Нержавеющий круг AISI 420: состав, свойства и применение
Нержавеющий круг AISI 420 — сортовой прокат круглого сечения из мартенситной нержавеющей стали, легированной хромом в количестве 12–14 %. Материал относится к группе коррозионно-стойких сталей с повышенной твёрдостью и износостойкостью, достигаемыми после термической обработки. В отличие от аустенитных марок типа AISI 304 или AISI 316, AISI 420 обладает магнитными свойствами и упрочняется закалкой с последующим отпуском, что определяет его специализированное применение в узлах трения и режущем инструменте.
Химический состав и металлургические особенности
Химический состав нержавеющего круга AISI 420 регламентируется стандартом ASTM A276 и включает следующие основные элементы:
- углерод — 0,15–0,31 % (обеспечивает способность к закалке);
- хром — 12,0–14,0 % (формирует пассивную плёнку и коррозионную стойкость);
- марганец — до 1,0 %;
- кремний — до 1,0 %;
- фосфор и сера — не более 0,04 % каждого.
Структура стали после отжига — ферритно-карбидная, после закалки от 980–1030 C и отпуска — мартенсит отпуска. Максимальная твёрдость достигает 50–55 HRC, что делает круг AISI 420 пригодным для изготовления деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания и умеренных ударных нагрузок.
Механические характеристики в зависимости от состояния поставки
Механические свойства нержавеющего круга AISI 420 существенно зависят от режима термообработки. В состоянии отжига материал имеет предел текучести около 275 МПа и относительное удлинение 20 %, тогда как после закалки и низкого отпуска прочностные показатели возрастают в 2–3 раза.
| Состояние | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Твёрдость, HRC | Относительное удлинение, % |
|---|---|---|---|---|
| Отожжённое | 690 | 275 | — | 20 |
| Закалка + отпуск 600 C | 1080 | 830 | 32–38 | 12 |
| Закалка + низкий отпуск | 1550 | 1250 | 48–55 | 6 |
Коррозионная стойкость и ограничения эксплуатации
Круг AISI 420 демонстрирует устойчивость к атмосферной коррозии, пресной воде и слабоагрессивным средам. Однако содержание хрома на нижней границе мартенситного класса не обеспечивает стойкости к хлоридам, морской воде и кислотам. При эксплуатации в условиях повышенной влажности или в средах с pH ниже 6 рекомендуется применять защитные покрытия либо выбирать аустенитные аналоги. Рабочий температурный диапазон ограничен: при нагреве свыше 400 C наблюдается падение твёрдости, а при 450–600 C — отпускная хрупкость, что критично для режущего инструмента.
Обрабатываемость и технологические параметры
Нержавеющий круг AISI 420 хорошо поддаётся механической обработке в отожжённом состоянии. Рекомендуемые режимы резания — скорость 20–30 м/мин при точении твёрдосплавным инструментом с подачей 0,2–0,4 мм/об. Свариваемость ограничена: из-за склонности к образованию мартенсита в зоне термического влияния требуется предварительный подогрев до 200–300 C и последующий отпуск. Материал пригоден для полировки до зеркального блеска, что востребовано в производстве медицинских инструментов.
Промышленное применение
Круг AISI 420 используется в отраслях, где сочетание коррозионной стойкости и высокой твёрдости является определяющим критерием выбора:
- хирургические инструменты — скальпели, зажимы, кусачки;
- ножи и режущие кромки промышленного оборудования;
- валы, оси и плунжеры насосов, работающие в слабоагрессивных средах;
- крепёжные изделия для пищевого машиностроения;
- детали арматуры и запорной трубопроводной техники;
- измерительный инструмент — калибры, шаблоны, скобы.
Сортамент и форма поставки
Нержавеющий круг AISI 420 поставляется в горячекатаном и кованом исполнении диаметром от 10 до 300 мм, а также в калиброванном виде с допуском h9–h11 для последующей обработки на станках-автоматах. Длина прутков — 3–6 м, возможно изготовление мерной длины по требованию заказчика. Поверхность — травлёная, обточеная или шлифованная в зависимости от назначения.
Вопросы и ответы
Чем отличается AISI 420 от AISI 430?
AISI 430 — ферритная сталь с 16–18 % хрома, не упрочняемая термической обработкой. AISI 420 содержит больше углерода и меньше хрома, что позволяет достигать твёрдости до 55 HRC после закалки, но снижает коррозионную стойкость.
Какая твёрдость достигается после закалки круга AISI 420?
После закалки от 980–1030 C с охлаждением в масле и низкого отпуска твёрдость составляет 48–55 HRC. Выбор конкретного значения зависит от температуры отпуска: чем выше температура, тем ниже твёрдость и выше вязкость.
Пригоден ли круг AISI 420 для пищевого оборудования?
Да, при контакте с пищевыми средами без хлоридов и кислот. Материал соответствует требованиям к материалам, контактирующим с пищевыми продуктами, при условии отсутствия агрессивных моющих средств на основе хлора.
Какие диаметры круга AISI 420 доступны для заказа?
Стандартный сортамент включает диаметры 10–300 мм в горячекатаном исполнении. Калиброванный прокат поставляется диаметром до 80 мм с допуском h9–h11. Возможно изготовление промежуточных размеров под заказ.
