холодная ковка: Твердость и хрупкость стали 431 после холодной обработки делают ее непригодной для штамповки, поскольку это может привести к трещинам.

Механическая обработка

• Резка: Мы предлагаем точную резку с использованием пил или лазеров, обеспечивая чистые и точные разрезы в соответствии с индивидуальными требованиями с минимальными потерями материала.
• Фрезерование: Высокоточное фрезерование обеспечивает создание сложных деталей с точными размерами, подходящими для сложных форм и конструкций.
• Бурение: Индивидуальное сверление для получения отверстий точного размера и глубины, гарантируя идеальную посадку для болтов, крепежей или других методов соединения.

Обработка поверхности

• Шлифовка: Сглаживает грубые поверхности и обеспечивает однородную отделку, улучшая общий внешний вид и эксплуатационные характеристики стали.
• Полировка: Придает отражающую глянцевую отделку, повышая коррозионную стойкость и эстетическую привлекательность, особенно для видимых компонентов.
• Маринование: Удаляет поверхностные загрязнения, такие как оксиды или окалину, обеспечивая чистоту поверхности и улучшая адгезию покрытий.
• Пассивация: Повышает устойчивость к ржавчине за счет создания защитного оксидного покрытия, что делает его идеальным для использования в агрессивных средах.

Сварка

• Сварка TIG (вольфрамовый инертный газ): Обеспечивает высококачественные, точные сварные швы с минимальным загрязнением, подходит для тонких сечений или критически важных применений.
• Сварка MIG (металл-инертный газ): Эффективен для соединения более толстых секций с высокой скоростью наплавки, подходит для промышленного и строительного применения.
• Контактная сварка: использует тепло и давление для соединения стали без присадочных материалов, создавая чистые, прочные соединения для различных сфер применения.

Other Welding Options Not Recommended for 431 Stainless Steel

• Газовая сварка и сварка в среде CO2: Эти методы трудно применимы к нержавеющей стали марки 431.
• Низкотемпературная сварка: Сварка при крайне низких температурах может снизить ударную вязкость и прочность.
• Без предварительного нагрева: Пропуск предварительной термической обработки повышает риск возникновения хрупкости и трещин, поэтому для нержавеющей стали 431 рекомендуется предварительный нагрев.

Формы и облики, которые у нас есть

Ниже приведены варианты форм и видов, которые мы предлагаем:

• Бары:
  • Форма: Круглые стержни, квадратные стержни, плоские стержни, шестигранные стержни.
  • Форма: Полированные прутки, протравленные прутки.
• Листы и пластины:
  • Форма: Тонкие листы, толстые листы.
  • Форма: Протравленные листы, рулоны листов, плоские пластины, перфорированные пластины, рифленые пластины.
• Провода и полосы:
  • Форма: Круглая проволока, плоская проволока, квадратная проволока.
  • Форма: Тянутая проволока, спиральная проволока, многопроволочная проволока.
• Катушки:
  • Форма: Узкие катушки, широкие катушки.
  • Форма: Холоднокатаные рулоны, горячекатаные рулоны, отожженные рулоны.
• Стержни:
  • Форма: Круглые стержни, квадратные стержни.
  • Форма: Горячекатаные прутки, холоднотянутые прутки, полированные прутки.
• Трубка:
  • Форма: Круглые трубы, квадратные трубы.
  • Форма: Бесшовные трубы, сварные трубы, полированные трубы.
• Трубы:
  • Форма: Круглые трубы, прямоугольные трубы.
  • Форма: Трубы бесшовные, трубы сварные, трубы травленые.
• Формы, изготовленные по индивидуальному заказу: Мы предлагаем индивидуальные услуги по обработке и формовке в соответствии с вашими конкретными промышленными требованиями.

Благодаря нашим всеобъемлющим возможностям обработки и разнообразному ассортименту доступных форм мы гарантируем, что наши изделия из нержавеющей стали 431 соответствуют самым высоким отраслевым стандартам.

Применение нержавеющей стали 431

Нержавеющая сталь 431 обычно используется в отраслях, где требуется высокая прочность, долговечность и устойчивость к ржавчине. Она особенно хорошо подходит для аэрокосмической, морской, автомобильной и промышленной отраслей.

1. Аэрокосмическая промышленность

Нержавеющая сталь 431 часто используется в аэрокосмической отрасли благодаря своей исключительной прочности и способности противостоять износу и усталости.

• Шасси самолета: Прочность и долговечность стали 431 делают ее идеальным материалом для деталей, подвергающихся сильным нагрузкам и ударам.
• Крепежные элементы: Его коррозионная стойкость и механические свойства подходят для использования в качестве ответственных крепежных деталей в авиастроении.
• Детали турбины: Его способность выдерживать высокие температуры и сохранять прочность имеет решающее значение для компонентов турбин.

2. Морская промышленность

Благодаря своей превосходной стойкости к коррозии в морской среде, сталь 431 широко используется в судостроении.

