420J1 不锈钢与 420J2 不锈钢有以下区别:
化学成分:
碳含量:420J1 的碳含量为 0.16%-0.25%,420J2 的碳含量为 0.26%-0.35%,420J2 的碳含量更高。
其他元素:两者的锰、硅、铬含量范围相近,420J1 的镍含量≤0.75%,420J2 的镍含量≤0.60%。
力学性能:
硬度:420J1 淬火后硬度高,420J2 淬火后比 420J1 硬度更高。例如,420J1 取 980℃加热油淬时硬度为 HRC45-50,1050℃油淬后硬度要高 2HRC;420J2 在 980-1050℃油冷,硬度可达 HRC53-56。
强度和韧性:420J2 因碳含量高,强度和淬透性比 420J1 好,但韧性相对较差。
耐腐蚀性:420J1 的耐蚀性较好;420J2 在室温下对稀硝酸和弱有机酸有一定耐蚀性,但在一些环境中,其耐腐蚀性稍逊于 420J1,因为碳含量较高会在一定程度上影响耐腐蚀性。
加工性能:420J1 相对容易加工一些,其冷加工性能和焊接性能比 420J2 好。420J2 的焊接性能不良,零件焊接后应立即热处理,以防开裂。
应用领域:
420J1:适用于各类精密机械、轴承、电气、设备、仪器、仪表、交通运输工具、家用电器等,多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。
420J2:主要用于制造要求耐腐蚀、高强度、耐磨的零件及量具、医疗器具、刃具、构件,如 300℃以下工作的弹簧、400℃以下工作的轴、螺栓、阀门、轴承等。
生产成本:由于 420J2 对制造工艺的要求相对较低,其生产成本通常比 420J1 低一些。
420J1 不锈钢回火处理后是否需要进行其他处理,取决于具体的使用要求和工件的性能需求,常见的后续处理有以下几种情况:
表面处理
防锈处理:如果 420J1 不锈钢制品在潮湿或腐蚀性环境中使用,回火处理后通常需要进行防锈处理,如电镀、化学镀、涂漆、钝化等,以提高其耐腐蚀性,防止表面生锈。例如,在海洋环境中使用的不锈钢零件,经过回火处理后一般会进行钝化处理,在表面形成一层致密的钝化膜,增强防锈能力。
表面硬化处理:对于一些对表面硬度和耐磨性要求较高的工件,回火后可能会进行表面硬化处理,如氮化、渗碳等。这些处理可以在不改变材料心部性能的前提下,提高表面的硬度和耐磨性,延长工件的使用寿命。例如,420J1 不锈钢制造的模具,经过回火处理后再进行氮化处理,可提高模具表面的硬度和耐磨性,降低摩擦系数,有利于成型过程中零件的脱模。
尺寸精度处理
校直:在热处理过程中,工件可能会因为内应力的释放和组织转变而产生变形。对于一些对尺寸精度要求较高的工件,回火后需要进行校直处理,以其尺寸和形状符合设计要求。例如,420J1 不锈钢制造的轴类零件,回火后若出现弯曲变形,需要通过机械校直或热校直的方法进行矫正。
磨削加工:为了获得更高的尺寸精度和表面光洁度,回火后的工件可能需要进行磨削加工等精密加工。特别是对于一些需要与其他零件配合使用的工件,如精密模具、机械零件等,磨削加工可以其尺寸精度和表面质量,满足装配要求。
性能优化处理
稳定化处理:对于一些在高温或长期服役条件下使用的 420J1 不锈钢工件,回火后可能需要进行稳定化处理。这种处理通常是在特定的温度范围内进行长时间保温,以稳定材料的组织结构,提高其在使用过程中的性能稳定性,防止出现组织转变或性能退化等问题。例如,用于高温炉部件的 420J1 不锈钢,经过稳定化处理后可以在高温下长期稳定工作,减少因组织变化导致的性能下降。
深冷处理:在某些特殊情况下,为了进一步提高 420J1 不锈钢的性能,如硬度、耐磨性和尺寸稳定性等,可以在回火后进行深冷处理。深冷处理是将工件冷却到极低的温度(如液氮温度),使残余奥氏体尽可能地转变为马氏体,从而提高材料的硬度和强度,同时减少残余奥氏体在使用过程中的转变,提高尺寸稳定性。例如,一些的 420J1 不锈钢量具,经过深冷处理后可以提高其尺寸稳定性和耐磨性,测量精度。
