מאפיינים ומבחר של חומרים לעיבוד נירוסטה - ידע

מטלורגיה בסיסית
כל פלדות הנירוסטה מכילות יותר מ-10.5% Cr או שווה ל-10.5%, מה שיוצר סרט פסיבי-לריפוי עצמי. הם מקובצים ל:

Austenitic (300-סדרה): פנים-מעוקב במרכז, לא-מגנטי, עמידות מצוינת בפני קורוזיה אך נוטה להתקשות בעבודה.

Martensitic (400-סדרה): גוף-ממרכז מעוקב, מגנטי, יכול לעבור טיפול בחום עד ל-55 HRC או שווה לו, עמידות נמוכה יותר בפני קורוזיה.

Ferritic (400-סדרה): מגנטי, קורוזיה בינונית, התקשות- נמוכה, טוב לחלקים דקים.

התקשות-משקעים (15-5 PH, 17-4 PH): תוספות מרטנסיביות + Cu/Nb; תמיסה רכה ואז מזדקנת עד 40-50 HRC.

מאפיינים פיזיים מרכזיים לעיבוד שבבי

מוליכות תרמית: 16 W m⁻¹ K⁻¹ (≈ ¼ מפלדת פחמן) → חום נשאר בקצה הכלי.

חום סגולי: 500 J kg⁻¹ K⁻¹ → הטמפרטורה עולה במהירות.

מודול אלסטי: 200 GPa → כוחות חיתוך גבוהים, קפיץ חזק- בחזרה על קירות דקים.

עבודה-התקשות מעריך (n) 0.3–0.5 → קשיות פני השטח יכולה לקפוץ ב-30–50% תוך 0.1 שניות מהחיתוך.

ציונים פופולריים והתנהגות עיבוד שבבי

表格

复制

כיתה (AISI)	מַצָב	מתיחה [MPa]	קשיות [HB]	מדד יכולת העיבוד*	שימוש אופייני	הערות לעיבוד שבבי
303	חישול	415–450	190–240	160 %	ברגים, פירים	S-נוסף עבור שבבים שבורים; הטוב ביותר בין האוסטניטים.
304	חישול	520–720	170–220	100% (קו בסיס)	אוכל, רפואי	מאפיינים מאוזנים; עבודה חזקה-התקשות, צריך כלים חדים.
316L	חישול	490–690	160–210	95 %	ימית, פארמה	מו מעלה את כוחות החיתוך ב-5–8% לעומת 304 .
416	חישול	550–750	200–240	180 %	שסתומים, הילוכים	גופרית-לעיבוד חינמי; ניתן להקשיח עד 40 HRC.
17-4 PH	פִּתָרוֹן	800–950	290–350	70 %	אירו, תבניות	גיל עד 40-48 HRC; השתמש ב-CBN או בקרמיקה לחיתוכים בגימור.
440C	חישול	750–950	250–270	60 %	להבים, מיסבים	מתקשה עד 58-60 HRC; לטחון במקום לטחון אם קשה לחלוטין.

*אינדקס ביחס ל-304=100 % (גבוה יותר=קל יותר).

רשימת בחירה
שלב 1: סביבה

לחות פנימית בלבד → 303, 416, 430F בסדר.

כלוריד / ימית → 316L, 2205 דופלקס, או 630 (17-4 PH) לאחר פסיבציה.

שלב 2: עומס מכני

עייפות או לחץ > 300 MPa → 17-4 PH, 15-5 PH, מרטנסיטי 431.

השפעה ב-40 מעלות → 304L, 321, 347 (קשיחות אוסטניטית).

שלב 3: לאחר-טיפול בחום בעיבוד שבבי

צריך 40–50 HRC ← בחר בדרגות מרטנסיטיות או PH ניתנות להקשה.

חייב להישאר לא-מגנטי → הישאר עם אוסטניטי (303, 304, 316).

שלב 4: חיסכון בעיבוד שבבי

הפרודוקטיביות הגבוהה ביותר/חיי הכלי הארוכים ביותר → 303, 416, 430F.

עלות מאוזנת וקורוזיה → 304, 3CR12.

קורוזיה פרימיום + חוזק → 316L, 904L, 17-4 PH; לקבל יכולת עיבוד נמוכה יותר.

עץ החלטה מהירה
ברגים/אביזרי-נפח גבוה → 303 או 416
מזון/פארמה, נדרש ריתוך → 304L או 316L
חיצוני ימי, חשיפה לכלוריד → 316L או 2205
תעופה וחלל, חוזק גבוה, שירות של 200 מעלות → 17-4 PH (H1150)
להבי חיתוך, 55 HRC לאחר התקשות → 440C או 1.4112