• Валы: 431 часто используется для гребных валов из-за его высокой прочности и превосходной стойкости к коррозии в морской воде.
• Крепежные элементы для лодок: Коррозионностойкие болты и винты, изготовленные из стали 431, идеально подходят для использования в соленой воде.
• Компоненты насоса: Прочность и коррозионная стойкость материала делают его пригодным для деталей морских насосов, требующих длительного срока службы.

3. Автомобильная промышленность

Прочность и обрабатываемость нержавеющей стали 431 делают ее хорошим выбором для сложных автомобильных применений.

• Оси: Его высокая прочность и усталостная устойчивость идеально подходят для автомобильных осей, которые выдерживают большие нагрузки и напряжения.
• Шестерни: Шестерни, изготовленные из стали 431, способны выдерживать высокий крутящий момент и износ без ущерба для производительности.
• Компоненты двигателя: Такие детали, как седла клапанов и системы впрыска топлива, выигрывают за счет твердости и коррозионной стойкости материала.

4. Промышленное оборудование

В промышленности нержавеющая сталь 431 используется в деталях, требующих износостойкости и способности выдерживать суровые условия.

• Клапаны: Прочность и коррозионная стойкость материала делают его идеальным для штоков клапанов и компонентов в химической и нефтяной промышленности.
• Насосы и поршни: стойкость 431 к нагрузкам и воздействию агрессивных жидкостей делает его пригодным для валов насосов и поршневых штоков.
• Режущие инструменты: Способность нержавеющей стали 431 сохранять остроту и противостоять износу при высоких нагрузках делает ее идеальным материалом для изготовления режущих инструментов.

В конструкции также используется нержавеющая сталь марки 431. нефть и газ, медицинский, переработка пищевых продуктов, и фармацевтический промышленности из-за его коррозионной стойкости, прочности и чистоты.

В чем разница между сталью 316 и 431?

316 — это аустенитная нержавеющая сталь с повышенным содержанием хрома и никеля, обеспечивающая отличную коррозионную стойкость, особенно в морской среде. 431, мартенситная сталь, обеспечивает большую прочность и твердость, но имеет более низкую коррозионную стойкость по сравнению с 316.

В чем разница между нержавеющей сталью 420 и 431?

В стали 420 содержится больше углерода, что делает ее более твердой и износостойкой после термообработки, но с более низкой прочностью. Сталь 431 имеет более высокую общую прочность и повышенную коррозионную стойкость благодаря более высокому содержанию хрома, что делает ее хорошо подходящей для более сложных условий.

Можно ли закалить нержавеющую сталь 431?

Да, нержавеющую сталь 431 можно упрочнить посредством термической обработки, в частности, закалки и отпуска, что повышает ее твердость и прочность.

В чем разница между нержавеющей сталью 430 и 431?

430 is a ferritic stainless steel known for its good corrosion resistance and ease of forming, but it has lower strength compared to other grades. 431 is martensitic, offering higher strength, hardness, and better corrosion resistance, making it suitable for tougher applications.

Что является эквивалентом нержавеющей стали 431?

Эквивалентные оценки включают СУС 431 в Японии, 1Cr17Ni2 в Китае, X17CrNi16-2 в ЕС, 1.4057 в Германии и 14Х17Н2 в России.

Профессиональный производитель нержавеющей стали 431

Группа SteelPRO производитель и поставщик решений для специальной стали, предлагающий индивидуальные услуги с гарантией качества 100%! Выберите нашу нержавеющую сталь 431, мы можем предложить:

• Высокая прочность и долговечность: Наша нержавеющая сталь 431 обладает превосходной прочностью на разрыв, что делает ее идеальной для применения в условиях высоких нагрузок.
• Отличная коррозионная стойкость: Нержавеющая сталь 431 идеально подходит для использования в морской и химической среде, обладает превосходной коррозионной стойкостью.
• Прецизионная обработка: Наша нержавеющая сталь 431 имеет форму, которая поддается точной обработке, что гарантирует высочайшее качество конечного продукта.
• Настраиваемые варианты отделки: Такие опции, как полировка, травление и отжиг, могут быть адаптированы под конкретные потребности вашего применения.
• Широкий выбор форм на выбор: Прутки, стержни, пластины, листы, катушки, трубы и многое другое для удовлетворения различных промышленных потребностей.
  Расширенные возможности термообработки: Индивидуальные процессы термообработки для улучшения характеристик материала и увеличения срока службы.
• Глобальная цепочка поставок: Надежная доставка по всему миру с конкурентоспособными вариантами транспортировки.
  Соответствие отраслевым нормам и сертификация: Продукция, соответствующая стандартам ASTM, сертифицированная SGS/TUV по качеству и прослеживаемости.

Свяжитесь с нами сегодня чтобы отправить требования к вашему проекту и опробовать наши решения из нержавеющей стали 431 и индивидуальные услуги!