1.4122, 1.4057 czy 1.4034 – która stal nierdzewna jest twardsza i bardziej wytrzymała?

Martenzytyczne stale nierdzewne stanowią grupę materiałów, które łączą dobrą odporność na korozję z wysokimi właściwościami mechanicznymi. W przeciwieństwie do popularnych stali austenitycznych mogą być poddawane hartowaniu i odpuszczaniu, dzięki czemu osiągają znacznie większą twardość, wytrzymałość oraz odporność na ścieranie. Z tego względu są powszechnie wykorzystywane wszędzie tam, gdzie elementy pracują pod dużym obciążeniem mechanicznym, a jednocześnie mają kontakt z wilgocią, wodą lub środowiskiem o umiarkowanym działaniu korozyjnym.

Materiały te znajdują zastosowanie między innymi w produkcji noży przemysłowych, narzędzi tnących, elementów pomp, zaworów, armatury, instrumentów medycznych, form do przetwórstwa tworzyw sztucznych oraz wielu części maszyn wykorzystywanych w przemyśle spożywczym, chemicznym i energetycznym. Odpowiednio dobrany gatunek pozwala uzyskać wysoką trwałość eksploatacyjną oraz ograniczyć zużycie elementów pracujących.

Do najczęściej stosowanych przedstawicieli tej grupy należą 1.4034 (4H13), 1.4122 (3H17M) oraz 1.4057 (2H17N2). Choć wszystkie zaliczane są do martenzytycznych stali nierdzewnych, różnią się składem chemicznym, możliwością uzyskania określonych właściwości mechanicznych oraz typowymi obszarami zastosowania. Jedne lepiej sprawdzają się jako materiały na noże i narzędzia wymagające wysokiej twardości, inne oferują większą odporność na korozję lub wyższą wytrzymałość mechaniczną niezbędną w odpowiedzialnych elementach konstrukcyjnych. Dlatego przed wyborem odpowiedniego gatunku warto dokładnie przeanalizować warunki pracy oraz wymagania stawiane gotowemu wyrobowi.

Stal nierdzewna 1.4034 / X46Cr13 / AISI 420 / 4H13

Stal 1.4034 jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych martenzytycznych gatunków nierdzewnych. Zawiera około 13% chromu oraz podwyższoną zawartość węgla, co umożliwia uzyskanie bardzo wysokiej twardości po obróbce cieplnej.

Gatunek ten jest szczególnie ceniony w zastosowaniach wymagających odporności na ścieranie oraz zachowania ostrej krawędzi roboczej. Po odpowiednim hartowaniu może osiągać twardość przekraczającą 50 HRC, dlatego znajduje zastosowanie przede wszystkim w produkcji noży przemysłowych, noży spożywczych, narzędzi chirurgicznych, elementów tnących oraz części maszyn narażonych na intensywne zużycie.

Do najważniejszych zalet stali 1.4034 należą:

• wysoka twardość po hartowaniu,
• dobra odporność na ścieranie,
• możliwość polerowania do wysokiego połysku,
• dobra obrabialność w stanie wyżarzonym.

Ograniczeniem tego gatunku jest odporność korozyjna niższa niż w przypadku stali zawierających dodatki niklu lub molibdenu. W środowiskach o podwyższonej zawartości chlorków lub przy długotrwałym kontakcie z wodą wymaga odpowiedniej eksploatacji i konserwacji.

Stal nierdzewna 1.4122 / X39CrMo17-1

Stal 1.4122 należy do grupy martenzytycznych stali chromowo-molibdenowych. Dodatek molibdenu poprawia odporność korozyjną oraz zwiększa odporność materiału na zużycie eksploatacyjne. W porównaniu ze stalą 1.4034 gatunek ten oferuje lepszą odporność na działanie wilgoci, wielu środowisk przemysłowych oraz częściowo agresywnych mediów chemicznych.

Materiał ten często wykorzystywany jest do produkcji:

• armatury przemysłowej,
• zaworów,
• części pomp,
• elementów przemysłu spożywczego,
• podzespołów pracujących w środowisku wilgotnym,
• części maszyn narażonych na ścieranie.

Stal 1.4122 może być poddawana obróbce cieplnej, uzyskując wysoką wytrzymałość mechaniczną przy zachowaniu dobrej odporności na korozję. Dzięki temu znajduje zastosowanie wszędzie tam, gdzie sama twardość nie jest najważniejszym parametrem, a liczy się również trwałość eksploatacyjna.

Najważniejsze cechy stali 1.4122:

• dobra odporność na korozję,
• wysoka odporność na zużycie,
• możliwość hartowania i odpuszczania,
• korzystne właściwości mechaniczne,
• dobra odporność na obciążenia eksploatacyjne.

Stal nierdzewna 1.4057 / X17CrNi16-2 / AISI 431 / 2H17N2

Stal 1.4057, znana również pod oznaczeniami X17CrNi16-2, AISI 431 oraz 2H17N2, jest jednym z najbardziej wytrzymałych gatunków martenzytycznych stali nierdzewnych. Dzięki dodatkowi niklu osiąga wyższą odporność korozyjną niż większość klasycznych stali chromowych, zachowując jednocześnie bardzo wysoką wytrzymałość mechaniczną.

