Vergleich von Edelstahl 440 und 431: Martensitischer Grad mit hohem-Kohlenstoffgehalt im Vergleich zu Nickel-zusätzlicher martensitischer Qualität

440 (allgemeine Bezeichnung 440A/B/C) und 431 sind martensitische Edelstähle mit hoher-Leistung, wobei der Hauptunterschied in den Legierungselementen und der Leistungsausrichtung liegt. 440 ist ein hoher-Kohlenstoffgehalt (C=0.60-1.20 %), wobei der Schwerpunkt auf Härte und Verschleißfestigkeit liegt; 431 fügt Nickel (Ni=1.20-2.00 %) hinzu und legt den Schwerpunkt auf hohe Festigkeit und Zähigkeit. Beide eignen sich für hochleistungsfähige mechanische Komponenten mit deutlichen Unterschieden in der Stoßbelastung und den Anforderungen an die Verschleißfestigkeit.

Vergleich der Kernparameter

Parameter	440 Edelstahl	431 Edelstahl
Chemische Zusammensetzung (Gew.%)	C=0.60-1.20, Si Kleiner als oder gleich 1,00, Mn Kleiner als oder gleich 1,00, P Kleiner als oder gleich 0,040, S Kleiner als oder gleich 0,030, Cr=16.00-18.00, Fe{6}}Rest	C=0.15-0.25, Si Kleiner als oder gleich 1,00, Mn Kleiner als oder gleich 1,00, P Kleiner als oder gleich 0,040, S Kleiner als oder gleich 0,030, Cr=15.00-17.00, Ni=1.20-2.00, Fe{7}}Rest
Mechanische Eigenschaften (vergütet und vergütet)	Zugfestigkeit größer oder gleich 795–950 MPa, Streckgrenze größer oder gleich 550–700 MPa, Dehnung größer oder gleich 10–12 %, Härte 55–62 HRC	Zugfestigkeit größer oder gleich 1080 MPa, Streckgrenze größer oder gleich 880 MPa, Dehnung größer oder gleich 12 %, Härte 38–43 HRC
Betriebstemperatur	-20 Grad bis 250 Grad (Dauerbetrieb)	-40 Grad bis 450 Grad (Dauerbetrieb)
Äquivalente Noten	SUS440A/B/C (JIS), EN 1.4104/1.4109/1.4125, UNS S44002/S44003/S44004	SUS431 (JIS), EN 1.4057, UNS S43100

Wesentliche Leistungsunterschiede: 1. Härte und Verschleißfestigkeit: Der hohe Kohlenstoffgehalt von 440 führt zu einer ultra-hohen Härte (55-62HRC) und einer hervorragenden Verschleißfestigkeit; Der mittlere Kohlenstoffgehalt und die Nickelzugabe von 431 führen zu einer geringeren Härte (38–43 HRC) und einer schlechten Verschleißfestigkeit. . 2. Festigkeit und Zähigkeit: 431 hat eine höhere Zugfestigkeit (größer oder gleich 1080 MPa) und ausgezeichnete Zähigkeit (Schlagzähigkeit größer oder gleich 50 J bei -40 Grad), geeignet für Stoßbelastungen; Die Zähigkeit von 440 ist schlecht (Schlagzähigkeit kleiner oder gleich 15–20 J), anfällig für Sprödbruch. . 3. Korrosionsbeständigkeit: Der Nickelzusatz von 431 verbessert die Korrosionsbeständigkeit, besser als 440 in atmosphärischen und schwach korrodierenden Umgebungen; 440 ist nur für trockene Umgebungen geeignet.. 4. Leistung bei hohen Temperaturen: Die Betriebstemperatur von 431 (450 Grad) ist 200 Grad höher als die von 440 (250 Grad).

Anwendbare Szenariounterscheidung: 440 eignet sich für Komponenten, die eine extrem hohe Verschleißfestigkeit und geringe Stoßbelastung erfordern, wie z. B. hochwertige Schneidwerkzeuge, Lagerkugeln und Laufbahnen, Präzisionsformkerne, chirurgische Skalpelle und Messwerkzeuge.. 431 eignet sich für Komponenten, die eine hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit erfordern, wie z. B. Antriebswellen für Kraftfahrzeuge, Aufhängungskomponenten, Hochdruckventilgehäuse, Teile von Schiffsmaschinen und Zubehör für Flugzeugmotoren.

Praktische Fragen und Antworten

F1: Welche Rolle spielt Nickel in 431? A1: Nickel ist ein starker Austenitstabilisator, der die Martensitstruktur während der Wärmebehandlung verfeinert und die Zähigkeit verbessert; es erhöht die Stabilität des Oberflächenpassivierungsfilms und verbessert die Korrosionsbeständigkeit; Die Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit von 431 sind deutlich besser als bei nickelfreien martensitischen Edelstählen.

F2: Warum ist 440 nicht für stoßbelastete Bauteile geeignet? A2: Sein extrem hoher Kohlenstoffgehalt führt zu einer geringen Zähigkeit; unter Stoßbelastung neigt es zum Absplittern oder Reißen; Beispielsweise sind 440C-Küchenmesser scharf, splittern aber leicht ab, wenn sie herunterfallen, während 431-Komponenten bestimmten Stößen ohne Beschädigung standhalten.

F3: Kann 431 in Meeresumgebungen verwendet werden? A3: Ja. Seine Korrosionsbeständigkeit in marinen atmosphärischen Umgebungen ist besser als 410, 420 und 440; Es eignet sich für mechanische Schiffskomponenten wie Schiffsrumpfzubehör und Pumpenwellen. Für Komponenten, die längere Zeit in Meerwasser eingetaucht sind, wird 316L empfohlen.

F4: Welches Wärmebehandlungsverfahren eignet sich für 440, um eine ultrahohe Härte zu erreichen? A4: Abschrecken bei 1010-1090 Grad, Ölkühlung + Anlassen bei 150-220 Grad, Luftkühlung; Verschiedene Unterqualitäten haben leicht unterschiedliche Temperaturen: 440 A (Abschreckung bei 1010–1050 Grad), 440 °C (Abschreckung bei 1050–1090 Grad); Vermeiden Sie Anlassen bei 300–450 Grad, um Sprödigkeit des Anlasses zu vermeiden.

F5: Wie wähle ich zwischen 440 und 431? A5: Wählen Sie 440, wenn eine ultra-hohe Verschleißfestigkeit die Kernanforderung ist und die Stoßbelastung gering ist; Wählen Sie 431, wenn hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit erforderlich sind und eine Stoßbelastung vorliegt.