但如果回火处理后工件的性能和尺寸等都能满足要求,也可以不进行其他处理,直接进入后续的装配或使用环节。
420J1 不锈钢属于马氏体不锈钢,其历史与马氏体不锈钢的发展密切相关。以下是其相关历史脉络:
起源:1913 年 8 月,被誉为 “不锈钢之父” 的英国 Firth Brown 实验室主任 Harry Brearley 冶炼出含铬 12.86%、碳 0.24% 的钢,这是马氏体不锈钢 420 的雏形。当时,这种钢被发现具有良好的耐腐蚀性和较高的硬度,随后于 1914 年由英国谢菲尔德托马斯弗思父子公司用于生产不锈钢餐刀。
发展:1915 年 3 月,托马斯弗思父子公司的美国子公司弗思思特林钢公司成为美国不锈钢厂,开始为刀具厂生产近似 420 的马氏体不锈钢。随着时间的推移,不锈钢在生产工艺、技术装备、品种牌号开发与应用等方面不断发展。20 世纪 30 年代美国钢铁学会(AISI)的不锈钢编号体系影响深远,400 系代表铁素体和马氏体铁铬不锈钢,420J1 不锈钢也在这一体系下逐渐被明确和规范。
在中国的发展:1952 年,太钢电炉车间投产,采用氧化法炼出中国的炉不锈钢,牌号为 2Cr13,这与 420J1 不锈钢同属马氏体不锈钢系列。此后,中国的不锈钢生产技术不断发展,在引进和吸收国外技术的基础上,逐渐实现了不锈钢生产的国产化和规模化。
如今,420J1 不锈钢因其具有一定耐磨性、抗腐蚀性及较高硬度等特点,被广泛应用于刀具制造、医疗器械、机械零件等领域。
420J1 不锈钢的表面具有以下特点和相关处理方式:
原始表面状态
420J1 不锈钢在出厂或未经加工处理时,表面通常呈现出一种银灰色的金属光泽。其表面相对较为光滑,但可能会存在一些微小的轧制纹路或不平整之处,这是在生产过程中由于轧制工艺等因素造成的。
这种原始表面状态具有一定的耐腐蚀性,但由于可能存在油污、铁屑等杂质,会影响其外观和耐蚀性能,一般需要进行进一步的处理。
常见表面处理方法及效果
酸洗钝化
处理过程:通过使用酸液对不锈钢表面进行清洗和钝化处理,去除表面的氧化皮、油污和杂质等,同时在表面形成一层致密的钝化膜。
效果:经过酸洗钝化后,420J1 不锈钢表面变得更加洁净、光亮,呈现出均匀的银白色,且钝化膜能够显著提高不锈钢的耐腐蚀性,增强其对环境中腐蚀介质的抵抗能力。
电解抛光
处理过程:将 420J1 不锈钢工件作为阳极,放入特定的电解液中,通过电解作用使表面微观凸起部分溶解,从而达到整平表面和提高光泽度的目的。
效果:可以获得非常高的表面光洁度和光泽度,表面光亮如镜,能够地提升不锈钢制品的外观质量,同时也有助于减少表面的污垢附着和细菌滋生,常用于对外观要求较高的食品加工设备、医疗器械等领域。
机械抛光
处理过程:采用抛光轮、砂纸等机械工具对不锈钢表面进行打磨抛光,通过机械摩擦去除表面的划痕和不平整,提高表面的光滑度和光泽度。
效果:根据抛光的精细程度不同,可以获得不同等级的表面光泽,从亚光到高光泽均可实现。机械抛光可以改善不锈钢的外观,使其更具装饰性,常用于建筑装饰、厨具等领域。但与电解抛光相比,其表面光洁度和耐腐蚀性相对较低。
涂层处理
处理过程:通过喷涂、电镀等方法在 420J1 不锈钢表面涂上一层或多层其他材料的涂层,如油漆、塑料涂层、金属镀层等。
效果:涂层可以提供额外的保护,增强不锈钢的耐腐蚀性、耐磨性和装饰性。例如,在户外使用的不锈钢制品,涂上耐候性好的油漆涂层,可以有效防止雨水、紫外线等对不锈钢表面的侵蚀;电镀一层铬或镍等金属,可以提高表面的硬度和光泽度,同时进一步增强耐腐蚀性。
表面维护与保养
420J1 不锈钢表面在日常使用中需要定期清洁,以去除表面的灰尘、油污和水渍等污染物。可以使用温和的清洁剂和柔软的布进行擦拭,避免使用硬质刷子或含有研磨剂的清洁剂,以免刮伤表面。
