Сталь S35VN: свойства и ключевые применения объяснены

Table Of Content

Table Of Content

Сталь S35VN, также известная как CPM S35VN, является высокопроизводственной нержавеющей сталью, которая относится к категории мартенситных нержавеющих сталей. Она в первую очередь классифицируется как легированная сталь со средним содержанием углерода, известная своим отличным балансом между износостойкостью, прочностью и коррозионной стойкостью. Основные легирующие элементы в S35VN включают углерод (C), хром (Cr), ванадий (V) и молибден (Mo), каждый из которых значительно влияет на ее общие свойства.

Полный обзор

Сталь S35VN является продуктом технологии металлургии с частицами (CPM), которая улучшает ее микроструктуру и механические свойства по сравнению с традиционными методами производства стали. Добавление ванадия улучшает износостойкость и прочность, в то время как хром обеспечивает коррозионную стойкость и способствует образованию твердой мартенситной структуры при термообработке. Молибден дополнительно повышает прочность стали и стойкость к коррозии типичного вида.

У S35VN есть несколько значительных характеристик:

  • Высокая износостойкость: Идеально подходит дляApplications, требующих прочности и долговечности.
  • Хорошая прочность: Обеспечивает сопротивление откалыванию и растрескиванию, что делает ее подходящей для сложных задач.
  • Коррозионная стойкость: Хорошо работает в различных средах, включая влажные и коррозионные условия.

Преимущества и ограничения

Плюсы Минусы
Отличная удерживаемость края Более сложная заточка по сравнению с более мягкими сталями
Хорошая коррозионная стойкость Высокая стоимость по сравнению со стандартными нержавеющими сталями
Увеличенная прочность Требует тщательной термообработки для достижения оптимальных свойств

S35VN завоевала популярность в промышленности ножей и высокопроизводительных инструментов благодаря своему уникальному сочетанию свойств. Ее историческое значение заключается в ее разработке как улучшения по сравнению с более ранней сталью CPM S30V, которая решает некоторые ограничения, присущие этому классу.

Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты

Стандартная организация Обозначение/Класс Страна/Регион происхождения Примечания/Замечания
UNS S35VN США Ближайший эквивалент AISI 440C с улучшенной прочностью
AISI/SAE S35VN США Улучшенная версия S30V с лучшей прочностью
ASTM A240 США Стандартная спецификация для нержавеющих стальных плит
JIS SUS440C Япония Похожие свойства, но с различными требованиями к термообработке

Хотя S35VN часто сравнивают с другими нержавеющими сталями, такими как AISI 440C и S30V, важно отметить, что уникальный состав S35VN предлагает улучшенную прочность и удерживаемость края, что делает ее предпочтительным выбором для высокопроизводительных приложений.

Ключевые свойства

Химический состав

Элемент (Символ и название) Процентный диапазон (%)
C (Углерод) 1.40 - 1.50
Cr (Хром) 14.00 - 15.00
V (Ванадий) 3.00 - 3.50
Mo (Молибден) 1.00 - 1.50
Mn (Марганец) 0.50 макс
Si (Кремний) 0.50 макс
P (Фосфор) 0.03 макс
S (Сера) 0.03 макс

Основная роль ключевых легирующих элементов в S35VN включает:

  • Углерод: Увеличивает твердость и прочность за счет образования карбидов.
  • Хром: Улучшает коррозионную стойкость и способствует образованию твердой мартенситной структуры.
  • Ванадий: Улучшает износостойкость и прочность за счет уточнения структуры зерна.
  • Молибден: Повышает прочность и устойчивость к местной коррозии.