Gatunek ten został opracowany przede wszystkim z myślą o wysoko obciążonych elementach maszyn pracujących w środowiskach korozyjnych. Łączy wysoką wytrzymałość na rozciąganie, dobrą udarność oraz możliwość ulepszania cieplnego.

Stal 2H17N2 znajduje zastosowanie między innymi w produkcji:

• wałów napędowych,
• wałów pomp,
• wrzecion,
• osi,
• śrub,
• wirników,
• elementów armatury przemysłowej,
• części maszyn pracujących w kontakcie z wodą i wilgocią,
• podzespołów przemysłu morskiego.

W porównaniu z wieloma innymi stalami martenzytycznymi materiał ten oferuje wyjątkowo korzystny stosunek wytrzymałości do odporności korozyjnej. Szczegółowe informacje dotyczące właściwości i dostępnych form materiału można znaleźć w opisie gatunku stal nierdzewna 2H17N2 / 1.4057 / AISI 431.

Do najważniejszych zalet stali 1.4057 należą:

• bardzo wysoka wytrzymałość mechaniczna,
• dobra udarność,
• podwyższona odporność na korozję,
• możliwość obróbki cieplnej,
• bardzo dobre właściwości eksploatacyjne.

Porównanie stali 1.4034, 1.4122 oraz 1.4057

Gatunek	Oznaczenie PN	Oznaczenie AISI	Twardość	Wytrzymałość mechaniczna	Odporność korozyjna
1.4034	4H13	420	Bardzo wysoka	Wysoka	Dobra
1.4122	3H17M	–	Wysoka	Wysoka	Bardzo dobra
1.4057	2H17N2	431	Wysoka	Bardzo wysoka	Bardzo dobra

Która stal nierdzewna jest twardsza?

Pod względem maksymalnej twardości przewagę uzyskuje stal 1.4034 (4H13). Dzięki podwyższonej zawartości węgla oraz możliwości skutecznego hartowania materiał osiąga twardość sięgającą około 52–56 HRC, zachowując jednocześnie dobrą odporność na korozję. Takie połączenie właściwości sprawia, że stal ta doskonale sprawdza się w zastosowaniach, gdzie liczy się odporność na ścieranie oraz długotrwałe utrzymywanie ostrej krawędzi roboczej.

To właśnie dlatego 1.4034 jest od wielu lat jednym z najczęściej wykorzystywanych gatunków do produkcji noży przemysłowych, noży spożywczych, narzędzi tnących, instrumentów chirurgicznych, elementów pomp oraz form do przetwórstwa tworzyw sztucznych. W praktyce jest to materiał, który bardzo dobrze łączy wysoką twardość z łatwością obróbki cieplnej oraz dobrą odpornością na działanie wilgoci.

Która stal nierdzewna jest bardziej wytrzymała?

Jeżeli głównym kryterium wyboru jest wytrzymałość mechaniczna oraz zdolność przenoszenia wysokich obciążeń statycznych i dynamicznych, bardzo mocną pozycję zajmuje stal 1.4057 (2H17N2). Dodatek niklu poprawia jej wytrzymałość, udarność oraz odporność zmęczeniową, dzięki czemu materiał dobrze sprawdza się w elementach pracujących pod dużym obciążeniem przez długi czas.

Gatunek ten został opracowany z myślą o odpowiedzialnych częściach maszyn i do dziś pozostaje jednym z najczęściej stosowanych materiałów na wały, wrzeciona, trzpienie, osie, elementy turbin oraz części pomp. W porównaniu z typowymi stalami przeznaczonymi głównie na narzędzia tnące oferuje korzystniejszy kompromis pomiędzy wysoką wytrzymałością, odpornością na korozję oraz odpornością na obciążenia udarowe.

Zakończenie

Nie istnieje jedna stal nierdzewna, która będzie najlepszym wyborem do wszystkich zastosowań. Ostateczny dobór materiału powinien wynikać z warunków pracy oraz wymagań stawianych gotowemu elementowi.

Stal 1.4034 (4H13) wyróżnia się wysoką twardością oraz bardzo dobrą odpornością na ścieranie, dlatego jest chętnie wykorzystywana do produkcji noży i narzędzi. Stal 1.4122 (3H17M) zapewnia korzystne połączenie odporności korozyjnej, wytrzymałości oraz odporności na zużycie, dzięki czemu znajduje zastosowanie w armaturze, pompach i elementach przemysłowych pracujących w wilgotnym środowisku. Natomiast 1.4057 (2H17N2) oferuje bardzo dobrą wytrzymałość mechaniczną, wysoką udarność oraz dobrą odporność na korozję, co sprawia, że jest materiałem często wybieranym do odpowiedzialnych konstrukcji maszyn, energetyki i przemysłu lotniczego.

Materiał Partnera: ALFATECH

Źródło grafiki: Materiał na licencji Partnera