Нержавеющая сталь 420: определение, состав, свойства, применение и многое другое

Нержавеющая сталь 420 отличается своей способностью сохранять остроту режущей кромки, обеспечивая при этом хорошую коррозионную стойкость. Она используется во многих областях, где требуется прочность и точность. В этой статье мы рассмотрим основные характеристики нержавеющей стали 420 и ее типичные области применения, а также узнаем о ней все.

Что такое нержавеющая сталь 420?

Нержавеющая сталь 420 также называется UNS S42000. Это семейство мартенситная нержавеющая сталь. Он состоит примерно из 85-88% железа, 12-14% хрома и 0,15-0,45% углерода. Он имеет высокую твердость и износостойкость. Он идеально подходит для режущих инструментов, медицинских инструментов, промышленных шестерен и автомобильных компонентов. Его можно разделить на различные типы, такие как 420J1 и 420J2.

Эквиваленты нержавеющей стали 420

Существует несколько эквивалентов нержавеющей стали 420 в зависимости от стандартов и стран.

• S42000 (Единая система нумерации)
• 1.4021 (европейский стандарт)
• AISI 420 (Американский институт чугуна и стали)
• 1.4021 (немецкий стандарт)
• SUS420J1 и SUS420J2 (японский стандарт)

Стандарты нержавеющей стали 420

• ASTM A276
• ASTM A240/A240M
• ASTM A580/A580M

Подгруппы нержавеющей стали 420

Нержавеющую сталь 420 можно разделить на различные подгруппы в зависимости от содержания углерода и особых свойств. 

420J1

Содержание углерода: ниже (примерно 0,15-0,25%)

Свойства: Обладает хорошей коррозионной стойкостью и умеренной твердостью.

Применение: Используется в ситуациях, когда прочность важнее твердости. Сюда входят столовые приборы и хирургические инструменты.

420J2

Содержание углерода: выше (примерно 0,26-0,40%)

Свойства: Обеспечивает более высокую твердость и износостойкость. Но имеет немного меньшую коррозионную стойкость, чем 420J1.

Применение: Подходит для применений, требующих лучшей износостойкости. Сюда входят лезвия ножей, ножницы и промышленные лезвия.

Какие элементы входят в состав нержавеющей стали 420?

Химический состав нержавеющей стали 420 можно посмотреть в таблице ниже:

Физические свойства нержавеющей стали 420

В таблице ниже приведены физические свойства нержавеющей стали 420:

Магнитится ли нержавеющая сталь 420?

Да, нержавеющая сталь 420 является магнитной. Она относится к классу мартенситной нержавеющей стали, которая является магнитной. Железо в нержавеющей стали 420 делает ее магнитной, и ее можно закалить с помощью термической обработки. Если вам нужна твердая и магнитная нержавеющая сталь, 420 — хороший выбор.

Связанное чтение
Магнитится ли нержавеющая сталь?

Термические свойства нержавеющей стали 420

Ознакомьтесь с таблицей ниже, чтобы узнать о термических свойствах нержавеющей стали 420:

Механические свойства нержавеющей стали 420

Ознакомьтесь с таблицей ниже, чтобы узнать о механических свойствах нержавеющей стали 420:

Твердость нержавеющей стали 420

Твердость нержавеющей стали 420 может варьироваться в зависимости от процесса термообработки, но обычно она составляет 48–56 HRC (твердость по Роквеллу). 

В отожженном состоянии он имеет более низкую твердость, но после соответствующей закалки и отпуска может достичь верхнего предела этого диапазона.

Коррозионная стойкость

Нержавеющая сталь 420 содержит хром 12-14%. Она имеет хорошую коррозионную стойкость. Но у нее более низкая коррозионная стойкость, чем у нержавеющих сталей, таких как 304 или 316. Она хорошо работает в пресной воде, слабых химикатах и нормальных атмосферных условиях. Однако она менее эффективна в сильнокислых или соленых средах.

Нержавеющая сталь 420 идеально подходит для столовых приборов, кухонных принадлежностей и медицинских инструментов благодаря коррозионная стойкость. Он также используется в промышленном оборудовании и автомобильных деталях, где важны долговечность и устойчивость к износу.

Теплостойкость

Нержавеющая сталь 420 может выдерживать тепло. Она подходит для применения при умеренных температурах до 700°C (1292°F). При этих температурах нержавеющая сталь 420 устойчива к образованию накипи и окислению. Она подходит для автомобильных выхлопных систем и других компонентов, регулярно подвергающихся воздействию тепла. 

Однако в условиях экстремальных температур другие виды нержавеющей стали, такие как 310 или 316, могут работать лучше.

Правильная термическая обработка может оптимизировать термостойкость нержавеющей стали 420. Такая обработка помогает стали сохранять твердость и прочность после многократных циклов нагрева и охлаждения.

Для чего используется нержавеющая сталь 420?

Вот некоторые распространенные применения:

• Столовые приборы и кухонные принадлежности

Идеально подходит для ножей и режущих инструментов благодаря высокой твердости и способности сохранять остроту кромки.

• Хирургические инструменты

Подходит для медицинских инструментов, которые должны оставаться острыми и выдерживать стерилизацию.

