استیل 410 یا DIN 1.4006 آلمانی DIN ISO 3506 که در صنعت معمولاً از آن استفادههای خاص میکنند استیل 410 در زیر شاخه استیلهای نسوز قرار میگیرد. معمولاً محصولات این مدل استیل به دلیل مصارف خاص در صنعت به صورت سفارشی تولید میشوند و به صورت عمده یا آماده نمیتوان آنها را در بازار پیدا نمود. استنلس استیلها فولادهایی هستن که آلیاژ آنها مقاوم در برابر خوردگی است. استیل 410 در رده استنلس استیلها یکی از استیلهای گران قیمت میباشد.
خواص استیل 410
استنلس استیل 410 یک استیل مارتزینیتی میباشد که مقدار کروم آن 12% است. این آلیاژ یک آلیاژ مغناطیسی میباشد و قابلیت سخت کاری با عملیات حرارتی مناسبی نیز دارد. از ویژگیهای دیگر این استیل میتوان به مقاومت سایشی بالا، استحکام مکانیکی خوب و مناسب، مقاومت به خوردگی متوسط و خاصیت مغناطیسی اشاره کرد. منظور از مقاومت به خوردگی متوسط به این معنا که از استنلس استیلهای 304 و 316 مقاومت کمتری در برابر خوردگی دارد ولی به صورت کلی از فولادهای کربنی در برابر خوردگی مقاومت بیشتری نشان میدهد. این متریال به دلیل داشتن خاصیت مقاومت در برابر خوردگی متوسط مصارف دریایی ندارد. عملیات حرارتی استیل 410 روند مشخصی دارد و اگر عملیات حرارتی درست انجام نشود مقاومت آن زیاد شده اما ترد میشود و ممکن است شکست ترد یا brittle fracture رخ دهد. شکست ترد شکستی میباشد که بدون پیش آگهی رخ دهد و نقطه شکست بسیار نزدیک محدوده الاستیک میباشد.
ترکیبات استیل 410
این آلیاژ ترکیبی از فلزهای کروم، مگنز و عناصری مانند کربن، سیلیسیم، فسفر و گوگرد میباشد. که شرح این عناصر به صورت زیر است.
کروم(Cr)=> 11.5-13.5%
ایجاد خاصیت مقاومت در برابر خوردگی و افزایش سختی پس از کوِنچ/تمپر
کربن(C)=>0.08-0.15% (بسته به آین است که کدام یک از آلیاژهای 410, 410S ,410L باشد.)
تامین قابلیت مارتنزیتی و آبگیر (سختیپذیر). با افزایش میزان کربن سختی پذیری بیشتر شده ولی چقرمگی کاهش میابد.
منگنز(Mn)=> 1% یا بیشتر
کمک به سختی پذیری و کارپذیری در دمای بالاتر.
سیلیسیم(Si)=> 1% یا بیشتر
با افزایش سیلیسم مقاومت در برابر خورگی و اکسیداسیون افزایش میابد.
فسفر و گوگرد(P,S)=> مقادیر زیر 0.04%
هرچه مقدار فسفر و گوگرد کمتر باشد بهتر است زیرا اغلب آلودگیهای محیط میباشند و همچنین چقرمگی را کاهش میدهند.
کاربردهای استیل 410
استیل 410 در مواردی استفاده میشوند که:
1-نیاز به سختی و مقاومت سایشی زیادی باشد
2-دما متوسط باشد(اصولاً در دماهایی که فلزات دیگر دچار خزش میشوند.)
3-خوردگی زیاد نباشد ولی نیاز به مقاومت در برابر خوردگی بیشتر از فولادهای کربنی باشد.
موارد مصرف این متریال در صنایع نفت و گاز(قسمت داخلی تجهیزات)، کمپرسورها و پمپها، صنایع غذای با محیطهای نه چندان خورنده(میزان رطوبت کم و PH متوسط)، پیچهای مقاوم به سایش و دیگر ابزار آلات صنعتی.
نکات مهم درباره استیل 410
یکی از پرکاربردترین محصولات این متریال پیچ و مهرههای 410 میباشند. برای خرید این پیچها باید به موارد زیر توجه کرد.
1-اگر محیط کار شامل انواع کلریدها یا اسیدی باشد بهتر است از فولادهای که مقاومت در برابر خوردگی بیشتری دارند استفاده شود. مانند اسنلس استیلهای 316 یا 304
2-برای محیطهایی که نیاز به مقاومت در برابر سایش دارند استیل 410 نسبت به استیلهای آستنیتی مقرون به صرفهتر میباشد.
3-حتما برای خرید این پیچ توجه داشته باشید که پیچهای استیل 410 ممکن است به دلیل انجام عملیات حرارتی نا درست شکننده باشند پس آزمایشهای مربوطه را حتماً انجام دهید.
