ステンレス431についての知識

ステンレス鋼 431 は、15 ～ 17% のクロムと 1.25 ～ 2.5% のニッケルを含むマルテンサイト系-フェライト系二相ステンレス鋼です。マルテンサイト グレードの強度とフェライト グレードの耐食性のバランスが取れており、高応力、中程度の腐食の用途に適しています。-

化学組成 (キー、% ASTM A240)Ｃ：０．２０以下。 Cr: 15.00–17.00; Ni: 1.25 ～ 2.50。 Mn：1.00以下

機械的特性 (熱処理-)引張強さ: 725 MPa 以上。降伏強度: 515 MPa 以上。伸び率: 15% 以上。硬度: 285 HB 以下 (焼きなまし)、最大 45 HRC (熱処理)-

性能と用途利点: 高強度、410/420 よりも優れた耐食性、良好な耐疲労性。用途：自動車ドライブシャフト、航空機部品、ポンプシャフト、バルブステム、ファスナーなど。

同等グレード：EN 1.4057、JIS SUS431、DIN X2CrNi17-2

5 簡単な Q&A

1. 431 が「二相」ステンレス鋼である理由と、それがその特性にどのようなメリットをもたらすのでしょうか?431 は、加熱後の制御された冷却によって形成された混合マルテンサイト-フェライト微細構造-を持っています。マルテンサイト相は高強度 (引張強度 725 MPa 以上) を提供し、フェライト相 (ニッケルの添加による) は耐食性と延性を向上させます。この二相構造により、純粋なマルテンサイト グレード（例: 410 は強いが耐食性が低い）や純粋なフェライト グレード（例: 430 は耐食性があるが弱い）に見られる強度と耐食性の間のトレードオフが解消されます。-。自動車のドライブ シャフトの場合、これはシャフトが高トルク (強度) に対応し、道路塩による腐食 (フェライト相) に耐えられることを意味します。

2. 431 の耐食性は 410 や 304 と比べてどうですか?431 はニッケル含有量 (1.25 ～ 2.5%) と高クロム (15 ～ 17%) により、410 (Cr 11.5 ～ 13.5%、Ni なし) よりも耐食性が高くなります。-。 410 よりも道路塩、大気中の錆、弱酸に対する耐性が高く、屋外の自動車部品に適しています。ただし、304 より高いニッケル含有量とオーステナイト構造がないため、耐食性は 304 (8～10.5% の Ni、18～20% Cr) よりも劣ります-。一方、431 は海岸環境で孔食する可能性がありますが、410 よりも優れた耐食性と強度を必要とする用途のギャップを埋めますが、 304の極端な抵抗ではありません。

3. 431 が航空機の部品に使用されるのはなぜですか?航空機部品 (例: 着陸装置コンポーネント、制御棒) には、極度の荷重に耐えるための高い強度と、繰り返しの離着陸に耐える耐疲労性が必要です。. 431 の引張強さ (725 MPa 以上) と降伏強さ (515 MPa 以上) はこれらの要件を満たしており、耐疲労性 (繰り返し応力による破損に耐える能力) は 410 よりも優れています。その耐食性は湿気や湿気から保護します。 -高地での除氷液により、コンポーネントの故障を防ぎます。 304 などのオーステナイト グレードとは異なり、431 は熱処理が可能であるため、航空機部品の臨界応力領域での硬化が可能です。-

4. 431 にはどのような熱処理が使用されていますか?またその理由は何ですか?431 は二相構造を最適化するために熱処理されます。アニーリング（800 ～ 900 度、ゆっくり冷却）により加工のために軟化され、硬度 285 HB 以下のフェライト-マルテンサイト混合物が生成されます。焼き入れ（950 ～ 1050 度、水冷）によりマルテンサイトが生成され、強度と硬度が増加します。焼き戻し (200 ～ 600 度) は、これらの特性のバランスを整えます。-300 度での焼き戻しでは、バルブ ステムなどの高応力部品に 40 ～ 45 HRC が与えられます。-一方、600 度での焼き戻しでは、硬度が 30 HRC に低下しますが、ドライブ シャフトの靭性は向上します。この多用途性により、431 は硬いファスナーから丈夫なシャフトまで、特定の用途のニーズに合わせて調整できます。

5. 431 は溶接できますか?またどのような課題がありますか?431 の溶接は可能ですが、二重構造を維持するために注意が必要です。主な課題は、脆性の原因となる HAZ でのマルテンサイト形成を回避することです。冷却速度を下げるために 150 ～ 250 度に予熱し、入熱を低くし (精度を高めるには TIG 溶接が推奨されます)、溶接後の焼き戻しを 250 ～ 300 度で行い、HAZ を軟化させます。- 431 または 309 フィラー ワイヤを使用します。309 の高ニッケルはオーステナイト相を安定させ、延性を向上させるのに役立ちます。予熱を行わずに厚い部分を溶接することは避けてください。低温割れのリスクが高まります。適切な溶接により、溶接部は母材と同じ強度と耐食性を維持します。