Stal nierdzewna 430F 1.4104
1.4104 (X14CrMoS17, AISI 430F) to martenzytyczna stal nierdzewna chromowa przeznaczona przede wszystkim do produkcji elementów wykonywanych metodami obróbki skrawaniem. Jej charakterystyczną cechą jest podwyższona zawartość siarki, która znacząco poprawia skrawalność i ułatwia łamanie wióra. Dzięki temu materiał bardzo dobrze sprawdza się w produkcji seryjnej i wielkoseryjnej na automatach tokarskich oraz obrabiarkach CNC. Materiał znajduje zastosowanie między innymi w przemyśle maszynowym, motoryzacyjnym i energetycznym, a także przy produkcji elementów złącznych, tulei, wałów, osi, wrzecion, zaworów, elementów armatury oraz innych części wykonywanych automatycznie z prętów. Największą zaletą stali 1.4104 jest połączenie odporności na korozję charakterystycznej dla stali nierdzewnych z bardzo dobrą skrawalnością. Jej ograniczeniami są natomiast słaba spawalność, ograniczona plastyczność oraz umiarkowana odporność korozyjna.
Oznaczenia
Ta sama stal pod nazwami, których używa się w różnych normach i krajach. Wpisanie dowolnej z nich w wyszukiwarce prowadzi na tę stronę.
| System | Oznaczenie |
|---|---|
| Werkstoff-NrNumer materiałowy — tak stal opisują huty i dostawcy w Europie. | 1.4104 |
| ENOznaczenie normy europejskiej, budowane ze składu chemicznego. | X14CrMoS17 |
| DINStarsze oznaczenie niemieckie, wciąż spotykane w dokumentacji. | X14CrMoS17 |
| Nazwa handlowaJak stal nazywa się w praktyce warsztatowej i w sklepie. | 430F |
Właściwości
| Właściwość | Symbol | Wartość | Źródło |
|---|---|---|---|
| Gęstość | ρ | 7700 kg/m³ | 10088 |
| Granica plastyczności | Re | 500 MPa | 10088 |
| Wytrzymałość na rozciąganie | Rm | 700 MPa | 10088 |
| Moduł Younga | E | 200 GPa | 10088 |
| Liczba Poissona | ν | 0,3 | 10088 |
| Twardość Brinella | HB | 200–280 HB | 10088 |
| Rozszerzalność cieplna | α | 10–17 10⁻⁶/K | 10088 |
| Przewodność cieplna | λ | 25 W/(m·K) | 10088 |
| Ciepło właściwe | c | 460 J/(kg·K) | 10088 |
| Temperatura topnienia | Tm | 1425–1482 °C | 10088 |
| Rezystywność | ϱ | 0,7 µΩ·m | 10088 |
Wartości nominalne z podanych norm. Do obliczeń wytrzymałościowych używaj atestu materiałowego od dostawcy.
Skład chemiczny
Zakresy dopuszczone przez normę, w procentach masowych. Rzeczywisty skład wytopu podaje atest hutniczy.
- Pierwiastek — Zawartość
- C
- 0,10–0,17 %
- Cr
- 15,50–17,50 %
- Si
- maks. 1,00 %
- Mn
- maks. 2,00 %
- P
- maks. 0,045 %
- S
- maks. 0,015 %
- Mo
- 0,20–0,60 %
- Fe
- 78,80–84,10 %
Obróbka cieplna
Temperatury podane w stopniach Celsjusza. Ośrodek chłodzący i twardość po zabiegu tak, jak podaje karta materiałowa. Ten sam zabieg może wystąpić kilka razy — np. hartowanie w wodzie i w oleju dają różną twardość.
| Zabieg | Temperatura | Ośrodek | Twardość |
|---|---|---|---|
| HartowanieTemperatura austenityzowania i ośrodek chłodzący. | 990–1070 °C | Olej, Powietrze, Sprężony gaz (Azot | 45–50 HRC |
| OdpuszczanieWyższa temperatura to niższa twardość i większa ciągliwość. Zakres zbiorczy, gdy karta gatunku nie dzieli odpuszczania na niskie i wysokie. | 550–650 °C | — | — |
| Wyżarzanie zmiękczająceStan dostawy i stan, w którym stal się obrabia. Twardość podana jako górna granica. | 750–850 °C | — | — |
Wartości nominalne z podanych norm. Do obliczeń wytrzymałościowych używaj atestu materiałowego od dostawcy.
