Лист стальной AISI 420 — коррозионностойкий прокат для ножевых и инструментальных применений
Лист стальной AISI 420 — это плоский прокат из мартенситной нержавеющей стали с содержанием хрома 12–14 %. Материал сочетает высокую твёрдость после термической обработки с умеренной коррозионной стойкостью, что определяет его применение в узлах, работающих на износ, и в режущем инструменте. В отличие от аустенитных марок, AISI 420 не предназначен для агрессивных химических сред, но сохраняет устойчивость к атмосферной коррозии и слабым кислотным растворам.
Химический состав и металлургические особенности
Базовая композиция AISI 420 регламентирует содержание углерода в диапазоне 0,15–0,45 % — именно этот интервал определяет способность стали к закалке. Легирующими элементами выступают хром (12,0–14,0 %), марганец (до 1,0 %), кремний (до 1,0 %) и сера с фосфором в ограниченных количествах. Высокий углеродный эквивалент обеспечивает формирование карбидов хрома при отпуске, что даёт твёрдость до 50–58 HRC после закалки и низкого отпуска.
Листовой прокат AISI 420 поставляется в состоянии после отжига или высокого отпуска с твёрдостью не более 223 HB. Это позволяет выполнять механическую обработку на стандартном оборудовании без предварительной нормализации. Последующая закалка от 980–1030 C с охлаждением на воздухе или в масле формирует мартенситную структуру, после чего проводится отпуск для снятия внутренних напряжений.
Механические характеристики листового проката
В отожжённом состоянии лист AISI 420 демонстрирует предел текучести 275–345 МПа и относительное удлинение 20–25 %, что допускает гибку и штамповку без образования трещин. После закалки и отпуска предел прочности возрастает до 1550–1900 МПа, однако пластичность снижается до 5–8 %. Ударная вязкость материала зависит от температуры отпуска: отпуск в интервале 450–600 C приводит к отпускной хрупкости, поэтому для ответственных деталей рекомендуется отпуск при 200–350 C либо выше 600 C.
| Состояние поставки | Твёрдость | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % |
|---|---|---|---|---|
| Отожжённое | 223 HB | 620–780 | 275–345 | 20–25 |
| Закалка + низкий отпуск | 50–58 HRC | 1550–1900 | 1350–1650 | 5–8 |
| Закалка + высокий отпуск | 28–35 HRC | 780–980 | 540–690 | 15–20 |
Технологические параметры обработки
Листы AISI 420 толщиной 0,5–25 мм поддаются всем видам холодной деформации в отожжённом состоянии. Резка осуществляется на гильотинах, ленточных пилах или гидроабразивными установками; лазерный раскрой требует учёта склонности к науглероживанию кромки. Сварка мартенситной стали выполняется с предварительным подогревом до 200–300 C и последующим отпуском для предотвращения холодных трещин. Для сварных конструкций предпочтительна проволока типа 420 с содержанием углерода не выше 0,20 %.
Шлифование и полировка листа AISI 420 не вызывают затруднений после термической обработки. Материал хорошо поддаётся электроэрозионной обработке и электрохимическому полированию. При механической обработке резанием рекомендуется применять твёрдосплавные пластины с покрытием TiAlN и обильное охлаждение для отвода тепла из зоны резания.
Промышленное применение листов AISI 420
Основной сегмент потребления листового проката AISI 420 — производство режущего инструмента и оснастки. Из листа толщиной 2–6 мм изготавливаются ножи для гильотинных ножниц, промышленных шредеров, дробилок и деревообрабатывающих станков. Толстолистовой прокат 10–25 мм используется для штампов, пуансонов, матриц и деталей пресс-форм, работающих в условиях абразивного износа.
В медицинской промышленности из листа AISI 420 производят хирургические инструменты многократного применения — скальпели, кусачки, зажимы, ножницы. Материал допускает стерилизацию паром при 134 C без потери механических свойств. В пищевом машиностроении лист применяется для ножей мясорубок, овощерезок и деталей технологических линий, контактирующих с продуктами с низкой кислотностью.
Сортамент и форматы поставки
Листовой прокат AISI 420 поставляется в виде горячекатаного и холоднокатаного листа. Холоднокатаный лист толщиной 0,5–3,0 мм имеет допуск по толщине 0,05 мм и улучшенную плоскостность, что важно для последующей лазерной резки и штамповки. Горячекатаный лист 3–25 мм поставляется с травлёной или шлифованной поверхностью. Возможна поставка листов с гарантированными механическими свойствами после закалки и отпуска по требованию заказчика.
- Толщина холоднокатаного листа: 0,5–3,0 мм
- Толщина горячекатаного листа: 3,0–25,0 мм
- Ширина листа: 1000–2000 мм
- Длина листа: 2000–6000 мм
- Поверхность: 2B, шлифованная, матовая
- Кромка: обрезная, необрезная
Вопросы и ответы
Чем лист AISI 420 отличается от листа AISI 430?
AISI 420 — мартенситная сталь с содержанием хрома 12–14 % и углерода до 0,45 %, способная к закалке до 58 HRC. AISI 430 — ферритная сталь с хромом 16–18 % и низким содержанием углерода, не упрочняемая термической обработкой. Лист AISI 420 применяется для режущего инструмента, AISI 430 — для штампованных деталей с повышенной коррозионной стойкостью.
Какая максимальная твёрдость достигается на листе AISI 420?
После закалки от 980–1030 C и низкого отпуска при 150–200 C твёрдость листа AISI 420 достигает 50–58 HRC. Точное значение зависит от содержания углерода в пределах марочного состава и толщины листа.
Можно ли сваривать лист AISI 420 без последующей термообработки?
Сварка без подогрева и последующего отпуска приводит к образованию мартенсита в зоне термического влияния и холодных трещин. Для ответственных соединений обязателен подогрев до 200–300 C и отпуск после сварки при 650–750 C.
В каких состояниях поставляется лист AISI 420?
Стандартная поставка — в отожжённом состоянии с твёрдостью до 223 HB. По запросу возможна поставка в закалённом и отпущенном состоянии с гарантированной твёрдостью в диапазоне 28–58 HRC.
