420 در برابر 1.2083 در برابر 1.2316: انتخاب فولاد زنگ‌نزن قالب

یک خانواده، سه کار

فولادهای قالب زنگ‌نزن مارتنزیتی فولادهایی سخت‌شونده با 13–17% کروم هستند. سه گریدی که بیشتر با هم مقایسه می‌شوند، بیش از آنچه برچسب «420-type» آن‌ها نشان می‌دهد با یکدیگر تفاوت دارند:

	AISI 420 (1.4021/1.4028)	1.2083	1.2316
کربن	~0.2–0.3%	~0.40%	~0.36%
کروم	~13%	~13%	~16%
مولیبدن	—	—	~1.1%
سختی کاری معمول	40–52 HRC، وابسته به گرید	48–52 HRC	48–52 HRC سخت‌کاری‌شده، یا پیش‌سخت‌کاری‌شده

420: گرید اقتصادی

420 ساده گسترده‌ترین دامنه را پوشش می‌دهد، از 1.4021 نرم تا گونه‌های سخت‌تر از نوع 420J2. به‌راحتی ماشین‌کاری می‌شود، به‌اندازه کافی سخت می‌شود و برای پایه‌های قالب، صفحات پران، ستون‌های تکیه‌گاه و حفره‌هایی که در آن‌ها رزین خورنده نیست و نیاز به پولیش متوسط است، مقاومت پایه در برابر زنگ‌زدگی می‌دهد. سقف آن واقعی است: کیفیت پولیش و مقاومت به حفره‌دارشدن با تمیزی و سطح کروم آن محدود می‌شود.

1.2083: گرید پولیش

1.2083 (X40Cr14، نزدیک به AISI 420 اصلاح‌شده) فولاد کلاسیک زنگ‌نزن حفره قالب است: کربن کافی برای 48–52 HRC، کاربیدهای ریز، و پاسخ خوب به اچ و پولیش. برای پرداخت‌های آینه‌ای، قطعات اپتیکی و پزشکی، نسخه ESR (ذوب مجدد سرباره‌ای الکتریکی) را مشخص کنید. ذوب مجدد آخال‌های سولفیدی و اکسیدی را که در غیر این صورت به‌صورت سوراخ‌های سوزنی و خطوط کشیدگی در حفره پولیش‌خورده ظاهر می‌شوند، حذف می‌کند؛ مواد ESR در سرویس نیز کمتر حفره‌دار می‌شوند، زیرا حفره‌ها معمولاً از آخال‌ها شروع می‌شوند.

1.2316: گرید خوردگی

1.2316 با حدود 16% کروم به‌همراه مولیبدن، قوی‌ترین مقاومت به خوردگی را در میان این سه دارد — پاسخ استاندارد برای PVC و سایر رزین‌های آزادکننده هالوژن، که بخارهای هیدروژن کلرید آن‌ها به گریدهای زنگ‌نزن ضعیف‌تر حمله می‌کند. این فولاد اغلب برای قالب‌های بزرگ به‌صورت پیش‌سخت‌کاری‌شده عرضه می‌شود و در ازای حذف ریسک عملیات حرارتی روی بلوک‌های بزرگ، اندکی از سختی اوج را از دست می‌دهد. پولیش آینه‌ای آن خوب است اما، در شرایط استاندارد (غیر ESR)، معمولاً یک پله پایین‌تر از ESR 1.2083 است.

انتخاب

• هزینه کم، رزین‌های ملایم، پرداخت متوسط → 420.
• بالاترین پولیش، تماس پزشکی/اپتیکی/غذایی، نگهداری در محیط مرطوب → 1.2083، و ESR برای کار آینه‌ای.
• PVC، رزین‌های بازدارنده شعله یا سایر رزین‌های خورنده، بلوک‌های بزرگ پیش‌سخت‌کاری‌شده → 1.2316.

هر سه همچنان به روش صحیح قالب‌سازی نیاز دارند: خوردگی ابتدا در کانال‌های خنک‌کاری و خطوط جدایش شروع می‌شود، بنابراین تصفیه آب و حفاظت هنگام توقف به‌اندازه خود گرید اهمیت دارد.

نکات کاری

فولادهای قالب زنگ‌نزن سخت‌شده معمولاً به‌صورت آنیل‌شده خریداری و پس از ماشین‌کاری خشن سخت‌کاری می‌شوند، زیرا اعوجاج در 48–52 HRC کم است اما صفر نیست؛ باید برای سنگ‌زنی نهایی و پولیش، بار اضافی در نظر گرفته شود. دو احتیاط عملی:

• تعمیرات: تعمیرات جوشی روی حفره‌های زنگ‌نزن ممکن است اما دشوار است — برای جلوگیری از لکه‌های نرم یا مستعد زنگ‌زدگی، به مواد پرکننده منطبق و عملیات حرارتی مجدد کامل نیاز است.
• نیتراسیون: نیتراسیون گازی یک حفره زنگ‌نزن مقاومت سایش سطحی را بالا می‌برد اما کروم آزاد را درگیر می‌کند و می‌تواند مقاومت به خوردگی را که فولاد به‌خاطر آن خریداری شده است کاهش دهد؛ این یک مصالحه آگاهانه است، نه یک ارتقای رایگان.
• کانال‌های خنک‌کاری: کیفیت سوراخ‌کاری و پرداخت داخل کانال‌های آب اهمیت دارد — کانال‌های زبر و رسوب‌گرفته در هر یک از این سه گرید همان جایی هستند که لکه‌دارشدن قطعات بر اثر خوردگی معمولاً از آنجا آغاز می‌شود.