تفاوت استیل 420 و 430

 

استیل 420 و 430 از جمله گریدهای استنلس استیل سری 400 هستند که هر دو در صنعت کاربردهای بسیار زیادی دارند. با وجود اینکه هر دو این گریدها از سری 400 هستند، اما تفاوت‌های بسیار زیادی با یکدیگر دارند که سبب کاربردهای کاملاً متفاوت آن‌ها شده است. در این مقاله قصد داریم به بررسی تفاوت استیل 420 و 430 بپردازیم و ویژگی‌های آن‌ها را بیان کنیم.

 

 تفاوت استیل 420 و 430 در ترکیب شیمیایی

قبل از پرداختن به ویژگی‌های فنی این دو گرید پرکاربرد بهتر است نگاهی به ترکیب شیمیایی آن‌ها بیاندازیم و آن دو را با یکدیگر مقایسه کنیم. ترکیب شیمیایی این دو آلیاژ در جدول زیر ارائه شده است:

گرید		C	Mn	Si	P	S	Cr	Ni
430	حداقل	–	–	–	–	–	16	–
	حداکثر	0.12	1	1	0.04	0.03	18	0.50
420	حداقل	0.15	–	–	–	–	12	–
	حداکثر	–	1	1	0.04	0.03	14

همانظور که در جدول مشاهده می‌کنید، دو عنصر کربن و کروم، بیشترین تفاوت استیل 420 و 430 در ترکیب شیمیایی هستند. با اینکه در نگاه اول تفاوت این دو آلیاژ زیاد به نظر نمی‌رسند؛ ولی اندک افزایش یا کاهش میزان این دو عنصر می‌توانند بر مقدار ساختار متالورژیکی، استحکام و مقاومت در برابر خوردگی اثرات بسیار محسوسی داشته باشند.

تفاوت استیل ۴۲۰ و ۴۳۰ در ریز ساختار

تفاوت استیل 420 و 430 در ترکیب شیمیایی و میزان کربن، سبب شده است تا ریزساختار این دو آلیاژ با یکدیگر بسیار متفاوت باشند. استیل 420 دارای ریزساختار مارتنزیتی است و استیل 430 ریزساختار فریتی دارد. کروم در ساختار استیل پایدار کننده فریت است و همانطور که در جدول مشاهده می‌کنید، استیل 430 دارای مقادیر بیشتری از کروم در ساختار خود است. همچنین میزان کربن کمتر استیل 430 نیز در تشکیل ریزساختار فریتی نقش مهمی دارد. تفاوت ریزساختار این دو آلیاژ میزان استحکام آن‌ها و میزان مقاومت در برابر خوردگی آن‌ها را با یکدگیر بسیار متفاوت کرده است که در ادامه این موارد را بررسی می‌کنیم.

تفاوت استیل 420 و 430 از لحاظ مقاومت در برابر خوردگی

یکی از مهم‌ترین موارد تفاوت استیل 420 با 430، مقاومت آن‌ها در برابر خوردگی است. هردو این گریدها مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند اما تفاوت آن‌ها در حالتی که استیل 420 آنیل شده باشد، بیشتر نمایان می‌شود. مقاومت خوردگی استیل 420 در شرایط آنیل شده، در محیط‌های خورنده شدید، ضعیف است. در حالی که استیل 430 مقاومت نسبتاً خوبی در برابر انواع محیط‌های خورنده دارد. درضمن استیل 430 می‌تواند در برابر ترک خوردگی تنشی، مقاومت بسیار خوبی را از خود نشان دهد. یک مورد که می‌تواند مقاومت در برابر خوردگی استیل 420 را افزایش دهد، کیفیت سطحی آن است. اگر سطح استیل 420 صیقلی باشد، نسبت به سطوح با زبری بیشتر، مقاومت در برابر خوردگی بهتری دارد. در مجموع می‌توان گفت، مقاومت به خوردگی استیل 430 بهتر از استیل 420 است.

تفاوت استیل 420 و 430 در برابر حرارت بالا

استیل 420 می‌تواند تا دمای 650 درجه سانتی‌گراد مقاومت خود را در برابر خوردگی حفظ می‌کند. این در حالی است که استیل 430 تا دمای 870 درجه سانتی‌گراد در شرایط مداوم در برابر اکسیداسیون مقاوم است. با این توصیفات به سادگی می‌توان دریافت که استیل 430 مقاومت بهتری در شرایط حرارتی دارد و برای کاربری‌های دما بالا مناسب‌تر است.