Механические свойства

Свойство Состояние/Темпер Температура испытания Типичное значение/Диапазон (метрическая система - SI) Типичное значение/Диапазон (имперская система) Справочный стандарт для метода испытания
Прочность на растяжение Закаленные и отпущенные Температура комнаты 1,200 - 1,300 МПа 174 - 188 ksi ASTM E8
Упругая прочность (с 0.2% смещения) Закаленные и отпущенные Температура комнаты 1,100 - 1,200 МПа 160 - 174 ksi ASTM E8
Удлинение Закаленные и отпущенные Температура комнаты 5 - 7% 5 - 7% ASTM E8
Твердость Закаленные и отпущенные Температура комнаты 58 - 62 HRC 58 - 62 HRC ASTM E18
Ударная прочность Закаленные и отпущенные -20°C 50 - 60 Дж 37 - 44 ft-lbf ASTM E23

Сочетание этих механических свойств делает сталь S35VN особенно подходящей дляApplications, которые требуют высокой прочности и прочности, такие как лезвия ножей и режущие инструменты. Ее высокая прочность на растяжение и упругая прочность обеспечивают структурную целостность при механической нагрузке, в то время как ее твердость обеспечивает отличную износостойкость.

Физические свойства

Свойство Состояние/Температура Значение (метрическая система - SI) Значение (имперская система)
Плотность Температура комнаты 7.75 г/см³ 0.28 фунт/дюйм³
Температура плавления - 1,400 - 1,500 °C 2,552 - 2,732 °F
Теплопроводность Температура комнаты 25 W/м·K 14.5 BTU·in/(ч·фут²·°F)
Удельная теплоемкость Температура комнаты 460 Дж/кг·K 0.11 BTU/фунт·°F
Электрическое сопротивление Температура комнаты 0.5 µΩ·м 0.5 µΩ·дюйм
Коэффициент теплового расширения Температура комнаты 11.5 x 10⁻⁶ /K 6.4 x 10⁻⁶ /°F

Практическое значение ключевых физических свойств для S35VN включает:

  • Плотность: Влияет на вес и баланс инструментов и ножей, что делает ее подходящей дляApplications, где важен вес.
  • Теплопроводность: Важна дляApplications, которые включают процессы термообработки, обеспечивая равномерный обогрев и охлаждение.
  • Коэффициент теплового расширения: Ключевое дляApplications, где необходима размерная стабильность при изменениях температуры.

Коррозионная стойкость

Коррозионный агент Концентрация (%) Температура (°C/°F) Рейтинг устойчивости Примечания
Хлориды 3.5% 25°C/77°F Хорошо Риск местной коррозии
Кислоты (серная) 10% 25°C/77°F Умеренно Подвержена локализованной коррозии
Щелочные растворы 10% 25°C/77°F Хорошо В целом устойчива
Атмосферные условия - - Отлично Хорошо работает в влажных условиях

S35VN обладает хорошей коррозионной стойкостью в различных средах, включая атмосферные условия, хлориды и щелочные растворы. Однако она подвержена местной коррозии в средах с высоким содержанием хлоридов, что является общей проблемой для нержавеющих сталей. По сравнению с другими классами, такими как AISI 440C и S30V, S35VN предлагает улучшенную прочность и устойчивость к откалыванию, что делает ее лучшим выбором дляApplications, где критичны как коррозионная стойкость, так и механические характеристики.

Теплостойкость

Свойство/Предел Температура (°C) Температура (°F) Примечания
Максимальная температура непрерывной работы 300°C 572°F Подходит дляApplications с высокой температурой
Максимальная температура прерывистой работы 400°C 752°F Может выдерживать краткосрочное воздействие более высоких температур
Температура начала разложения 600°C 1,112°F Начинает терять свойства при повышенных температурах

При повышенных температурах S35VN хорошо сохраняет свои механические свойства, что делает ее подходящей дляApplications, которые могут подвергаться термическому циклированию. Однако длительное воздействие температур выше 300°C может привести к снижению твердости и прочности, что требует внимательного рассмотрения вApplications с высокой температурой.

Свойства обработки

Сварочная способность

Процесс сварки Рекомендуемый наполнитель (классификация AWS) Типичный защитный газ/флюс Примечания
TIG ER 316L Аргон Требует предварительного нагрева, чтобы избежать трещин
MIG ER 308L Аргон/CO2 Рекомендуется постсварочная термообработка

S35VN может быть сварен с использованием традиционных методов, но необходимо быть осторожным, чтобы избежать трещин из-за высокого содержания углерода. Предварительный нагрев и постсварочная термообработка могут помочь смягчить эти проблемы и обеспечить целостность сварного шва.

