Сталь AISI 420 – это мартиенситная нержавеющая сталь, обладающая отличными механическими свойствами и устойчивостью к коррозии. Эта сталь широко используется в производстве ножей, инструментов, медицинских приспособлений и других предметов, где необходима высокая прочность и устойчивость к окислению.

Сталь AISI 420 имеет содержание углерода от 0,15 до 0,40%, хрома от 12 до 14%, а также небольшое количество меди, фосфора, серы и магния. Она отличается высокой закалкой и не требует дополнительной термической обработки после закалки и отпуска.

Преимущества стали AISI 420 включают высокую твердость и прочность, хорошую коррозионную устойчивость в среде пресной воды и морской воды, а также возможность получения острого лезвия. Однако, эта сталь не рекомендуется для использования в агрессивных средах и при высоких температурах.

В этой статье мы рассмотрим подробнее свойства, способы обработки и применение стали AISI 420 в разных областях промышленности и быту. Узнайте все, что нужно знать о этом универсальном материале и его возможностях.

Состав и расшифровка стали AISI 420

Состав стали AISI 420

Сталь AISI 420 относится к мартенситным нержавеющим сталям. Она включает в себя следующие компоненты:

• углерод — 0,15% — 0,40%;
• хром — 12% — 14%;
• марганец — до 1%;
• кремний — до 1%;
• фосфор — до 0,04%;
• сера — до 0,03%.

Расшифровка AISI 420

Обозначение AISI 420 расшифровывается как Американский Институт Стали и Железа (American Iron and Steel Institute) и является стандартной маркировкой нержавеющих сталей в США. Цифры 420 указывают на ее состав, где первая цифра — 4, означает наличие хрома в содержании от 11,5% до 12,5%, а цифра 2 указывает на наличие углерода в пределах от 0,15% до 0,25%.

Сталь AISI 420 получила широкое распространение в производстве ножей, медицинского оборудования, пневматического и строительного инструмента, а также используется в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой и фармацевтической промышленности благодаря ее прочности, твёрдости и коррозионной стойкости.

Плюсы и минусы стали AISI 420

Плюсы:

• Хорошая коррозионная стойкость: сталь AISI 420 обладает хорошей стойкостью к коррозии в атмосферных условиях и воде.
• Отличные механические свойства: сталь AISI 420 обладает высокими механическими свойствами, что делает ее идеальным материалом для изготовления остроконечных и режущих предметов.
• Устойчивость к высоким температурам: сталь AISI 420 сохраняет свои механические свойства и коррозионную стойкость при высоких температурах.

Минусы:

• Низкая устойчивость к ударным нагрузкам: сталь AISI 420 не обладает высокой устойчивостью к ударным нагрузкам, что делает ее не подходящей для изготовления инструментов, которые подвергаются ударным воздействиям.
• Восприимчивость к коррозии в кислотных условиях: сталь AISI 420 имеет некоторую восприимчивость к коррозии в кислотных условиях, поэтому ее не следует использовать в таких средах без дополнительной защиты.
• Тяжелая обработка: из-за высокой твердости сталь AISI 420 тяжело обрабатывается, что делает ее изготовление более сложным для производителей.

Характеристики стали AISI 420

Химический состав

Сталь AISI 420 содержит около 13% хрома, что делает ее высокоустойчивой к коррозии, а также содержит углерод, марганец, фосфор и серу.

Механические свойства

Сталь AISI 420 имеет высокую твердость и прочность по сравнению с другими типами стали. Ее механические свойства зависят от технологии обработки и закалки. Обычно прочность этого типа стали составляет примерно 200-250 КГс/мм², прочность на растяжение – примерно 680 МПа.

Термическая обработка

Сталь AISI 420 можно закалять при температуре от 950 до 1050 градусов Цельсия. После закалки необходимо провести отпуск при температуре около 180 градусов Цельсия для снижения хрупкости.

Применение

• Ножи;
• Лезвия промышленных ножей и режущих инструментов;
• Хирургические инструменты;
• Клапаны;
• Детали подшипников и форсунки для топливных систем;
• Детали механизмов и оборудования в промышленности.

Сварка

Сварка стали AISI 420 возможна при использовании специальных электродов. Также возможна сварка при помощи TIG или MIG методов, но требуется предварительная подготовка и использование инертных газов для предотвращения окисления металла.

