431不銹鋼是一款高性能馬氏體不銹鋼，核心特質(zhì)聚焦于高強(qiáng)度與高韌性的完美平衡，隸屬于400系列不銹鋼體系，與上一篇430鐵素體不銹鋼（側(cè)重家用耐蝕）、420高碳馬氏體不銹鋼（側(cè)重刀具耐磨）及其他同類牌號形成明確差異。其微觀組織以馬氏體為主，通過鉻鎳協(xié)同配比、精準(zhǔn)調(diào)控碳含量，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度與韌性的雙重突破，兼顧一定的耐蝕性，無需犧牲韌性即可達(dá)到高強(qiáng)度要求，是一款適配中高端工業(yè)場景的特種金屬材料。國內(nèi)對應(yīng)牌號為1Cr17Ni2，國際通用牌號包括S43100（美國UNS標(biāo)準(zhǔn)）、SUS431（日本JIS標(biāo)準(zhǔn)）、X17CrNi16-2（德國DIN標(biāo)準(zhǔn)），性能指標(biāo)嚴(yán)格遵循GB/T 3280-2015、ASTM A240等國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于對強(qiáng)度和韌性均有嚴(yán)苛要求的高端裝備制造領(lǐng)域。

鉻鎳碳協(xié)同配比與馬氏體相變調(diào)控，是431不銹鋼實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)高韌性的核心機(jī)理，這也是其區(qū)別于同類馬氏體不銹鋼的關(guān)鍵所在。根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，431不銹鋼含鉻量嚴(yán)格控制在15.0%-17.0%，含碳量為0.12%-0.20%，核心優(yōu)勢在于添加了1.25%-2.50%的鎳元素，錳、硅含量均≤1.00%，磷、硫等有害雜質(zhì)分別控制在0.04%以下，部分型號可添加微量鉬元素優(yōu)化耐蝕性。與430鐵素體不銹鋼相比，431不銹鋼含碳量更高且含鎳，可發(fā)生馬氏體相變，強(qiáng)度與韌性遠(yuǎn)超前者；與420高碳馬氏體不銹鋼相比，其鎳元素的添加有效改善了馬氏體組織的韌性，避免了普通高碳鋼“高強(qiáng)必脆”的短板，同時(shí)鉻含量的提升也增強(qiáng)了耐蝕性能。碳元素強(qiáng)化馬氏體硬度與強(qiáng)度，鉻元素形成致密氧化鉻鈍化膜提升耐蝕性，鎳元素細(xì)化馬氏體晶粒、提升韌性，三者協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)高韌性平衡，這一機(jī)理已被冶金領(lǐng)域多項(xiàng)研究及工業(yè)實(shí)踐證實(shí)。

高強(qiáng)高韌性是431不銹鋼的核心功能優(yōu)勢，其力學(xué)性能可通過熱處理靈活調(diào)控，適配不同工況的強(qiáng)度與韌性需求，綜合力學(xué)性能遠(yuǎn)超410、420、430等同類不銹鋼。根據(jù)S43100牌號相關(guān)性能標(biāo)準(zhǔn)，431不銹鋼在退火狀態(tài)下，抗拉強(qiáng)度可達(dá)650-850MPa，硬度≤260HB，具備良好的基礎(chǔ)韌性；經(jīng)淬火（980-1050攝氏度油淬或空冷）+回火（540-700攝氏度）調(diào)質(zhì)處理后，性能大幅提升，抗拉強(qiáng)度可突破1000MPa，最高可達(dá)1300MPa，屈服強(qiáng)度≥800MPa，硬度可達(dá)到HRC 30-40，同時(shí)沖擊韌性保持在60J/cm2以上，實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度與高韌性的兼顧。經(jīng)工業(yè)試驗(yàn)驗(yàn)證，431不銹鋼制成的部件，在承受高應(yīng)力、沖擊載荷的工況下，使用壽命較420不銹鋼部件提升1倍以上，不易出現(xiàn)斷裂、脆化現(xiàn)象，完美解決了普通馬氏體不銹鋼韌性不足的痛點(diǎn)。

在耐蝕性能方面，431不銹鋼依托鉻元素與鎳元素的協(xié)同作用，具備中等偏上的耐蝕能力，優(yōu)于410、420等普通馬氏體不銹鋼，接近低端奧氏體不銹鋼水平。其表面形成的氧化鉻鈍化膜，可有效阻擋大氣、淡水、輕度有機(jī)酸等介質(zhì)的侵蝕，在干燥大氣、常溫淡水中可長期穩(wěn)定服役，在輕度含氯介質(zhì)中也能保持良好的耐蝕性，可適配中高端工業(yè)場景的輕度腐蝕需求。但相較于304、347等奧氏體不銹鋼，其耐強(qiáng)腐蝕性能有限，在濃硝酸、高鹽霧、高含氯等強(qiáng)腐蝕環(huán)境中，需進(jìn)行表面鈍化、鍍鉻等防腐處理。此外，431不銹鋼全狀態(tài)下具有鐵磁性，導(dǎo)熱性能良好，密度為7.75g/cm3，熱膨脹系數(shù)適中，適配高端裝備的精密制造需求。

431不銹鋼的加工與熱處理性能，均圍繞中高端工業(yè)場景需求優(yōu)化，兼顧實(shí)用性與精準(zhǔn)性。其熱加工性能較好，鍛造、軋制的溫度范圍較寬，適合制造復(fù)雜形狀的高端部件；冷加工硬化傾向較大，冷彎、冷軋時(shí)硬度會快速上升，需通過中間退火（830-880攝氏度緩冷）消除硬化，恢復(fù)塑性。其焊接性能較差，焊接時(shí)熱影響區(qū)易出現(xiàn)硬化和裂紋，焊接前需預(yù)熱至200-300攝氏度，焊后需緩冷并進(jìn)行回火處理，選用低氫焊條可減少焊接缺陷。此外，其熱處理工藝成熟，可通過調(diào)整回火溫度靈活調(diào)控性能，低溫回火可保持高硬度，高溫回火可進(jìn)一步提升韌性，適配不同場景的個(gè)性化需求。