420 Nerezová ocel: Vlastnosti a použití

Nerezová ocel 420 je všestranný materiál známý pro svou kalitelnost a odolnost proti korozi. Pochopení jeho vlastností je klíčem k určení, zda je to správná volba pro vaši aplikaci. V Aobo Steel, s našimi rozsáhlými zkušenostmi v oblasti nástrojových ocelí, vám můžeme pomoci vyhodnotit její vhodnost.

1. Složení oceli 420

Ocel 420 patří k martenzitická nerezová ocel rodina. To znamená, že jeho mikrostruktura může být transformována tepelným zpracováním k dosažení vysoké tvrdosti a pevnosti. Stejně jako ostatní martenzitické třídy je ocel 420 magnetická.

2. Klíčové vlastnosti nerezové oceli 420

• Tvrdost a odolnost proti opotřebení. Jednou z hlavních výhod oceli 420 je její schopnost dosáhnout vysoké tvrdosti po správném tepelném zpracování, typicky dosažení 46–52 HRC. Tato tvrdost poskytuje dobrou odolnost proti oděru a opotřebení.
• Odolnost proti korozi. Nerezová ocel 420 nabízí velmi dobrou odolnost proti korozi v mírném atmosférickém, domácím a průmyslovém prostředí. Jeho obsah chrómu tvoří pasivní vrstvu chránící povrch.
• Leštitelnost. Tato třída vykazuje vynikající leštitelnost, takže je preferovanou volbou pro aplikace vyžadující vysoce kvalitní povrchovou úpravu, jako jsou plastové vstřikovací formy a optické komponenty.
• Úvahy o houževnatosti a svařitelnosti. Zatímco obsah uhlíku zvyšuje tvrdost, v důsledku toho snižuje houževnatost ve srovnání s třídami s nižším obsahem uhlíku. To také dělá svařování oceli 420 náročné. Je-li nutné svařování, je často zapotřebí značné předehřátí a tepelné zpracování po svařování (jako je žíhání), aby se zabránilo praskání. Může být zváženo použití specializovaných přídavných kovů (např. ERNiCr-3), i když to může ovlivnit konečnou pevnost a tvrdost oblasti svaru.
• Obrobitelnost. V žíhaném stavu nabízí ocel 420 dobrou obrobitelnost. Pro aplikace vyžadující složitější obrábění, varianta volného obrábění, Typ 420F (s přidanou sírou), je k dispozici. Všimněte si, že přídavek síry může mírně snížit vrubovou houževnatost.

3. Tepelné zpracování

Pochopení tepelného zpracování nerezové oceli 420 je zásadní pro dosažení specifických mechanických vlastností požadovaných pro vaše aplikace. Ve společnosti Aobo Steel, která se více než dvě desetiletí specializuje na nástrojové a legované oceli, víme, že přesné ovládání během tepelného zpracování odemyká plný potenciál tohoto materiálu. Tato příručka popisuje klíčové procesy.

3.1 Žíhání oceli 420

Pokud váš výrobní proces vyžaduje změkčení oceli 420 pro lepší obrobitelnost nebo tvařitelnost, je nezbytným prvním krokem žíhání.

Postup žíhání

1. Topení: Pomalu zahřejte ocel na 1 450 °F (788 °C).
2. Namáčení: Zajistěte, aby ocel při této teplotě důkladně prosákla, aby byla vnitřní struktura jednotná.
3. Chlazení: Pro měkkost je rozhodující pomalé chlazení. Doporučená rychlost je 25 °F (14 °C) za hodinu až do 900 °F (482 °C). Poté může být ocel ochlazena vzduchem na pokojovou teplotu.
4. Výsledek: Tento proces obvykle poskytuje maximální tvrdost 221 HB.

Důležitá poznámka: Aby se zabránilo oduhličení (ztrátě uhlíku z povrchu), provádějte žíhání v řízené neutrální atmosféře, vakuu nebo peci s neutrální solí.

3.2 Kalení oceli 420

Tepelné zpracování kalení je nezbytné pro dosažení maximální pevnosti a odolnosti proti opotřebení vlastní oceli 420. To zahrnuje austenitizaci následovanou kalením.

