Stal nierdzewna na sita do mięsa o wysokiej twardości
Jaka stal nierdzewną zastosować na sita do mięsa aby uzyskać twardość 55-58 HRC. Stal nierdzewna 4H13 (1.4034) jest za miękka po hartowaniu. Niemieckie sita są twarde.
W zależności od gatunku, martenzytyczne stale nierdzewne po hartowaniu i odpuszczaniu osiągają twardość w zakresie 44-60 HRC. Pod względem składu chemicznego martenzytycznych stali nierdzewnych podstawową grupę stanowią stale z 13% dodatkiem chromu (1.4034, X46Cr13; 1.4021 X20Cr13). Kolejna grupa to stopy zawierające 15-17% chromu, dodatek molibdenu, a także innych pierwiastków zwiększających twardość, np. wanad, wolfram, kobalt oraz niezbędny w tym przypadku podwyższony dodatek węgla maksymalnie do 1,2%. Twardość stali martenzytycznych po hartowaniu jest ściśle uzależniona od stężenia węgla – twardość wzrasta ze stężeniem tego pierwiastka. Wyższe stężenie pierwiastków węglikotwórczych (wolframu, wanadu, kobaltu oraz węgla) wpływa na dodatkowe zwiększą twardość martenzytu po hartowaniu i wydzielanie w strukturze węglików podwyższających twardość. Pod względem zapewnienia odporności korozyjnej w środowisku pracy będzie się ona zwiększać wraz z rosnącym stężeniem chromu i molibdenu.
Występują też gatunki martenzytyczne z dodatkiem niklu, np. 1.4057 (X17CrNi16-2), które jednak nie zapewniają tak dobrych własności mechanicznych (twardości) po obróbce cieplnej.
Gatunkiem stali martenzytycznej o wysokim stężeniu węgla ok 1,0% jest stal chromowo-molibdenowa zawierająca 17%Cr i 0,6%Mo typu 1.4125 X105CrMo17. Gatunek ten można obrobić cieplnie do twardości ok. 58 HRC.
Przykładowym gatunkiem stali martenzytycznej molibdenowo-wanadowej jest stal 1.4116 (X50CrMoV15) o składzie: 0,5% C; 15% Cr; 0,8% Mo; 0,2% V. Po obróbce cieplnej uzyskuje on maksymalną twardość do 56 HRC. Kolejny molibdenowo-wanadowy gatunek stali to 1.4112 (X90CrMoV18) o składzie: 0,9% C; 18% Cr; 1,2% Mo; 0,12% V, który po obróbce cieplnej osiąga twardość do 57 HRC.
Na rynku dostępne są również gatunki opatentowane charakteryzujące się wysoką twardością, np. gatunek N690 firmy BÖHLER, wg norm europejskich to stal 1.4528 (X105CrCoMo18-2) o składzie: 1,08% C; 17% Cr; 1,1% Mo; 0,1% V, 1,5% Co. Gatunek ten po hartowaniu osiąga twardość w zakresie 58-60 HRC.
Stale martenzytyczne uzyskują optymalne własności mechaniczne po hartowaniu i odpuszczaniu, w zależności od zastosowanej temperatury odpuszczania - im niższa temperatura odpuszczania tym większa twardość i tym samym niższa plastyczność.
W celu uzyskania wyższej twardości elementów wytwarzanych ze stali 1.4034 należy stosować niskie odpuszczanie po hartowaniu lub zastosować gatunek o wyższym stężeniu węgla (np. 1.4125 X10CrMo17) lub dodatkowo z podwyższonym udziałem pierwiastków węglikotwórczych (molibdenu i wanadu) – np. 1.4112.
Ogólne porównanie twardości wybranych martenzytycznych stali nierdzewnych po obróbce cieplnej:
1.4057 – 42-45HRC
1.4122 – 45-50HRC
1.4034 – 50-52HRC
1.4116 – 51-54HRC
1.4125 – 57-58HRC
1.4112 – 55-60HRC
Literatura
[1]. Z. Brytan, Vademecum Stali Nierdzewnej, Stowarzyszenie Stal nierdzewna, Katowice 2014.