不銹鋼 409（Stainless Steel 409）
不銹鋼 409 是一種鐵素體不銹鋼，主要以良好的耐腐蝕性、可焊性和經濟性而著稱。它廣泛應用於汽車排氣系統、工業設備和某些耐熱應用場景。
1. 化學成分（以重量百分比計）
| 元素 | 含量範圍 |
|---|---|
| 碳（C） | ≤ 0.08% |
| 錳（Mn） | ≤ 1.00% |
| 硅（Si） | ≤ 1.00% |
| 鉻（Cr） | 10.5% – 11.75% |
| 鎳（Ni） | ≤ 0.50%（通常無鎳或含量極低） |
| 磷（P） | ≤ 0.045% |
| 硫（S） | ≤ 0.020% |
| 鈦（Ti） | 6x(C+N) – 0.75% |
特點：
- 鉻含量較低（約 10.5% – 11.75%），因此比奧氏體不銹鋼（如 304、316）耐腐蝕性稍差，但仍比碳鋼或普通低合金鋼更具抗氧化性。
- 鈦（Ti）元素 的添加有助於提高耐高溫抗氧化性並穩定焊接性能。
2. 主要特性
(1) 耐腐蝕性
- 409 不銹鋼的耐腐蝕性比普通碳鋼好，但不如 304 和 316 不銹鋼，尤其是在潮濕或含鹽環境中。
- 在乾燥的高溫環境下，409 具有良好的抗氧化性，可承受約 675°C 持續運行溫度，短時間內可達 815°C。
(2) 強度與機械性能
| 性能 | 數值（退火狀態） |
|---|---|
| 抗拉強度（Tensile Strength） | ≥ 380 MPa |
| 屈服強度（Yield Strength） | ≥ 170 MPa |
| 延伸率（Elongation） | ≥ 20% |
| 硬度（Hardness, HRB） | ≤ 88 |
- 409 不銹鋼的強度適中，可滿足大多數結構性需求。
- 經過冷加工後，強度會有所提升，但不如奧氏體不銹鋼（如 301、304）那樣顯著。
(3) 可焊性
- 良好的可焊性，適合 MIG、TIG 及電阻焊等焊接方法。
- 建議使用鈦穩定焊材，可防止焊接區域的晶間腐蝕。
- 若焊接後需在高溫環境使用，建議進行 退火處理（600-700°C），以減少焊接應力並提升抗氧化性能。
(4) 成形性
- 409 不銹鋼具有適度的塑性，可以進行冷彎、沖壓和深拉延加工。
- 但因其鐵素體結構，延展性比 304 差，深拉時可能需要適當的潤滑劑和較大的弧度半徑。
3. 主要應用
(1) 汽車行業
- 排氣系統（如排氣管、消音器、催化轉換器外殼）
- 熱交換器（如冷卻管、散熱器部件）
- 引擎護罩
(2) 工業設備
- 耐熱設備（如燃燒室、工業爐部件）
- 農業與建築機械（如消音設備、排氣裝置）
(3) 其他應用
- 餐飲設備（適用於非高鹽、高酸環境）
- 電器機殼與機箱
- 水處理設備
4. 409 不銹鋼 vs. 其他不銹鋼比較
| 類型 | 409 | 304 | 316 | 201 |
|---|---|---|---|---|
| 主要組織 | 鐵素體 | 奧氏體 | 奧氏體 | 奧氏體 |
| 鉻含量 | 10.5% – 11.75% | 18% – 20% | 16% – 18% | 16% – 18% |
| 鎳含量 | ≤ 0.5% | 8% – 10.5% | 10% – 14% | 3.5% – 5.5% |
| 耐腐蝕性 | 一般，適用於低腐蝕環境 | 良好，適用於大多數環境 | 優異，適合海洋環境 | 低於 304，適合輕度腐蝕環境 |
| 耐熱性 | 良好（最高 815°C） | 優秀（最高 870°C） | 極優（最高 925°C） | 一般 |
| 可焊性 | 良好 | 優秀 | 優秀 | 一般 |
| 磁性 | 有磁性 | 無磁性 | 無磁性 | 無磁性 |
5. 表面處理
409 不銹鋼表面容易氧化，為了改善其抗氧化性和外觀，常見的表面處理方式包括：
- 拋光（Polishing）：改善表面亮度，常用於汽車排氣管。
- 電鍍（Electroplating）：增加耐腐蝕性，如鍍鋅或鍍鉻。
- 噴砂（Sandblasting）：提高表面均勻度，減少氧化斑點。
6. 總結
✅ 優點：
- 成本低，比 304、316 便宜，適用於大批量應用。
- 良好的耐高溫氧化性，適合汽車排氣和工業爐部件。
- 適當的耐腐蝕性，比碳鋼好，在輕度腐蝕環境下表現良好。
- 可焊性好，適合大規模製造應用。
❌ 缺點：
- 耐腐蝕性不如 304 和 316，在高濕度、高鹽環境下容易生鏽。
- 延展性較差，不適合深拉延應用。
- 表面容易氧化變色，需要額外的處理來改善外觀。
適用場景
409 不銹鋼適合 低成本、耐熱性高 的應用，例如：
- 汽車排氣系統
- 工業加熱設備
- 建築和農業機械
若需要更強的耐腐蝕性，則應選擇 304 或 316 不銹鋼。