استنلس استیل 416

استنلس استیل 416

 آلیاژ 416، یک فولاد مارتنزیتی و بر پایه کروم است. این آلیاژ، بالاترین قابلیت ماشین­کاری را بین همه فولادهای زنگ نزن (حدود 85%) دارد. به همین دلیل فولاد کربنی (یا همان فولاد ابزار) ماشین­ کاری نامیده می شود. فولاد زنگ نزن مارتنزیتی برای سختی­ پذیری به وسیله عملیات حرارتی و همچنین مقاومت بهخوردگی طراحی شده است.

استنلس استیل 416


فولاد زنگ نزن (استیل 416)

 
آلیاژ 416، یک فولاد مارتنزیتی و بر پایه کروم است. این آلیاژ، بالاترین قابلیت ماشین­کاری را بین همه فولادهای زنگ نزن (حدود 85%) دارد. به همین دلیل فولاد کربنی (یا همان فولاد ابزار) ماشین­ کاری نامیده می‌شود. فولاد زنگ نزن مارتنزیتی برای سختی­ پذیری به وسیله عملیات حرارتی و همچنین مقاومت به خوردگی طراحی شده است. اگرچه آلیاژ 416 و دیگر فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی به اندازه  فولادهای آستنیتی یا فریتی مقاوم نیستند، اما همچنان مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون و خوردگی و علاوه بر این استحکام بالایی در حالت سخت و تمپر شده دارند. آلیاژ 416ht به راحتی ماشین­کاری می­‌شود، همواره مغناطیسی است و دارای خواص اصطکاکی کم است که باعث کاهش گالینگ (نوعی سایش) و سایزینگ (دقیق کردن ابعاد) می­ شود.
 

ترکیب شیمیایی فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 416






iron
fe
balance
chromium
cr
12/00-14/00
manganese
mn
1/25
molybdenum
mo
0/50
nickel
ni
0/50
silicon
si
1/00
carbon
c
0/15
sulfur
s
0/15
phosphorus
p
0/06








 

خواص مکانیکی فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 416


سختی (hb) مدول الاستیک (gpa) درصد تغییر طول در 50 میلی‌متر (2 اینچ) استحکام تسلیم (mpa) استحکام کششی (mpa)
151 200 30 275 517

خواص فیزیکی فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 416


چگالی فولاد 416 (g/cm3) مقاومت الکتریکی (m.Ωn) نقطه ذوب (ºc) (j/kg.k ظرفیت گرمایی ویژه
7/8 50 1405-1440 500

خواص خوردگی فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 416


نشان­ دهنده مقاومت به خوردگی در برابر اسیدهای خوراکی طبیعی، محصولات زائد، نمک­‌های اصلی و بی ­رنگ، آب­‌های طبیعی، و بسیاری از شرایط جوی است. مقاومت کمتری نسبت به گریدهای فولادهای زنگ نزن آستنیتی و همچنین آلیاژهای فریتی با کروم 17 درصد دارد. سولفور زیاد، برای گریدهای ماشین­کاری مانند گرید 416 که در معرض کلراید آب دریا یا دیگر کلرایدها هستند، نامناسب خواهد بود. حداکثر مقاومت به خوردگی در حالت سخت شده با یک فرآیند پرداخت سطحی ملایم به دست می­ آید.


    تیزاب سلطانی         هیدروژن سولفید
(h2s)    
    اسید فرمیک
(hcooh)    
    اسید استیک
(ch3cooh)    
    کلر
(-cl)    
    آب دریا
(3/5%nacl)    
    اسید نیتریک
(hno3)    
    اسید فسفریک
(h3po4)    
    اسید هیدروفلوئوریک
(hf)    
    اسید هیدروکلریک
(hcl)    
    اسید سولفوریک
(h2so4)    
نامناسب خوب: تا دمای 100 درجه سانتی گراد، وابسته به شرایط: در دمای 400 درجه سانتی گراد خیلی خوب خوب خوب: در محیط خشک،
ضعیف: در محیط مرطوب
خوب وابسته به شرایط وابسته به شرایط نامناسب نامناسب ضعیف

خواص حرارتی و اکسیداسیون فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 416

 
مقاومت نسبتاً خوب در برابر مقیاس ­گذاری در خدمات متناوب تا 1400 درجه فارنهایت (760 درجه سانتی­گراد) و در خدمات پیوسته تا 1247 درجه فارنهایت (650 درجه سانتی­گراد)

هر گاه حفظ خواص مکانیکی مهم باشد، برای استفاده در دماهای بالاتر از دمای تمپرینگ مربوطه اصلا توصیه نمی­ شود.