• Промышленные компоненты

Используется в таких деталях машин, как клапаны, валы насосов и шестерни, где требуются износостойкость и высокая прочность.

• Автомобильные детали

Такие компоненты, как пружины и клапаны, выигрывают от его прочности и долговечности.

• Оборудование для пищевой промышленности

Устойчив к пищевым кислотам и легко чистится, что делает его идеальным для лезвий и слайсеров.

Преимущества нержавеющей стали 420

• Высокая твердость и прочность

Нержавеющая сталь 420 может быть закалена для достижения высокой прочности. Это делает ее пригодной для режущего оборудования, промышленного оборудования и хирургических скальпелей.

• Хорошая износостойкость

Он обладает большой устойчивостью к износу и истиранию. Это полезно для применений, требующих длительного использования и долговечности.

• Экономически эффективно

420 может обеспечить хорошие эксплуатационные характеристики при более низкой стоимости, чем другие виды нержавеющей стали, такие как 316.

Недостатки нержавеющей стали 420

• Умеренная коррозионная стойкость

Нержавеющая сталь марки 420 обладает меньшей коррозионной стойкостью, чем 304 или 316. Она может легче подвергаться коррозии, особенно в высококоррозионных средах. 

• Плохая свариваемость

Из-за необходимости предотвращения трещин сварка нержавеющей стали 420 требует тщательного предварительного нагрева и послесварочной термообработки. Поэтому процесс может быть более сложным

• Ограниченная холодная обрабатываемость

Высокая твердость нержавеющей стали 420 делает ее менее пригодной для обширных операций холодной штамповки, поскольку это может привести к образованию трещин.

• Чувствительность к теплу

Нержавеющая сталь 420 имеет ограниченную устойчивость к высоким температурам по сравнению с другими марками. Она может потерять прочность или деформироваться при воздействии экстремального тепла.

Нержавеющая сталь 420 Термическая обработка

Отжиг

Нагреть сталь до высокой температуры. После этого медленно охладить. Это может снять внутренние напряжения и улучшить пластичность.

Закалка

Сталь нагревается до 980-1065°C (1796-1949°F), а затем быстро охлаждается (закаливается) в масле или на воздухе. Это может повысить твёрдость. 

Закалка

Повторно нагрейте закаленную сталь до 150–370 °C (302–698 °F), чтобы достичь необходимого баланса твердости и прочности.

Таблица закалки нержавеющей стали 420

Ниже представлена общая диаграмма отпуска нержавеющей стали 420. Она показывает связь между температурой отпуска и получаемой твердостью.

Методы обработки нержавеющей стали 420

Горячая обработка

• Горячая прокатка

Выполняется при температурах от 1100°C до 900°C (от 2012°F до 1652°F) для формования стали в пластины, листы или прутки.

• Ковка

Сталь можно подвергать горячей ковке в том же диапазоне температур для получения изделий индивидуальных форм и размеров.

Холодная обработка

• Холодное волочение

Сталь протягивается через матрицу для уменьшения площади ее поперечного сечения, улучшения качества поверхности и механических свойств.

Обычно используется для производства проволоки, прутков и труб точных размеров.

• Холодная формовка

Сталь формуется при комнатной температуре для получения определенных форм или размеров.

Увеличивает прочность и твердость за счет наклепа.

• Соображения: Чрезмерная деформация может привести к растрескиванию из-за ограниченной пластичности.

Обработка

Лучше всего использовать отожженную сталь, когда она мягче.

Сталь можно обрабатывать с помощью твердосплавных или быстрорежущих стальных инструментов с использованием соответствующей охлаждающей жидкости и смазки.

Сварка

Разогрейте сталь до 150–320 °C (302–608 °F), чтобы снизить риск образования трещин.

Используйте совместимые присадочные материалы, такие как AWS E/ER420 или присадочные материалы из аустенитной нержавеющей стали.

После сварки выполните отжиг или отпуск для снятия напряжений и снижения твердости.

Шлифовка и полировка

Достижение точных размеров и гладкой поверхности.

Незаменим для таких изделий, как столовые приборы и хирургические инструменты, где важны острота и эстетичность.

Отделка

Обработка поверхности: такие процессы, как пассивация, электрополировка или нанесение покрытия для повышения коррозионной стойкости и улучшения внешнего вида.

Покрытия: Нанесение защитных слоев, таких как азотирование или физическое осаждение из паровой фазы (PVD), для повышения твердости поверхности и износостойкости.

Отделка проводов

Специфика для изделий из проволоки, в том числе:

• Яркая отделка: достигается путем контролируемого отжига и обработки поверхности для придания ей блестящего вида.
• Матовая отделка: получается путем механического удаления окалины или кислотного травления для придания матовой поверхности.
• Покрытие: нанесение металлов, таких как цинк или олово, для дополнительной защиты от коррозии.
• Смазочные покрытия: Для проволоки, предназначенной для дальнейшей холодной формовки или волочения.