Аналоги стали AISI 420

Сталь AISI 420 имеет несколько аналогов, которые также широко используются в производстве ножей, инструментов и хирургических инструментов. Например, сталь AUS-8, 8Cr13MoV, 440B и 440C являются аналогами стали AISI 420. Каждый из этих материалов отличается своими свойствами и подходит для различных задач.

Сталь AUS-8 производится в Японии и отличается высокой коррозионной стойкостью и относительно высокой твердостью. Сталь 8Cr13MoV, производимая в Китае, имеет среднюю коррозионную стойкость, но при этом легко заточивается и относительно дешева. Сталь 440B отличается высокой твёрдостью и коррозионной стойкостью, однако её обработка затруднительна. Сталь 440C отличается высокой твёрдостью и износостойкостью, поэтому широко применяется в изготовлении ножей.

• AUS-8 – японская сталь, высокая коррозионная стойкость;
• 8Cr13MoV – китайская сталь, легко заточивается, относительно дешева;
• 440B – сталь с высокой твёрдостью и коррозионной стойкостью;
• 440C – сталь с высокой твёрдостью и износостойкостью, используется в изготовлении ножей.

Применение стали AISI 420

Сталь AISI 420 широко применяется в производстве ножей, инструментов, пружин, лагерей, элементов клапанов и прочих деталей механизмов, которые используются в условиях высокой коррозионной нагрузки.

• Ножи: благодаря своей прочности и устойчивости к коррозии, сталь AISI 420 является одним из самых популярных материалов для изготовления ножей.
• Инструменты: сталь AISI 420 используется для производства инструментов различного назначения, от простых отверток до более сложных инструментов для обработки металла.
• Пружины: устойчивость к коррозии и высокая твердость делают сталь AISI 420 отличным материалом для производства пружин.
• Лагери: благодаря высокой прочности и долговечности, сталь AISI 420 широко используется в производстве лагерей.
• Элементы клапанов: как и другие части механизмов, элементы клапанов из стали AISI 420 должны быть устойчивы к коррозии и обладать высокой прочностью.

Однако, сталь AISI 420 имеет ограниченную устойчивость к высоким температурам, что ограничивает ее применение в некоторых отраслях.

Преимущества	Недостатки
Высокая твердость; Устойчивость к коррозии; Простота обработки; Невысокая стоимость; Возможность закалки.	Ограниченная устойчивость к высоким температурам; Менее устойчива к коррозии, чем другие типы стали; Содержание углерода может негативно сказаться на легкости заточки ножей.

Обработка стали AISI 420

Термическая обработка

Термическая обработка является ключевым этапом для достижения нужных свойств у стали AISI 420. После закалки, сталь должна быть отпущена, чтобы снизить ее жесткость и улучшить пластичность.

Отпуск должен быть проведен при температуре в диапазоне от 150 до 370 градусов Цельсия в течение 2-4 часов. Низкие температуры приводят к сохранению мартенситной структуры, а высокие температуры могут вызвать окисление и деформацию материала.

Обработка на станках

Сталь AISI 420 является популярным материалом для производства ножей, инструментов и других изделий, что зачастую требует дополнительной обработки на станках.

Перед началом обработки на станке материал должен быть закален, отпущен и очищен от загрязнений. Обработка может проводиться как на автоматических, так и на ручных станках.

Некоторые станки могут выделять большое количество тепла в процессе обработки, что может повлиять на микроструктуру материала и привести к изменению свойств. Поэтому важно контролировать температуру и использовать охлаждение при работе на станках.

Обработка поверхности

Обработка поверхности стали AISI 420 может включать шлифовку, полировку, окрашивание и гравировку. В зависимости от применения изделия, может потребоваться механическая обработка поверхности для создания определенных эстетических характеристик и улучшения функциональных свойств.

Также можно использовать методы химической обработки поверхности, такие как спекание порошков, электролитическая полировка и химическое травление, чтобы улучшить коррозионную стойкость стали.

Хранение

Для того чтобы сталь AISI 420 сохраняла свои качества, ее необходимо правильно хранить. Материал должен храниться в сухом и защищенном от коррозии месте.

Рекомендуется хранить сталь AISI 420 в упаковке, например, в пленке или в листовых металлических ящиках. Стоит избегать соприкосновения с другими металлами, которые могут привести к электрохимической коррозии.

• Термическая обработка — ключевой этап
• Обработка на станках — перед началом обработки необходимо очистить сталь
• Обработка поверхности — изделия могут требовать механическую обработку и химическую обработку поверхности
• Хранение — сталь необходимо хранить в сухом месте