حداکثر دمای کاری فولاد ºc ،416 ضریب هدایت حرارتی فولاد 416، w/m.k ضریب انبساط حرارتی، m/k/µm
پیوسته
650
ناپیوسته
760
24/9 9/9

استانداردهای فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 416

 
        نام‌های دیگر                 astm                 asme             uns                 en chemical designation         en numeric designation
(din)
        aisi        
 b.s. 416 s 21
uni x 12 crs 13
a194
a314 
a473 
a581 
a582  
sa194  s41600 x12crs13 1/4005 416

ویژگی‌های کلیدی فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 416

  • بگیر  (مغناطیسی)
  • مشابه آلیاژ 410 با این تفاوت که قابلیت ماشین‌کاری دارد و ویژگی اصلی آن قابلیت ماشین‌کاری سریع با سطح نهایی خوب و کمترین سایش ابزار است.
  • با افزایش سولفور قابلیت ماشین‌کاری افزایش و شکل‌پذیری و جوشکاری و مقاومت به خوردگی کاهش می‌یابد.
  • فولادهای مارتنزیتی با سختی بالا از روش‌هایی که با سختی نهایی و عملیات حرارتی همراه است تولید می‌شوند.
  • کاهش داکتیلیته فولاهای مارتنزیتی در دماهای زیر صفر و کاهش استحکام در دماهای بالا به دلیل تمپر شدن (over-temper) دو فاکتور مهم تعیین‌کننده دمای کاری آن می‌باشند.


کاربردهای فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 416


محورهای موتور و پمپ
مارپیچ و ماردون
قطعات ماشین‌های ظرفشویی
اتصالات، چرخ دنده، پیچ و مهره، شلنگ
محور، قطعات شیرآلات صنعتی

فولاد زنگ نزن (استیل) 416


آلیاژ 416 ورژن ماشینکاری نشده‌ی آلیاژ 410 است. عملکرد اصلی این آلیاژ سرعت بخشیدن به ماشینکاری همراه با کیفیت سطح نهایی خوب و حداقل سایش ابزار است.

 

شکل‌دهی 

عملیات شکل­‌دهی گرم شامل حرارت دهی یکنواخت در بازه دمایی 1150-1230 درجه سانتی­گراد است، پس از فورج شدن در هوا سرد می­‌شود. قطعان فورج شده بزرگ باید در آهک خشک یا خاکستر سرد شوند. نکنه مهم اینکه این آلیاژ نباید در دماهای کمتر از 925 درجه سانتی­گراد تحت عملیات فورج قرار گیرد.
 

ماشینکاری

قابلیت ماشین­کاری عالی
بهترین ماشین­کاری در حالت آنیل زیر بحرانی است.

عملیات حرارتی

  • آنیل کامل: فولاد گرید 416 را می­ توان در محدوده دمایی 815- 900 درجه سانتی­گراد به مدت نیم ساعت آنیل کرد. خنک شدن این فرآیند با خنک کننده هوا تا 30 درجه سانتی­گراد به مدت یک ساعت ادامه می­ یابد.
  • آنیل زیر بحرانی: فولاد گرید 416 در محدوده دمایی 650- 760 درجه سانتی­گراد گرم و سپس تا دمای هوا سرد می­ شود.
  • سختکاری: این فرآیند به منظور بهبود خواص مکانیکی شامل حرارت­‌دهی فولاد گرید 416 در محدوده دمایی 925- 1010 درجه سانتی­گراد، کوئنچ کردن با استفاده از روغن و تمپرینگ است. با توجه به انعطاف­ پذیری ضعیف این گرید، تمپرکردن نباید در محدوده دمایی 400- 580 درجه سانتی­گراد انجام شود.

 

جوش‌پذیری

قابلیت جوشکاری ضعیف
اگر جوشکاری لازم باشد، بایستی از الکترود­های کم هیدروژن آلیاژ 410 استفاده کرد.
نیاز به پیش ­گرم­ در محدوده دمایی 392- 572 درجه فارنهایت (200- 300 درجه سانتی­گراد)

بلافاصله پس از جوشکاری، انجام  آنیل یا یک عملیات تنش ­زدایی در محدوده دمایی 1202- 1247 درجه فارنهایت (650- 675 درجه سانتی­گراد) ضروری است.