آزمونهای لازم برای تایید کیفیت
به صورت کلی سه آزمون مهم داریم که باید انجام شود که عبارت است از آزمون شیمیایی، آزمون مکانیکی و آزمون ابعادی. اما برای پروژههای حساستر میتوان آزمایشهای تکمیلی انجام داد.
در ادامه توضیحاتی در رابطه با این آزمونها میخوانیم:
آزمونهای ابعادی
سادهترین نوع آزمون میباشده و در واقع تطابق با نقشه و میزان تلورانسها برسی میشود. البته در برخی موارد نیاز به گیجهای داریم که تلورانس دقیق را تعیین میکنند. اگر میزان لقی درست رعایت نشود ممکن است در اسمبل کردن قطعات به مشکل بر خورده شود.
ازمونهای شیمیایی
برسی و تایید ترکیبها و درصد عناصر در متریال مورد نظر یکی از رایجترین آزمونهای شیمیایی میباشد که باید برای انجام این آزمایش به آزمایشگاههای معتبر مراجعه کرد(یکی از آزمایگاههای معتبر در تهران آزمایشگاه رازی میباشد.)
آزمون مکانیکی
(این آزمونها باید بعد از عملیات حرارتی انجام شوند)
آزمون کشش: جهت تعیین مقاومت نهایی و استحکام تسلیم کششی.
آزمون مقاومت و سختی سطح: تعقیر شکل سطح جسم بر اثر فشار با یک سنبه که با واحد راکول(Rockwell) اندازهگیری میشود.
آزمون ضربه: در مواردی که چقرمگی حالت بحرانی میباشد یا در استاندارد خواسته شده.
آزمونهای خوردگی
آزمون پاشش نمک برای پوششها و مقاومت کلی(Salt Spray)
آزمون مقاومت به حفره شدن یا پیتینگ در موارد حساس
آزمونهای متالورژیکی یا میکروساختاری
آنالیز میکروساختار برای تشکیل مارتزنیت، کاربیدها، ناخالصی و ترکها.
سخت کاری پیچ و مهره با متریال 410 دارای سیکل حرارتی به شرح زیر میباشد
شما در تی تی بولت میتوانید سفارش تولید پیچ و مهره استیل 410 بدهید برای این سفارش نوع گل پیچ و قطر و گام دنده و طول پیچ و نوع گل پیچ را به کارشناس اعلام بفرمایید و بر اساس تعداد درخواستی قیمت تولیدی مشخص میگردد.
سه خانواده استنلس و تفاوت بنیادیشان
«استنلس» یک جنس نیست، یک خانواده است. سه شاخهی اصلیاش رفتار کاملاً متفاوتی دارند:
| خانواده | نمونه | مغناطیسی؟ | عملیات حرارتی | مقاومت خوردگی |
|---|---|---|---|---|
| آستنیتی | ۳۰۴ و ۳۱۶ | عملاً خیر | سخت نمیشود؛ فقط کارسرد | بالاترین |
| مارتنزیتی | ۴۱۰ و ۴۳۱ | بله | قابل سختکاری | کمتر |
| فریتی | ۴۳۰ | بله | سخت نمیشود | متوسط |
چرا ۴۱۰ با ۳۰۴ و ۳۱۶ فرق دارد؟
استنلس ۴۱۰ مارتنزیتی است و این یک تفاوت بنیادی با آلیاژهای آستنیتی ایجاد میکند: ۴۱۰ با عملیات حرارتی سخت میشود.
این ویژگی جایگاه خاصی به آن میدهد. آلیاژهای آستنیتی مثل ۳۰۴ و ۳۱۶ هرچقدر هم مقاوم به خوردگی باشند، استحکامشان محدود است چون فقط با کارسرد قوی میشوند. ۴۱۰ میتواند به سطوح استحکامی برسد که برای آستنیتیها ممکن نیست.
بهایش را هم میپردازد: مقاومت خوردگی کمتر. کروم کمتر و نبود نیکل یعنی ۴۱۰ در محیطهایی که ۳۱۶ راحت دوام میآورد، زنگ میزند.
نکات کاربردی
- مغناطیسی است و همین باعث میشود گاهی بهاشتباه «استیل نیست» تشخیص داده شود.
- پس از عملیات حرارتی باید مثل هر قطعهی سخت با احتیاط پوششدهی شود؛ آبکاری الکتریکی خطر شکنندگی هیدروژنی دارد.
- در محیط کلرایدی مناسب نیست؛ آنجا ۳۱۶ انتخاب درست است.
- گالینگ کمتری از آستنیتیها دارد، که در اتصالات باز و بستهشونده مزیت است.