Обрабатываемость

Параметр обработки S35VN AISI 1212 Примечания/Советы
Индекс относительной обрабатываемости 60% 100% Более сложная обработка, чем у более мягких сталей
Типичная скорость резания (точение) 30-40 м/мин 60-80 м/мин Используйте карбидные инструмент для наилучших результатов

Обработка S35VN требует специализированных инструментов и технологий из-за ее твердости. Рекомендуются карбидные инструменты, а более низкие скорости резания могут помочь достичь лучших поверхностных отделок.

Формуемость

S35VN не особенно подходит для широких формовочных процессов из-за своей высокой твердости и прочности. Холодное формование возможно, но может привести к упрочнению, требуя тщательного контроля радиусов изгиба и формовочных технологий.

Термообработка

Процесс термообработки Диапазон температур (°C/°F) Типичное время выдержки Метод охлаждения Основная цель / Ожидаемый результат
Отжиг 1,000 - 1,100°C / 1,832 - 2,012°F 1-2 часа Охлаждение воздухом Снизить твердость, улучшить обрабатываемость
Закалка 1,050 - 1,100°C / 1,922 - 2,012°F 30 минут Масло или воздух Достичь твердости и прочности
Отпуск 400 - 600°C / 752 - 1,112°F 1 час Охлаждение воздухом Снизить хрупкость, увеличить прочность

Процессы термообработки для S35VN включают аустенитирование, закалку и отпуск для достижения желаемого баланса между твердостью и прочностью. Металлургические превращения в процессе этих обработок существенно влияют на микроструктуру, приводя к тонкому распределению карбидов, которые повышают износостойкость.

Типичные применения и конечные использования

Отрасль/Сектор Конкретный пример применения Ключевые свойства стали, используемые в этом приложении Причина выбора (кратко)
Производство ножей Ремесленные кухонные ножи Высокая износостойкость, удерживаемость края Предпочтительно для премиальных столовых приборов
Инструментальная промышленность Режущие инструменты Прочность, твердость Подходит для сложных задач механической обработки
Медицинские устройства Хирургические инструменты Коррозионная стойкость, прочность Необходимо для стерильных условий

Другие применения включают:

    • Компоненты аэрокосмической промышленности
    • Автомобильные детали
    • Промышленное оборудование

S35VN выбирается для этихApplications благодаря своему уникальному сочетанию свойств, особенно своей способности сохранять острые края и сопротивляться износу в сложных условиях.

Важные соображения, критерии выбора и дальнейшие сведения

Особенность/Свойство S35VN AISI 440C S30V Краткая информация о плюсах/минусах или компромиссах
Ключевое механическое свойство Высокая прочность, стойкость Высокая твердость Хорошая удерживаемость края S35VN предлагает баланс между прочностью и износостойкостью
Ключевой аспект коррозии Хорошая стойкость Умеренная стойкость Хорошая стойкость S35VN показывает лучшие результаты в влажных условиях
Сварочная способность Умеренная Плохая Умеренная Требует осторожности, чтобы избежать трещин
Обрабатываемость Сложная Легкая Умеренная S35VN требует специализированного инструмента
Формуемость Ограниченная Умеренная Ограниченная Не идеальна для широких формовок
Приблизительная относительная стоимость Выше Умеренная Выше Стоимость отражает преимущества в производительности
Типичная доступность Умеренная Высокая Высокая S35VN менее распространена, чем 440C

При выборе S35VN следует учитывать ее рентабельность, доступность и специфические требования кApplications. Хотя она может быть дороже некоторых альтернатив, ее превосходные характеристики в удерживании края и прочности часто оправдывают инвестиции. Кроме того, ее доступность может варьироваться, поэтому источник из надежных поставщиков имеет решающее значение для обеспечения постоянного качества.

В заключение, сталь S35VN выделяется как универсальный и высокопроизводительный материал, особенно подходящий дляApplications, требующих сочетания прочности, устойчивости и коррозионной стойкости. Ее уникальные свойства, вытекающие из ее состава и обработки, делают ее предпочтительным выбором в различных отраслях, особенно в высококачественном производстве ножей и инструментов.

Вернуться к блогу

Комментировать