Различия между нержавеющей сталью 420 и другими видами нержавеющей стали

440 против 420

• Нержавеющая сталь 420 имеет 12-14% хрома и 0,15-0,40% углерода. Она более мягкая, с твердостью 50-54 HRC. нержавеющая сталь 440 имеет больше хрома (16-18%) и больше углерода (0,6-1,2%), что дает ему твердость 58-62 HRC. Это делает 440 более твердым и долговечным.

• 440 лучше выдерживает высокие температуры, что делает его менее склонным к деформации по сравнению с 420.

• 420 легче поддается механической обработке и сварке. 

• Нержавеющая сталь 440 стоит дороже.

410(UNS S41000) против 420

• нержавеющая сталь 410 Содержит 11,5–13,5% хрома и 0,08–0,15% углерода. Нержавеющая сталь 420 содержит 12–14% хрома и 0,15–0,40% углерода, что делает ее тверже и прочнее, чем 410. 

• 420 обладает лучшей износостойкостью и способностью сохранять остроту режущей кромки за счет более высокого содержания углерода.

• Нержавеющая сталь 410 демонстрирует лучшую термостойкость. При высоких температурах до 650°C 420 более склонна к потере механических свойств при повышенных температурах.

• Нержавеющая сталь 410 легче поддается обработке и сварке. Поскольку в ней меньше углерода. Она также более доступна по цене, чем нержавеющая сталь 420.

• Нержавеющая сталь 410 используется для изготовления столовых приборов, лопастей паровых турбин и деталей автомобилей. Нержавеющая сталь 420 используется для изготовления режущего оборудования, промышленного оборудования и хирургических скальпелей.

316 против 420

• нержавеющая сталь 316 Имеет содержание хрома 16-18%, никеля 10-14% и молибдена 2-3%. Этот состав обеспечивает 316 превосходную коррозионную стойкость, но делает ее менее твердой, чем 420.

• Нержавеющая сталь марки 316 выдерживает более высокие температуры, сохраняя свои свойства примерно до 870 °C (1598 °F). Нержавеющая сталь марки 420 выдерживает температуру примерно до 700 °C (1292 °F), но теряет свои механические свойства при более высоких температурах.

• Нержавеющая сталь марки 420 легче поддается обработке из-за ее меньшей твердости. Нержавеющая сталь марки 316 стоит дороже, поскольку содержит больше никеля и молибдена.

• Нержавеющая сталь марки 316 используется в морской среде, химической обработке и пищевой промышленности. Нержавеющая сталь марки 420 используется в столовых приборах, хирургических скальпелях, лезвиях и промышленном оборудовании.

Различные формы нержавеющей стали 420

Вот наиболее распространённые формы для различных применений.

Лист

Листы нержавеющей стали 420 плоские и тонкие, обычно толщиной от 0,5 мм до 3 мм. Они используются в таких областях, как кухонные инструменты и хирургические инструменты.

Бар

Стержни могут быть цилиндрическими или прямоугольными цельными деталями. Они часто используются в обработке, ковке и других производственных процессах для создания деталей, таких как шестерни, валы и крепежи.

Тарелка

Пластины толще листов, обычно более 6 мм. Они используются в тяжелых условиях эксплуатации, таких как структурные компоненты и промышленное оборудование.

Полоска

Полоски — это тонкие, плоские детали, похожие на листы, но обычно более узкие. Они используются при изготовлении пружин, лопастей и других компонентов, требующих точных размеров и гибкости.

Проволока

Проволока из нержавеющей стали марки 420 используется в тех случаях, когда требуется тонкий, гибкий материал, например, в медицинских приборах, пружинах и некоторых типах крепежных деталей.

Что еще вам следует знать о нержавеющей стали 420

Хороша ли нержавеющая сталь 420?

Да, нержавеющая сталь 420 подходит для применений, требующих высокой твердости и умеренной коррозионной стойкости, например, для изготовления ножей, хирургических инструментов и стоматологических инструментов.

Подходит ли нержавеющая сталь 420 для ножей?

Да, нержавеющая сталь 420 хороша для ножей; она обеспечивает приличную твердость и коррозионную стойкость, что делает ее подходящей для недорогих лезвий и столовых приборов.

Магнитится ли нержавеющая сталь 420?

Да, нержавеющая сталь 420 является магнитной, поскольку это мартенситная нержавеющая сталь.

Безопасна ли нержавеющая сталь 420 для пищевых продуктов?

Да, нержавеющая сталь 420 считается безопасной для пищевых продуктов. Ее хорошая коррозионная стойкость и твердость делают ее пригодной для оборудования для обработки пищевых продуктов, столовых приборов и других применений, контактирующих с пищевыми продуктами.

Резюме и далее

В этой статье кратко объясняется определение, состав, применение и другие важные аспекты нержавеющей стали 402. Чтобы узнать больше о нержавеющей стали или других типах стали, посетите наш блог или свяжитесь с нашими экспертами по металлу.

Как ведущий производитель и поставщик решений в области специальной стали, мы предоставляем многоотраслевые прикладные решения и индивидуальные услуги с гарантией качества 100%, стремясь расти вместе с нашими клиентами. Посетить наш сайт чтобы узнать больше, или отправьте нам предложение, и мы свяжемся с вами в ближайшее время!