Kalkulatory dla tego materiału
Gęstość tego materiału zostanie wczytana automatycznie po przejściu do kalkulatora.
Zastosowania
Elementy pomp i układów przepływowych
wałki,trzpienie,tuleje,elementy zaworów,części wymagające połączenia dobrej skrawalności z podwyższoną odpornością na korozję.
Przemysł motoryzacyjny
drobne elementy mechaniczne,trzpienie,tuleje,elementy układów mechanicznych,części produkowane seryjnie z prętów na automatach tokarskich
Elementy automatyki i maszyn
trzpienie,sworznie,tuleje,wałki,osie,rolki,dystanse,elementy mechanizmów precyzyjnych.
Elementy aparatury i urządzeń pomiarowych
precyzyjne części mechaniczne,elementy mocujące,tuleje i trzpienie,części wymagające dokładnej obróbki wymiarowej
Elementy złączne
śruby,nakrętki,podkładki,szpilki,wkręty,specjalistyczne elementy złączne wykonywane z prętów
Spawalność
Stal 1.4104 należy do materiałów, które nie są przeznaczone do typowych zastosowań spawalniczych. Główną przyczyną jest podwyższona zawartość siarki, która poprawia właściwości skrawne, ale jednocześnie zwiększa podatność materiału na pękanie podczas spawania. W strefie oddziaływania cieplnego mogą również wystąpić niekorzystne zmiany strukturalne, wpływające na odporność korozyjną.
Z tego względu wykonywanie połączeń spawanych powinno być ograniczone do sytuacji, w których jest to rzeczywiście konieczne. W przypadku specjalistycznych zastosowań dobór technologii, parametrów oraz ewentualnej obróbki cieplnej powinien być przeprowadzony indywidualnie.
Obróbka plastyczna
Ze względu na charakterystykę materiału stal 1.4104 nie jest dobrym wyborem do intensywnego formowania plastycznego. Odkształcanie na zimno powinno być prowadzone ostrożnie, ponieważ przy większych stopniach deformacji może dojść do powstawania pęknięć. Nie jest to więc materiał przeznaczony do procesów wymagających dużej plastyczności, takich jak głębokie tłoczenie.
Obróbka na gorąco, w tym kucie, jest możliwa, jednak wymaga właściwego doboru temperatury procesu oraz kontrolowanego chłodzenia. Szczególną uwagę należy zwrócić na możliwość powstawania pęknięć związanych z obecnością siarki w materiale.
Obróbka skrawaniem
Jedną z największych zalet stali 1.4104 jest jej bardzo dobra skrawalność. Podwyższona zawartość siarki sprzyja powstawaniu krótkich i łatwo łamiących się wiórów, dzięki czemu materiał dobrze sprawdza się podczas toczenia, wiercenia i innych operacji wykonywanych na obrabiarkach.
Właściwości te są szczególnie korzystne w produkcji seryjnej i wielkoseryjnej, gdzie istotne znaczenie ma wysoka wydajność obróbki oraz ograniczenie problemów związanych z długimi, ciągłymi wiórami.
Stal 1.4104 jest dlatego często stosowana do wykonywania elementów o stosunkowo prostych kształtach, takich jak wałki, tuleje, śruby, nakrętki, trzpienie, elementy armatury oraz części wykonywane na automatach tokarskich CNC.
Hartowność
Stal 1.4104 / X14CrMoS17 jest stalą hartowną o strukturze martenzytycznej. Można ją poddawać hartowaniu, a następnie odpuszczaniu w celu uzyskania korzystnego połączenia twardości, wytrzymałości i odporności na zużycie. Proces hartowania prowadzi do przemiany austenitu w martenzyt, dzięki czemu następuje znaczny wzrost twardości materiału.