Ленты стальные AISI 420: коррозионностойкая мартенситная лента для режущего инструмента и пружинных элементов
Ленты стальные AISI 420 — холоднокатаный прокат из мартенситной коррозионностойкой стали с регламентированным содержанием углерода 0,15–0,40 % и хрома 12–14 %. Сочетание хромистой матрицы и углеродной составляющей обеспечивает дисперсионное твердение при закалке: лента выходит на 50–56 HRC без применения азотирования и напыления. Прокат поставляется в отожжённом (мягком) состоянии с феррито-перлитной структурой и твёрдостью не более 95 HRB, что позволяет выполнять штамповку, гибку и профилирование до финишной термической обработки.
Поставка ведётся по ASTM A666, EN 10088-2 (1.4021, 1.4028), а также по отраслевым ТУ. Толщина ленты — 0,05–3,0 мм, ширина — 4–600 мм, кромка — обрезная или продольно-резаная без заусенцев. Предельные отклонения по толщине для точных партий не превышают 0,01 мм, плоскостность — не более 5 мм на 1 м длины. Точная геометрия критична для автоматических линий вырубки и лазерной резки волоконными источниками.
Термообработка и механические характеристики
Закалка выполняется от 980–1060 C с охлаждением в масле, полимере или в потоке воздуха; отпуск — 150–370 C в зависимости от требуемого баланса прочности и вязкости. Низкий отпуск (150–200 C) даёт максимальную твёрдость для режущих кромок, высокий (300–370 C) — повышенную ударную вязкость для пружинных и упругих элементов. После закалки и отпуска предел прочности достигает 1600–1950 МПа, предел текучести — 1300–1700 МПа.
| Состояние | Твёрдость | в, МПа | 0,2, МПа | Относительное удлинение, % |
|---|---|---|---|---|
| Отожжённая | 95 HRB | 550–700 | 280–420 | 20–25 |
| Закалка + отпуск 150 C | 54–56 HRC | 1850–1950 | 1600–1700 | 2–4 |
| Закалка + отпуск 250 C | 50–53 HRC | 1700–1850 | 1450–1600 | 4–6 |
| Закалка + отпуск 350 C | 46–49 HRC | 1550–1700 | 1300–1450 | 6–9 |
| Наклёп (пружинная) | 42–46 HRC | 1400–1600 | 1200–1400 | 3–5 |
Технологические свойства и ограничения
Свариваемость ограниченная: дуговая сварка вызывает рост зерна и образование незакалённой зоны, поэтому соединения выполняют точечной контактной сваркой с последующей местной термообработкой либо заменяют механическим крепежом. Обрабатываемость резанием в отожжённом состоянии удовлетворительная; после закалки — только шлифование, электроэрозионная или лазерная обработка. Коррозионная стойкость умеренная: сталь устойчива в атмосферных условиях, пресной воде, слабых органических кислотах, но не предназначена для хлоридных сред и морской воды из-за риска питтинга.
Области применения
- Режущие кромки промышленных ножей для резки картона, плёнки, резинотехнических изделий на ротационных и гильотинных машинах.
- Ножи для пищевого оборудования: куттеров, волчков, слайсеров, линии нарезки мясного и рыбного сырья.
- Пружинные элементы: плоские пружины, упругие пластины, мембраны датчиков давления и расходомеров.
- Детали запорной арматуры: седла, диски, шпиндели, работающие при температуре до 400 C без интенсивного абразивного износа.
- Оснастка для полимерной и упаковочной промышленности: формующие губки, направляющие, прижимные планки.
- Хирургический и стоматологический инструмент, не контактирующий с агрессивными дезинфицирующими растворами на хлоридной основе.
Выбор толщины и состояния под задачу
Для вырубных штампов и сегментных ножей применяют ленту 0,5–2,0 мм в отожжённом состоянии с последующей закалкой в защитной атмосфере. Для пружин и упругих пластин — наклёпанную ленту 0,1–0,6 мм с предварительным профилированием. Для мембран и чувствительных элементов — тонкие ленты 0,05–0,15 мм с повышенными требованиями к разнотолщинности и шероховатости поверхности Ra 0,4 мкм.
Вопросы и ответы
До какой твёрдости закаливается лента AISI 420?
Максимальная твёрдость достигается после закалки от 980–1060 C и низкого отпуска при 150–200 C и составляет 54–56 HRC. При отпуске 350 C твёрдость снижается до 46–49 HRC, но возрастает ударная вязкость.
Можно ли сваривать ленту из стали AISI 420?
Дуговая сварка не рекомендуется из-за роста зерна и потери твёрдости в зоне термического влияния. Допускается точечная контактная сварка с последующей местной закалкой либо механическое соединение заклёпками и винтами.
Подходит ли AISI 420 для работы в морской воде?
Нет. Содержание хрома 12–14 % обеспечивает стойкость в атмосфере и пресной воде, но в хлоридных средах возможен питтинг. Для морской воды применяют аустенитные или дуплексные стали с 17–22 % Cr и добавками Mo и N.
Какая толщина ленты поставляется для пружинных элементов?
Для плоских пружин и мембран используют наклёпанную ленту толщиной 0,05–0,6 мм с твёрдостью 42–46 HRC. Точность по толщине — не хуже 0,01 мм, что критично для стабильности упругих характеристик.
