430和434钢种为低C铁素体不锈钢,其在轻度腐蚀环境或大气中的耐蚀性与一些含Ni不锈钢相近,并在高温下有抗氧化性。430和434钢种有延性,不易加工硬化并且可用很多辊轧成形或低拉伸弯曲方法以及较常用的拉拔和弯曲工艺成形。
结构
当温度低于约1650°F时,这些合金是带有无规则球形碳化物扩散的铁素体。当加热至1650°F以上,在晶界和晶粒内会形成少量奥氏体。这些奥氏体转变成马氏体还是铁素体和碳化物,要取决于冷却速率。可能会在焊接区和母金属的热影响区发现马氏体,其经过退火会转变成铁素体和碳化物。
成形及条件
430和434钢种可加工成板材、薄板、带材板材、线材、挤压品、无缝管、锻造用方坯和钢锭。这些合金在加工成带材和薄板时,可以有从无定向酸洗表面到一些高度定向抛光表面到光亮退火的镜面产品的各种各样的表面光洁度。 应用
这些合金可用于各种内部和外部装饰,在那些地方,耐蚀性要比强度高重要得多。典型的用途为水槽和边沿、器具装饰和上下盖等。434钢种主要用于汽车装饰和其它更严酷的外部环境。
典型成分 Element
Percent
430 434 Carbon 0.12max 0.12max Manganese 1.00max 1.00max Phosphorus 0.04max 0.04max Sulphur 0.03max 0.03max Silicon 1.00max 1.00max Chromium 16.00-18.00 16.00-18.00 Molybdenum -- .75-1.25 Types 430 and 434
耐蚀性
这些合金能耐相当多的介质的侵蚀。含Mo的434合金用于汽车装饰,除了在沿海地区,不会生锈。这些合金经过抛光或轧制成镜面一样的光洁度,其耐蚀性最好、
抗氧化性
430和434钢种断续工作的抗高温氧化温度高达1600°F,连续工作的抗高温氧化温度为1450-1500°F。当温度突然变化时,形成的氧化膜会紧紧粘结,不易脱落。由于氧化的速率受加热和冷却周期和结构设计的相关环境的影响很大,所以不可能提出适用于所有工作条件的实际数据。
物理性能
The general values listed here will apply to Types 430 and 434. Melting Range 2600F-2750F Density 0.276 lbs/in3 Specific Gravity 7.65
Linear Coefficient of Expansion Temperature RangeCoefficients* ℃ ℉
℃
℉ 20-10068-212- 10.3×10-6 5.7×10-620-50068-932 11.2×10-6 6.2×10-620-787
68-1450
11.9×10-6
6.6×10-6
*Expressed as cm/cm or in/in
Thermal Conductivity
Temperature Range
Ca1・cm BTU・ft
℃ ℉
℃・sec・cm2 ℉・hr・ft
2
20-10068-212- .057 13.8 20-500
68-932 .062 15.0 At 100C (212F) Type 430 stainless has about 40
percent of the thermal conductivity of wrought iron and at 500c (932F), about 65 percent. Specific Heat
1
℃ ℉ Cal/gm・℃ BTU/lb・℉
.11
.11
0-100 32-212
Electrical Resistivity Temperature Range ℃
℉
1/8-3/4in. rd Over 3/4 in. rd
Cold Drawn Annealed and Annealed Yield 45000-65000 40000-55000 Strength, .2% offset, psi
Microhm-cm Microhm-inUltimate 75000-95000 70000-85000 tensile 20 68 60.0 23.6 strength, psi 100 212 67.5 26.6 Elongation in 2 20-30 20-35 200 392 77.0 30.3 inches, % 400 752 92.5 36.4 Reduction of 55-65 50-65 600 1112 105.0 41.3 Area, % 800 1472 115.0 45.3
机械性能
薄板和带材典型的室温性能
Property 430 434 Yield strength(ksi).2% Strip 45-55 offset*
Ultimate Tensile* Strength(ksi)
Sheet 50-60
Strip 50-60 Sheet 55-65
Izod impact -- 4-85 strength, ft-lb Hardness, Brinell Rockwell B
-- 85-95
130-170 72-87
65-80 sheet & 74-84 sheet and strip
strip Strip 24-31 Sheet 22-28
.012-.0175 15-t 86-88.5
Elongation in 2 inches, Strip 25-32 %** Hardness ***
Sheet 20-28 .012-.0175 15-t 85-87.5
.018-.039 30-t .018-.039 30-T 67-72 .040 RB 75-83
Fatigue Strength
69-74 .040 RB 78-96
冷轧的影响
下图为冷轧对430和434钢种机械性能的影响。
高温性能
下面数据是采用ASTM规程对0.20”、含0.07 % C、17.15 % Cr和0.30 % Ni的430钢种进行退火而得出的。可以预测430钢种类似的高温机械性能和抗蠕变强度。 Testing Temperature℉ Room
Ultimate Tensile Strength psi 74000
Yield Elong in Strength .2% 2in offset psi percent 49000
26.0
35-45% of Tensile Strength
*These are typical mechanical properties for cold
rolled and annealed sheet and strip. The mechanical properties for certain pattern finishes requiring and additional rolling operation will be slightly higher.
