Mikä on 430-teräs: Ominaisuudet, Kestävyys, Käyttötarkoitukset ja Sovellukset?

Mikä on 430-teräs?

Kaikki ovat kuulleet teräksestä ja sen kestävyydestä, mutta huomattavasti harvemmat tietävät, kuinka monta erilaista terästyyppiä on olemassa. Terästyyppejä on satoja, kiitos seostusprosessin – eli kyvyn sekoittaa perusmetallia muiden metallisten alkuaineiden kanssa lisäämään lujuutta, kulutuskestävyyttä, johtavuutta ja parantamaan metallin fysikaalisia ominaisuuksia. Teräs hyötyy monista eri seosaineista, mutta yksi suosituimmista on kromi, joka vähentää teräksen korroosion alttiutta. Näitä kromiseosteräksiä, joita kutsutaan yleisesti ”ruostumattomiksi” teräksiksi, on kaikkialla nykyaikaisessa maailmassa, ja niitä käytetään kaikkeen keittiötarvikkeista lääkinnällisiin laitteisiin ja muuhun. Tässä artikkelissa keskitytään 430-ruostumattomaan teräkseen, erittäin suosittuun materiaaliin, joka on ehkä tunnetuin ruostumattomista teräksistä (vaikka tämä titteli on kiistanalainen). Tässä artikkelissa tarkastellaan 430-ruostumattoman teräksen koostumusta, ominaisuuksia ja käyttötarkoituksia, jotta lukijat saisivat käsityksen siitä, miksi tämä materiaali on niin suosittu ja miten sitä voisi käyttää projekteissaan teräksen materiaalivalintaa harkittaessa.

430-teräksen fysikaaliset ominaisuudet

Eri terästyyppien tarkastelu voi aluksi olla hämmentävää, koska niillä on erilaiset nimitysrakenteet. Joillakin on nelinumeroiset nimet, joillakin kolminumeroiset, toisilla ainutlaatuiset tunnisteet, ja tämä johtuu American Iron & Steel Instituten (AISI) ja Society of Automotive Engineersin (SAE) luomista erilaisista nimistöistä. Nämä instituutiot ovat antaneet terässeoksille erilaisia nimiä seosaineiden, käyttötarkoitusten tai jopa tiettyjen sovellusten perusteella, mutta nimet ovat usein johdonmukaisia saman luokan teräksissä. Ruostumattomille teräksille annetaan kolminumeroiset nimet, joissa ensimmäinen numero edustaa teräksessä olevien seosaineiden tyyppiä; 430-teräksen tapauksessa ”4” tarkoittaa terästä, jossa pääasiallisena seosaineena on kromi.

430-teräs kuuluu ferriittisten terästen ryhmään, mikä tarkoittaa, että sillä on tietty molekyylirakenne, joka eroaa muista teräksistä (lisätietoja saat lukemalla artikkelimme ruostumattomien terästen tyypeistä). Se on magneettinen ja sen tiheys on 7,8 g/cm3 (0,282 lb/in3). Nimellisesti 430-teräksen seosaineiden prosentuaalinen koostumus on:

<0,12% hiiltä

<1% mangaania

<0,04% fosforia

<0,03% rikkiä

<1% piitä

ja 16-18% kromia

Tyyppi 430-teräs on edullisempi kuin mikään 300-sarjan teräksistä, koska se ei sisällä nikkeliä tai molybdeeniä. Sitä pidetään matalahiilisena, ei-karkenevana teräksenä, mikä tarkoittaa, että sitä ei voi vahvistaa lämpökäsittelyllä, vaikka se reagoi liuotinhehkutukseen. 430-terästä voidaan hitsata (vaikka se on rajoitettua eikä sitä tulisi käyttää kantavissa rakenteissa), se on helposti koneistettavissa tankomuodossa ja sen valmistuksessa suositaan kylmämuokkausta lopulliseen muotoon.

Korroosionkestävyys ja lämpötilavaikutukset

Ferriittiset teräkset ovat poikkeuksellisen kestäviä jännityskorroosiomurtumalle, ja niillä on myös hyvä vastustuskyky orgaanisille, typpihapolle, fosforihapolle ja etikkahapolle. 430-terästä on saatavilla myös 430F-ruostumattomana teräksenä, joka on vapaasti koneistettava teräs, joka kestää kuoppakorroosiota ja halkeamiskorroosiota.

Mielenkiintoinen piirre tyypissä 430-teräs on sen suorituskyky eri lämpötiloissa. Korkeissa lämpötilaympäristöissä 430-teräs kestää hapettumista, mutta muuttuu hauraaksi jäähdyttäessä näistä korkeista lämpötiloista. Lisäksi useimmat ferriittiset teräkset murtuvat hauraasti alle nollan asteen lämpötiloissa, mikä tarkoittaa, että 430-teräs ei sovellu matalan lämpötilan sovelluksiin.

 

Taulukko 1: Yhteenveto 430-teräksen mekaanisista ominaisuuksista.

Joitakin perusmekaanisia ominaisuuksia 430-teräs on esitetty yllä taulukossa 1. Tässä osassa käsitellään jokainen arvo yksityiskohtaisesti ja miten ne liittyvät 430-teräksen fysikaalisiin ominaisuuksiin.

