JIS G4305 SUS403 退火态马氏体不锈钢 —— 可热处理强化的标准牌号
材料概述
JIS G4305 SUS403 (对应 AISI 403、DIN 1.4000) 是 12% Cr 马氏体不锈钢的基础牌号，退火态 (A) 下硬度较低 (约 200 HB)，具有良好的切削加工性和冷成形性，经淬火回火后可获得高硬度、高强度和耐磨性，广泛用于刀具、阀门、轴类、紧固件等需热处理强化的部件。
核心特点
- 可热处理强化： 淬火 (950–1050°C 油冷/风冷) + 回火可获 30–50 HRC 范围内任意硬度
- 退火态加工性优： 硬度 ~200 HB，适合车、铣、钻、攻丝、冷镦、冷拔
- 磁性材料： 退火态及淬火态均为强磁性
- 耐腐蚀性中等： 适合大气、淡水、弱酸碱环境；不耐海水、氯化物、强酸
- 焊接性差： 易产生冷裂纹，焊接需预热 200–300°C 并焊后立即回火
详细性能参数 (退火态)
一般性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 23.0 °C | 7.6–7.7 g/cm³ | 马氏体不锈钢典型值 |
力学性能 (23.0 °C，退火态)
| 性能项目 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 弹性模量 | 220 GPa | 马氏体不锈钢典型值 |
| 延伸率 (A5) | 20% | — |
| 布氏硬度 | 201 HB | — |
| 洛氏 B 硬度 | 93 HRB | — |
| 洛氏 C 硬度 | 25 HRC | — |
| 维氏硬度 | 210 HV | — |
| 泊松比 | 0.3 | 马氏体不锈钢典型值 |
| 剪切模量 | 77 GPa | 马氏体不锈钢典型值 |
| 抗拉强度 | 440 MPa | — |
| 屈服强度 (Rp0.2) | 205 MPa | — |
热学性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 热膨胀系数 | 23.0 °C | 1.0–1.5×10-5 1/K | 马氏体不锈钢典型值 |
| 熔点范围 | — | 1370–1530 °C | 马氏体不锈钢典型值 |
| 比热容 | 23.0 °C | 460 J/(kg·K) | 马氏体不锈钢典型值 |
| 热导率 | 23.0 °C | 14–31 W/(m·K) | 马氏体不锈钢典型值 |
电学性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 电阻率 | 23.0 °C | 6.0×10-7 Ω·m | 马氏体不锈钢典型值 |
工艺状态
| 项目 | 描述 | |
|---|---|---|
| 处理历史 | 退火 (Annealed) | |
热处理工艺参考
| 工序 | 温度范围 | 冷却方式 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 退火 (软化) | 800–900°C | 炉冷 ≤ 30°C/h 至 600°C 后空冷 | 获得最低硬度、最佳加工性 |
| 淬火 | 950–1050°C | 油冷 (薄件) / 风冷 (厚件) | 获得马氏体组织，硬度 ~45–50 HRC |
| 低温回火 | 150–350°C | 空冷 | 高硬度、耐磨 (40–50 HRC)，脆性大 |
| 高温回火 | 600–750°C | 空冷/油冷 | 调质处理，综合力学性能最佳 (25–35 HRC) |
典型应用
- 退火态供货 → 用户自行热处理： 刀具、剪刀、手术刀片、模具嵌件、耐磨衬板
- 调质态 (淬火+高温回火)： 阀门杆、泵轴、螺栓螺母、齿轮、连杆、涡轮叶片
- 低温回火态： 量具、刀具、轴承套圈、精密模具部件
- 直接使用退火态： 低应力结构件、装饰管、非关键紧固件
对比与选材提示
| 牌号 | C% | 特点 | 典型用途差异 |
|---|---|---|---|
| SUS403 | ≤0.15 | 基础牌号，加工性最好 | 通用刀具、阀门、轴、紧固件 |
| SUS410 | 0.08–0.15 | 强度略高，最通用 | 蒸汽轮机叶片、泵轴、阀座 |
| SUS420J1/J2 | 0.16–0.40 | 高碳、高硬度、耐磨 | 手术刀、剃须刀片、精密模具 |
| SUS431 | 0.12–0.22 | 含 Ni 2%，韧性耐蚀最好 | 航空轴、高强螺栓、海洋工程 |
金属
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