对于长期暴露在恶劣环境中的不锈钢制品,如在海边或化工环境中使用的设备,需要定期检查表面的腐蚀情况,及时进行防腐处理和修复。如果发现表面有轻微的锈斑,可以使用不锈钢的除锈剂进行处理,并在处理后进行钝化处理,以恢复表面的耐蚀性。
在储存和运输过程中,要注意避免不锈钢表面与尖锐、坚硬的物体接触,防止刮伤。同时,要保持环境干燥,避免潮湿环境导致表面生锈。
以下一些渠道可能有相对便宜的 420J1 不锈钢:
线上电商平台:如阿里巴巴上有众多商家销售 420J1 不锈钢,不同商家的价格有一定差异。其中太钢冷轧 SUS420J1 不锈钢带的价格为 21 元 / 公斤,厂家的 SUS420J1 不锈钢板价格为 15.2 元 / 公斤。机电之家网也有部分商家提供的 420J1 不锈钢产品价格较为实惠,如东莞市长安冶韩金属材料行的 SUS420J1 耐腐蚀钢片 / 板和带材,标价为 1 元 / 公斤。不过此价格可能并非实际成交价格,大量采购时可与商家协商优惠。
金属材料市场:广东佛山的乐从钢铁世界是国内较大的金属材料市场之一,汇聚了众多不锈钢经销商,由于竞争激烈,部分商家可能会提供较优惠的价格。此外,江苏无锡的不锈钢市场也颇具规模,无锡广路特钢有限公司在网上发布的 420 不锈钢带产品信息显示,1.2 万 / 吨起批,发货地在江苏无锡。无锡当地的市场可能有更多类似的优惠价格产品。
不锈钢生产厂家:太钢、宝钢等大型不锈钢生产厂家直接销售产品时,价格可能相对较低,且产品质量有保障。不过厂家通常对采购量有一定要求,适合大量采购的客户。例如太钢的 420J1 不锈钢产品,在阿里巴巴平台上有商家销售其冷轧不锈钢带等产品,价格有一定竞争力。
在购买 420J1 不锈钢时,不能仅以价格作为的选择标准,还需考虑产品的质量、规格、售后服务等因素。同时,可以多比较不同渠道的价格和产品信息,以获得的产品。
以下是一些提高 420J1 不锈钢耐腐蚀性的方法:
优化热处理工艺
淬火:通过控制淬火温度和冷却速度,使 420J1 不锈钢获得均匀细小的马氏体组织,可提高其强度和硬度,进而增强耐腐蚀性。一般淬火温度在 980 - 1050℃,油冷淬火。
回火:回火是消除淬火应力、稳定组织和提高韧性的重要工序。合适的回火温度和时间能使马氏体分解,析出细小的碳化物,弥散分布在基体中,提高耐腐蚀性。通常回火温度在 200 - 300℃。
表面处理
钝化处理:将 420J1 不锈钢浸泡在含有氧化剂的钝化液中,使其表面形成一层致密的钝化膜。这层钝化膜可以隔离金属与外界腐蚀介质的接触,提高耐腐蚀性。常用的钝化液有硝酸、柠檬酸等。
电镀或化学镀:在不锈钢表面镀上一层耐腐蚀性强的金属,如镍、铬、锌等。电镀或化学镀可以提高不锈钢的耐腐蚀性,同时还能改善其外观。
涂覆防护涂层:涂覆有机涂料、塑料涂层或陶瓷涂层等,可以在不锈钢表面形成一层保护膜,防止腐蚀介质与金属接触。例如,喷涂环氧树脂、聚氨酯等有机涂料,或者采用物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)等方法涂覆陶瓷涂层。
调整化学成分
添加合金元素:加入适量的钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)等合金元素,可以提高 420J1 不锈钢的耐腐蚀性。钼能提高不锈钢在还原性介质中的耐腐蚀性,镍可以增强不锈钢的韧性和耐蚀性,铜能提高不锈钢在某些酸性介质中的耐腐蚀性。
降低有害元素含量:严格控制硫(S)、磷(P)等有害元素的含量。硫会降低不锈钢的韧性和耐腐蚀性,磷会使不锈钢在低温下变脆,降低其耐蚀性能。
控制加工工艺
避免加工损伤:在加工过程中,应避免产生过大的加工应力和表面损伤,因为这些部位容易成为腐蚀的起始点。采用合适的加工工艺和刀具,降低加工温度,减少表面粗糙度,有助于提高耐腐蚀性。
消除加工应力:加工后进行去应力退火处理,消除加工过程中产生的残余应力,防止应力腐蚀开裂,提高不锈钢的耐腐蚀性。去应力退火温度一般在 400 - 600℃。