Kuten aiemmin selitettiin, 430-teräs muovautuu ja työstyy helposti, mikä näkyy sen murtolujuudessa ja myötölujuudessa. Nämä arvot osoittavat, millä jännityksillä materiaali muovautuu pysyvästi ja suurimman jännityksen, jonka materiaali kestää ennen murtumista. Vaikka 430-teräs on melko vahvaa vetojännityksessä (517 MPa / 345 MPa), se sijoittuu terästen lujuuksien alalaitaan. Vaikka tämä saattaa kuulostaa haitalliselta, nämä alhaisemmat lujuudet mahdollistavat teräksen muovautumisen plastisesti vähemmällä työllä ja helpottavat materiaalin leikkaamista varastosta.

Rockwellin kovuusasteikko B on yksi monista asteikoista, jotka osoittavat materiaalin pinnan kestävyyden. Laite kohdistaa paikallisen voiman materiaalin pinnalle ja rekisteröi, milloin se naarmuuntuu, kolhiintuu tai muovautuu. Jokaisessa testissä käytetään omaa kovuustestaajaa (tunnetaan painautumiskoneina), joissa eri materiaaleja testataan ja sijoitetaan vertailuasteikolle. Kovuus on siis hyödyllinen vain verrattuna muihin saman asteikon materiaaleihin. Vertailun vuoksi kuparin, pehmeän metallin, Rockwell B -kovuus on 51; verrattuna 430-teräksen Rockwell B -kovuus on 85, mikä osoittaa materiaalin kestävyyden ollen silti terästen alalaidassa.

Osa syystä 430-teräs on niin helposti koneistettavissa johtuu sen kimmomodulista. Tämä arvo kuvaa, miten materiaali muovautuu voiman vaikutuksesta ja yleensä ilmaisee, kuinka ”kumimainen” tai elastinen materiaali on. Korkea kimmomoduuli tarkoittaa materiaalia, joka ei veny tai taivu helposti, eli se on jäykempi ja vahvempi materiaali. 430-teräksellä on korkea kimmomoduuli (200 GPa), mikä viittaa siihen, ettei se tuki koneistuskoneita prosessoinnin aikana, vaan murtuu paloiksi, mikä on ihanteellista koneistettaville osille. Paras tapa koneistaa 430-terästä on kevyesti vedetyistä tangoista, joissa se on hieman jännityskovetettu, sillä annealoitu 430-teräs on pehmeämpää ja taipuu helposti.

Materiaalin murtovenymä kuvaa testikappaleen lopullisen pituuden suhdetta alkuperäiseen pituuteen vetokokeen jälkeen. Yksinkertaisesti sanottuna se osoittaa materiaalin kyvyn vastustaa muodonmuutoksia ilman halkeilua tai murtumista ja mittaa, kuinka paljon muovautumista materiaali kestää ennen murtumista. Se on erinomainen mittari materiaalin yleiselle sitkeydelle, jossa korkea murtovenymä osoittaa sitkeää ja kestävää metallia. 430-teräksellä on suuri murtovenymä 25%, mikä viittaa siihen, että sitä voidaan muotoilla helposti ilman haurasta murtumaa, ja siksi 430-teräs on arvokas muokkausteräs.

440-teräksen käyttökohteet

Tyyppi 430-teräs on yksinkertainen, edullinen ja laajasti käytetty ruostumaton teräs. Vaikka se ei ole johtava missään yksittäisessä kategoriassa, sen yhdistelmä lämmönkestävyyttä, sitkeyttä, korroosionkestävyyttä ja alhaista kustannusta tekee siitä erinomaisen yleiskäyttöisen teräksen. Lisäksi muokkaamalla sen koostumusta hieman, 430F-ruostumaton teräs on helposti koneistettavissa, mikä tekee siitä erinomaisen koneistusseoksen. Tyyppi 430-teräs kilpailee eniten käytetyn ruostumattoman teräksen paikasta, sillä sitä voidaan käyttää monissa sovelluksissa, kuten:

• Astianpesukoneen vuoraukset,
• Auton koristeet,
• Liesituulettimet,
• Vedetyt/muotoillut osat,
• Teollisuuden katot ja seinäverhoukset,
• Keittiövälineet,
• Kaivosalan käsittelylaitteet,
• Lämpöä kestäviin sovelluksiin,

ja lisää.

Määrittääksesi, onko tämä teräs sopiva työhösi, ota yhteyttä toimittajaasi ja kysy heidän mielipidettään. Heillä on ajantasaisin tieto siitä, mikä teräs parhaiten vastaa vaatimuksiasi, ja he voivat antaa sinulle olennaisimmat tiedot saatavilla olevista vaihtoehdoista.

XTJ on johtava OEM-valmistaja, joka on omistautunut tarjoamaan yhden luukun valmistusratkaisuja prototyypistä tuotantoon. Olemme ylpeitä siitä, että olemme ISO 9001 -sertifioitu järjestelmän laatujohtamisyritys, ja olemme päättäneet luoda arvoa jokaisessa asiakassuhteessa. Teemme tämän yhteistyön, innovoinnin, prosessien parantamisen ja poikkeuksellisen työn laadun kautta.