دو اصلاح: نسوز نیست و گران نیست
- «در زیرشاخهی استیلهای نسوز»: ۴۱۰ یک استنلس مارتنزیتی است، همانطور که بخش «خواص» بالا هم گفته. فولادهای نسوز (مقاوم به حرارت) خانوادهی دیگریاند، مثل ۳۱۰ که در صفحهی پیچ و مهرههای استنلس آمده است. ۴۱۰ در دماهای متوسط کار میکند، اما برای کار طولانی در دمای بالا انتخاب اول نیست.
- «یکی از استیلهای گرانقیمت»: ۴۱۰ نیکل ندارد و به همین دلیل معمولاً ارزانتر از ۳۰۴ و ۳۱۶ است. آنچه قیمت پیچ ۴۱۰ را بالا میبرد، تولید سفارشی و عملیات حرارتی است، نه خود ماده.
۴۱۰ در استانداردهای پیچ
۴۱۰ در چند استاندارد پیچ و مهره با نامهای متفاوت ظاهر میشود. در ISO 3506 گروه C1 خانوادهی ۴۱۰ است و کلاسهایی مثل C1-50، C1-70 و C1-110 دارد؛ عدد دوم مثل بقیهی کلاسهای استنلس، یکدهم حداقل استحکام کششی است. پس C1-110 به استحکامی میرسد که هیچ کلاس آستنیتی A2 یا A4 به آن نمیرسد — همان مزیتی که بخش «چرا ۴۱۰ با ۳۰۴ و ۳۱۶ فرق دارد؟» پایینتر توضیح داده است. در سیستم آمریکایی، استاد بولت فلنج از جنس ۴۱۰ در ASTM A193 با گرید B6 و مهرهی آن در ASTM A194 با گرید 6 مشخص میشود. دربارهی این استانداردها ASTM A193 را ببینید.
تمپر ۴۱۰: دمایی که باید از آن دوری کرد
بخش «نکات مهم» بالا درست هشدار میدهد که ۴۱۰ با عملیات حرارتی نادرست ترد میشود. یکی از رایجترین علتها، تمپر در محدودهی دمای میانی است: در استنلسهای مارتنزیتی ۱۲ درصد کروم، تمپر در یک بازهی دمایی میانی چقرمگی را کم میکند در حالی که سختی قابل قبول به نظر میرسد. به همین دلیل دستورالعملهای عملیات حرارتی ۴۱۰ یا تمپر در دمای پایین (برای سختی بالا) یا در دمای بالاتر (برای چقرمگی) را توصیه میکنند و از بازهی میانی پرهیز میکنند. آزمون ضربه که در بخش «آزمون مکانیکی» بالا آمده، دقیقاً همین مشکل را آشکار میکند؛ سختیسنجی بهتنهایی آن را نشان نمیدهد.
پوشش و ترکیب با قطعات دیگر
پیچ ۴۱۰ سختکاریشده، مثل هر پیچ سخت دیگر، در آبکاری الکتریکی در خطر تردی هیدروژنی است. در بیشتر کاربردها بدون پوشش یا با پسیواسیون استفاده میشود. در ترکیب با قطعات دیگر، ۴۱۰ روی قطعهی آلومینیومی یا گالوانیزه در محیط مرطوب زوج گالوانیک میسازد، و در کنار ۳۱۶ ممکن است خودش زودتر خورده شود. مهرهی متناسب پیچ ۴۱۰ معمولاً از همان خانواده است. دربارهی ۳۱۶ صفحهی پیچ و مهرهی ۳۱۶ را ببینید.
سوالات متداول
استیل ۴۱۰ چه تفاوتی با ۳۰۴ دارد؟
۴۱۰ مارتنزیتی است و با عملیات حرارتی سخت میشود، ولی مقاومت خوردگی کمتری دارد.
آیا استیل ۴۱۰ مغناطیسی است؟
بله، و همین باعث تشخیص اشتباه میشود.
کجا نباید از ۴۱۰ استفاده کرد؟
در محیط کلرایدی و دریایی؛ آنجا ۳۱۶ مناسب است.
مزیت اصلی ۴۱۰ چیست؟
امکان رسیدن به استحکام بالاتر از آلیاژهای آستنیتی.
آیا استیل ۴۱۰ نسوز است؟
نه؛ ۴۱۰ استنلس مارتنزیتی است. فولادهای نسوز خانوادهی دیگری مثل ۳۱۰ هستند.
استاد بولت ۴۱۰ در ASTM چه نامی دارد؟
ASTM A193 گرید B6، با مهرهی ASTM A194 گرید 6.
کلاس C1-110 یعنی چه؟
کلاس پیچ استنلس مارتنزیتی خانوادهی ۴۱۰ طبق ISO 3506 با حداقل استحکام کششی حدود ۱۱۰۰ مگاپاسکال.