تفاوت شکل پذیری استیل 420 و 430

دیگر تفاوت استیل 420 و 430، تفاوت آن‌ها در قابلیت شکل‌پذیری آن‌هاست. استیل 430 دارای استحکام کمتری است و میزان کارسختی کمتری نسبت به استیل 420 دارد. با این تفاسیر می‌توان گفت شکل‌پذیری استیل 430 نسبت به استیل 420 بهتر است. استیل 430 را می‌توان به راحتی خمکاری و شکل دهی کرد. هردو گرید را نیز می‌توان به راحتی ماشینکاری کرد. البته باید توجه داشت که استیل 420 را باید در حالت آنیل ماشینکاری کرد و در صورتی که سختی سطح آن به روش‌های مختلف بیشتر از 30HRC شده باشد، فرآیند ماشینکاری آن دشوار می‌شود.

تفاوت استیل ۴۲۰ با ۴۳۰ در جوشکاری

با توجه به تفاوت استیل 420 با 430 در ترکیب شیمیایی و میزان کربن موجود در ساختار آن‌ها، استیل 430 قابلیت جوشکاری بهتری نسبت به استیل 420 دارد. قابلیت سختی پذیری بالاتر استیل 420 سبب توجه به الزاماتی در فرآیند جوشکاری آن می‌شود. اما هردو گرید قابلیت جوشکاری خوبی دارند و می‌توان آن‌ها را با فرآیندهای مختلف، جوشکاری کرد. هر دو گرید برای جوشکاری به فرآیندهای پیش‌گرم و پس‌گرم نیاز دارند و بهتر است مقاطع جوشکاری شده، آنیل شوند.

تفاوت استیل ۴۲۰ با ۴۳۰ در قابلیت عملیات حرارتی

شاید بتوان گفت که اصلی‌ترین تفاوت استیل 420 و 430 در این است که استیل 430 را نمی‌توان با انجام عملیات حرارتی سخت کرد. اما استیل 420 را می‌توان با انجام عملیات حرارتی کوئنچ و تمپر، استحکام بخشی کرد. برای سختکاری استیل 420 باید آن را تا دمای 980 تا 1035 درجه سانتی‌گراد گرم کرد و سپس درون روغن خنک کرد. این امر سبب می‌شود تا فاز مارتنزیت در ساختار استیل 420 تشکیل شود. برای بهبود چقرمگی و تنش زدایی نیز، پس از انجام کوئنچ، فرآیند تمپر انجام می‌شود. انتخاب دمای تمپر این گرید استیل به میزان استحکام مورد نیاز بستگی دارد. برای استیل 430 عملیات حرارتی محلول یا سلوشن آنیل در دمای 815 تا 845 درجه سانتی‌گراد توصیه شده است تا پس از کار سرد، فازها و رسوب عناصر داخلی را همگن کند. البته رژیم و شرایط خنک کاری آن پس از رسیدن به دمای اشاره شده بسیار مهم است.

 

تفاوت استیل ۴۲۰ و ۴۳۰ در کاربرد

همانطور که در این مطلب خواندیم، استحکام استیل 420 بیشتر از استیل 430 است. به همین دلیل نیز استیل 420 در مواردی که استحکام بالاتر مورد نیاز است استفاده می‌شود. از این گرید برای ساخت تیغه‌های جراحی، کارد و چنگال، تیغه‌های برش و … استفاده می‌شود. استیل 430 نیز برای ساخت لوازم خانگی، حلقه‌های تزئینی اجاق گاز، پانل‌های یخچال و … استفاده می‌شود.

سخن آخر

استیل 420 و 430 علی‌رغم شباهت‌های بسیار زیادی که با یکدیگر تفاوت‌های اساسی با یکدیگر دارند. استیل 420 که ریز ساختار مارتنزیتی دارد ضمن شکل‌پذیری و قابلیت‌های تولیدی مناسب، قابلیت سخت کاری با عملیات حرارتی دارد. این ویژگی باعث تمایز اساسی استیل 420 نسبت به استیل 430 که ساختار فریتی دارد شده است. تفاوت استیل 420 و 430 بیش از هر چیز در موارد کاربردی آن پیداست. همانطور که مشاهده کردید، ترکیب شیمیایی، کاربرد، روش‌های عملیات حرارتی و … مواردی هستند که می‌توان این تفاوت‌ها را بصورت واضح مشاهده کرد. در این مطلب سعی کردیم تا شما را با این گریدها بیشتر آشنا کنیم.