Мартенситная сталь AISI 420. Свойства, химический состав, российский аналог по ГОСТу 5632-72

Мартенситная сталь AISI 420

Какие собственно свойства марки AISI 420 привлекают производителей? Это мартенситная сталь, без никелевая, низкоуглеродистая нержавеющая сталь. Но по сравнению с базовой мартенситной маркой AISI 410, сталь AISI 420 обладает более высоким содержанием углерода. Соответственно 420-я намного сильнее упрочняется термической обработкой и на выходе обладает более высокой твердостью и износостойкостью.

В уже отожженном (умягченном) состоянии структура стали представляет собой смесь ферритной и карбидной фазы. При нагревании до температуры 1000-1060 °С и последующей закалке (на воздухе или в масле) образуется мартенсит, твердость которого прямо пропорциональна содержанию углерода. Образующиеся карбиды хрома дополнительно дисперсно упрочняют структуру стали, повышая ее режущие способности и твердость.

Российский аналог 420 AISI по ГОСТ (ГОСТ 5632-72) - коррозионно-стойкая (нержавеющая) жаропрочная сталь марок 20Х13, 30Х13 и 40Х13.

Сталь 420 AISI изготовлена в соответствии с ASTM A240.

Химический состав по стандарту ASTM A240

Марка стали  C  Mn  P  Si  Mo  V  Cr
 420 AISI  0.15  1.00  0.04  1.00    -    -  12.0-14.0
 420 MoV AISI  0.45-0.55  1.00  0.04  1.00  0.5-0.8  0.1-0.2  14.0-15.0

Добавки молибдена и ванадия в стали 420 MoV повышают ее износостойкость и коррозионную стойкость. Где MoV – класс высокоуглеродистых коррозионностойких сталей, используемых в изготовлении клинков японских поварских ножей.

Эта сталь обладает хорошей пластичностью (в состоянии поставки), высокой ударной вязкостью, хорошей коррозионной стойкостью и жаростойкостью.

Типичные механические свойства сталей AISI 420, AISI 420 MoV и их российских аналогов

Закалка и низкотемпературный отпуск при ~ 205 °С.

Сталь марки 30Х13 не так пластична, как 20Х13. Сталь марки 30Х13 используется после термического улучшения для деталей приборов и машин (шестерни, валы, пружины), которые работают при достаточно больших циклических нагрузках в коррозионной среде.

Сталь марки 30Х13 наиболее активно применяется для производства карбюраторных игл, подшипников, клапанных пластин компрессоров, внутренних деталей аппаратов, которые работают при воздействии слабоагрессивных сред и высоких температурах.

Уже после обработки «закалка низкий отпуск» марка стали 30Х13 обладает структурой отпущенного мартенсита, из нее производят режущий, формовочный, измерительный и хирургический инструмент, предметы домашнего обихода.

Касательно стали 40Х13, она обладает после закалки и низкого отпуска хорошей коррозионной стойкостью в атмосферных условиях (кроме морской атмосферы), слабых растворах азотной кислоты при умеренных температурах, речной и водопроводной воде.

Коррозионная стойкость стали 40Х13 существенно зависит от качества поверхности изделий. Рекомендуется применять шлифованную и полированную поверхность.

Области применения стали AISI 420

Применяется в тех случаях, когда необходимо сочетание высокой износостойкости и хорошей коррозионной стойкости. А именно:
  • режущий, мерительный инструмент, пружины, карбюраторные иглы, штоки поршневых компрессоров, детали внутренних устройств аппаратов и другие различные детали, работающие на износ в слабоагрессивных средах до 450 °С.
  • детали турбин и котлов;
  • крепеж, износостойкие прокладки;
  • тепловые и сепарационные экраны, фильтры;
  • кухонная утварь и прочее.

Может успешно заменять сталь марки 20Х13, 30Х13 и 40Х13 в применениях, регламентируемых в соответствии с  ГОСТ 5632-72  как: "Детали с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударным нагрузкам (клапаны гидравлических прессов, предметы домашнего обихода), а также изделия, подвергающиеся действию слабоагрессивных сред (атмосферные осадки, водные растворы солей органических кислот при комнатной температуре и др.), лопатки паровых турбин, клапаны, болты и трубы". Кроме того, в отличие от никельсодержащих, данная сталь, в соответствии с ГОСТ 5632-72 "устойчива в серосодержащих средах".

Согласно этому же ГОСТ 5632-72 "наибольшая коррозионная стойкость достигается после термической обработки (закалка с отпуском) и полировки".

В соответствии с многочисленными справочными литературными данными мартенситные стали типа AISI 420 могут использоваться для изготовления деталей машин и аппаратов непосредственно контактирующих с пищевыми продуктами. Отмечается хорошая устойчивость к коррозии в промышленной среде и пресной воде; при контакте с паром, алкоголем; под воздействием аммиака, многих нефтепродуктов и органических субстанций, молочных продуктов; а также в слабокислой среде. Средние показатели устойчивости обеспечены в пищевой среде и щелочных растворах. Низкие показатели коррозионностойкости проявляются в солевой среде.

Таким образом, стали типа AISI 420 могут использоваться для изготовления деталей машин и аппаратов для винодельческой промышленности. Эти стали разрешено применять в непосредственным контакте с суслом, вином, коньячным спиртом, продуктами переработки отходов виноделия и т.д. Сталь AISI 420 может быть использована для изготовления технологического оборудования, применяемого на различных этапах пищевого производства (мойка или гигиеническая обработка сырья, продуктов и оборудования, измельчение, разделение и сортировка продукции, смешивание, тепловая обработка, расфасовка и упаковка, транспортировка и т.д.).

Однако данный материал не способен противостоять воздействию морской воды и сильных кислот (даже в разбавленном состоянии).

Каждому материалу – своя ниша в промышленном применении, и стали определенных марок наиболее точно соответствуют по своим характеристикам определенным требованиям. Как мы видим, нержавеющая сталь марки AISI 420 – идеальна для производства ножей, медицинского инструмента или даже мачете.

Компания БалтикИнокс наладила поставки металлопроката из нержавеющей стали марки AISI 420: это листовой прокат и стальные круги (прутки).

Наши специальные акции и скидки

Подписывайтся чтобы ничего не пропустить