Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Стальной пруток AISI 431 — коррозионностойкая мартенситная нержавеющая сталь
Стальной пруток AISI 431 — это коррозионностойкая сталь мартенситного класса с повышенным содержанием хрома (15,0–17,0 %) и никеля (1,25–2,50 %). Материал сочетает высокую прочность, твердость и износостойкость с удовлетворительной коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, пресной воде и слабоагрессивных средах. По европейской классификации аналогом выступает сталь 1.4057 (X17CrNi16-2), по российской — 20Х17Н2.
Прутковый прокат из AISI 431 поставляется в горячекатаном, кованом или калиброванном исполнении, преимущественно в термически обработанном состоянии — после отжига или высокого отпуска. Твердость в состоянии поставки обычно составляет 217–302 HB, после закалки и отпуска предел прочности достигает 850–1200 МПа в зависимости от сечения. Материал склонен к отпускной хрупкости в интервале 400–600 C, поэтому термообработку проводят по регламентированным режимам с обязательным охлаждением в масле.
Химический состав и механические характеристики
Легирующая система AISI 431 обеспечивает прокаливаемость в сечениях до 100 мм и более. Содержание углерода на уровне 0,12–0,20 % формирует мартенситную структуру после закалки, а никель повышает вязкость и устойчивость к ударным нагрузкам. Хром в количестве 15–17 % придает стойкость к окислению и коррозионному растрескиванию в умеренно агрессивных средах.
| Параметр | Горячекатаный пруток | Калиброванный пруток | Пруток после закалки и отпуска | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести, МПа | 550 | 600 | 700 | Растяжение по ГОСТ 1497 |
| Временное сопротивление, МПа | 700–950 | 750–1000 | 850–1200 | Растяжение по ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение, % | 15 | 12 | 10 | Растяжение по ГОСТ 1497 |
| Твердость, HB | 217–277 | 229–302 | 269–415 | Бринелль по ГОСТ 9012 |
| Ударная вязкость KCU, Дж/см | 50 | 40 | 30 | Ударный изгиб по ГОСТ 9454 |
Технологические особенности обработки
Пруток AISI 431 обрабатывается резанием в отожженном состоянии с твердостью до 277 HB. При механической обработке рекомендуется применять твердосплавные пластины с покрытием и обильное охлаждение эмульсией. Материал чувствителен к перегреву при шлифовании — локальный нагрев свыше 600 C приводит к снижению коррозионной стойкости в зоне обработки.
Сварка AISI 431 ограничена из-за склонности к закалке в околошовной зоне и риска холодных трещин. При необходимости соединения применяют предварительный подогрев до 200–300 C, последующий отпуск при 650–700 C и аустенитные электроды типа 309L. Для ответственных узлов предпочтительны резьбовые или механические соединения.
Применение прутков AISI 431
Сочетание прочности, твердости и коррозионной стойкости определяет использование прутков AISI 431 в узлах, работающих на износ и испытывающих умеренные агрессивные воздействия:
- валы насосов и запорной арматуры в нефтехимическом оборудовании;
- крепежные элементы — шпильки, болты, гайки для фланцевых соединений;
- детали авиационных двигателей — лопатки компрессора, валы, втулки;
- оси, шкворни и пальцы ходовой части грузового транспорта;
- инструмент для пищевой промышленности — ножи, режущие кромки;
- детали гидравлических систем, работающие в морской воде.
Рабочий диапазон температур для нагруженных деталей из AISI 431 ограничен интервалом –40…+400 C. При температурах выше 400 C происходит необратимое снижение твердости вследствие коагуляции карбидов. Для криогенных применений материал непригоден из-за перехода в хрупкое состояние.
Форма поставки и сортамент
Прутки AISI 431 поставляются диаметром от 5 до 300 мм. Горячекатаный прокат выпускается в прутках длиной 3–6 м, кованый — в прутках до 4 м, калиброванный — в бухтах или прутках мерной длины. Допуски на диаметр регламентируются классом точности: для калиброванного проката — h9–h11, для горячекатаного — по ГОСТ 2590.
Поверхность прутков после термообработки может иметь окалину или светлый отсвет в зависимости от технологии финишной обработки. Для ответственных применений поставляется обточенный пруток с шероховатостью Ra 3,2 мкм. Контроль качества включает проверку химического состава спектральным методом, механических свойств и макроструктуры на отсутствие флокенов и расслоений.
Вопросы и ответы
Чем AISI 431 отличается от AISI 410?
Повышенным содержанием никеля (1,25–2,50 % против 0,75 %), что обеспечивает более высокую прокаливаемость, вязкость и коррозионную стойкость. Предел прочности после термообработки у AISI 431 достигает 1200 МПа против 700 МПа у AISI 410.
Подвержен ли пруток AISI 431 коррозионному растрескиванию под напряжением?
Да, в средах с хлоридами при температурах выше 60 C и напряжениях, близких к пределу текучести, возможны коррозионные растрескивания. Для морских применений рекомендуется ограничить рабочие напряжения до 60–70 % от предела текучести.
Какая термообработка рекомендуется для прутков AISI 431?
Закалка от 950–1050 C в масле с последующим отпуском при 550–650 C для достижения прочности 850–1000 МПа. Для максимальной твердости применяют отпуск при 200–300 C, однако коррозионная стойкость при этом снижается.
Можно ли использовать AISI 431 для валов центробежных насосов?
Да, это типовое применение. Материал обеспечивает необходимую прочность на кручение, износостойкость в зоне сальниковых уплотнений и стойкость к перекачиваемым средам с pH 5–9 при температурах до 300 C.