**These are typical elongations for cold rolled and annealed materials. The elongation for certain pattern finishes requiring an additional rolling operation will be slightly less.
***hardness values are reported in the proper scale for respective gages, in part as outlined in ASTM specification #E-18.
棒材和线材典型的室温性能
200 70100 47600 23.5 400 68100 42200 18.5 600 65500 38100 18.5 800 62100 34400 17.5 1000 45700 25300 26.0 1200 18000 13300 69.5 1400 6700 4900 87.5 1600 4000 2800 79.0
冲击强度
根据材料加工的最终尺寸和热处理,这些合
2
金的艾氏抗冲击强度值可以为3-85英寸磅。较小的热轧产品会有较高的冲击值。经退火的13/4”圆棒的冲击值可能会低到4英尺磅,1”或以下的圆棒的冲击值可望在20-85英尺磅范围内。
在1450°F温度下对热轧材料进行退火,可得到最佳冲击性能,而退火温度较高,冲击性能会降低许多。如果这些合金在800-1000°F温度范围内放置数天,冲击性能就大大降低。然而,退火会恢复原来的冲击性能。
加工性能
锻造温度°F
初始温度 2000-2100 最终温度 1300-1400
深冲
这些合金具有极好的深冲性能,可用来制成如不锈钢水槽等许多产品。一般来说,如果坯件为最终深冲件直径的2.1-2.3倍,则可完全深冲而不会断裂,这称之为极限深冲比。既然铁素体钢通常为各向异性,因此要预先处理深冲时形成的裙状花边。
机械加工
430和434钢种的机加工速度应参照B1112钢种,是其进行类似加工速度的60 %。
焊接
430和434 钢种可用所有工业生产中通常焊接不锈钢的方法焊接。为达到最佳焊接效果,要焊接的不锈钢零件要彻底除去油脂、油或其它表面污染物。采用308-312奥氏体不锈钢焊丝或铁素体母合金作熔敷金属能得到令人满意的连接。如果焊接结构要经受温度周期变化,应采用与母材成分相同的充填钢丝以避免因热膨胀不一致而产生弯曲。
焊接这些合金时由于在冷却过程中会形成马氏体,会引起焊接和热影响区的延性有所降低。焊接热影响区在某些环境中的耐蚀性也会有很大的下降,通过退火可以恢复延性和耐蚀性。
热处理
430和434钢种应在1450-1550°F温度范
围内退火,随炉以每小时50°F的速率冷却至1100°F,然后空气冷却。如果薄料退火的温度不超过1450°F,可以用空气冷却代替随炉冷却。如概述那样,对这些合金进行退火,不会产生相转变,而只是用来使其充分软化和达到最大的延性。这些材料退火后会产生氧化膜色,必须去除掉以得到最大的耐蚀性。
置于高温下的感受性
如果这些合金从温度高于1500°F通过空气冷却,那么在某些环境中会容易产生晶间腐蚀。这种对晶间侵蚀的敏感性可能会同时使延性降低。通常用退火恢复耐蚀性和延性。
抗皱纹状变形
这些合金在某些成形工序中,由于沿轧制方向需要有很大的拉伸量,其表面很可能会产生皱纹。这种情况表现为与轧制方向平行的条痕。某些严重的条痕,当人的拇指甲在样品上划过时,足以感觉到。当然,在大多数情况下,这种情况仅仅是用眼睛可以观察到,需要另行研磨来恰当处理。
在一些应用中,可能需要改变工艺或化学成分,使这种问题减到最低程度。
清洗
这些合金应按可接受的不锈钢清洗工序进行清洗。有关氧化膜色或焊接氧化皮等特殊信息请见ASM金属手册第二卷。
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