Austenitizační

1. Topení: Zahřejte ocel na teplotu v rozmezí 1 750–1 850 °F (954–1 010 °C).
2. Namáčení: Důkladně namočte při teplotě, aby byla zajištěna úplná přeměna na austenit. Obecná směrnice pro tloušťku je 30 minut na palec (1,2 minuty na mm). Pro maximální tvrdost a odolnost proti korozi použijte vyšší konec teplotního rozsahu.
3. Atmosféra: Chcete-li minimalizovat riziko oduhličení při těchto vysokých teplotách, použijte řízenou neutrální atmosféru, vakuum nebo neutrální solnou pec.

Kalení

1. Účel: Rychlé ochlazení přemění austenit na tvrdý martenzit.
2. Metody:

1. Hašení vzduchem: Upřednostňuje se pro složité tvary, aby se minimalizovalo riziko deformace a praskání. Ochlaďte na vzduchu až na asi 150 °F (66 °C).
2. Kalení oleje: Lze použít pro vyšší tvrdost, pokud to geometrie součásti umožňuje. Kalte v oleji na 150–200 °F (66–93 °C).
   
   3. Další zásadní krok: Temperujte ocel ihned po kalení k uvolnění vnitřního pnutí v martenzitu.

3.3 Popouštění oceli 420

Temperování je povinným krokem po vytvrzení. Snižuje křehkost, uvolňuje napětí z kalení a umožňuje doladit rovnováhu mezi tvrdostí a houževnatostí.

Postup temperování

1. Cykly: Obvykle vyžaduje dvojí povahu; náročné aplikace mohou vyžadovat trojnásobnou teplotu.
2. Proces: Pro každý cyklus zahřejte na požadovanou temperovací teplotu, namočte a poté ochlaďte vzduchem na pokojovou teplotu.
3. Doba namáčení: Standardní doba namáčení tloušťky pro každou temperaci je 2 hodiny na palec (4,7 minuty na mm). Mezi cykly zajistěte ochlazení vzduchu na pokojovou teplotu.

Výběr teploty temperování

• Obecné použití: Doporučuje se minimální teplota 400 °F (204 °C).
• Kritická zóna vyhýbání: Netemperujte mezi 800 °F (427 °C) a 1 100 °F (593 °C). Temperování v tomto rozsahu způsobuje povahová křehkost, výrazně snižuje rázovou houževnatost a odolnost proti korozi.
• Vyšší houževnatost: Popouštění na 1 100 °F (593 °C) nebo vyšší obnovuje rázovou houževnatost a odolnost proti korozi, ale snižuje tvrdost.
• Vyšší tvrdost (nad 50 HRC): Lze použít nižší teploty (kolem 482 °F / 250 °C) nebo vyšší teploty (kolem 932 °F / 500 °C).
• Posouzení odolnosti proti korozi: Temperování při vyšších teplotách (~932 °F / 500 °C) může vysrážet karbidy chrómu a potenciálně snížit odolnost proti korozi. Pro ocel 420 jsou často preferovány nižší teploty popouštění pro nejlepší kombinaci vysoké tvrdosti a odolnost proti korozi.

3.4 Odlehčení pnutí 420 Steel

Cyklus odlehčení pnutí může minimalizovat deformaci během pozdějšího procesu kalení, pokud 420 ocelových dílů podstoupí významné tváření, rovnání nebo obrábění. před kalení.

Postup pro uvolnění napětí (netvrzený materiál)

1. Topení: mírně zahřejte na přibližně 1250 °F (677 °C).
2. Namáčení: Namočte přibližně 2 hodiny na palec (4,7 minuty na mm) tloušťky.
3. Chlazení: Pomalu ochlaďte (pokud možno ochlaďte pec) na pokojovou teplotu.

Poznámka: Pokud uvolňuje stres ztvrdlý materiálu, musí být teplota odlehčení pnutí ne překročit použitou konečnou teplotu temperování.

4. Běžné aplikace pro ocel 420

Díky vyváženým vlastnostem se ocel 420 používá v různých průmyslových odvětvích:

• Příbory: Nože, kapesní nože, chirurgické čepele.
• Nástroje: Ruční nástroje, zubní a chirurgické nástroje.
• Formy: Plastové vstřikovací formy, zejména pro korozivní pryskyřice, jako je PVC, nebo tam, kde je vyžadován vysoký lesk. Lze jej také použít k opravě určitých ocelí nástrojů pro formy.
• Ventily a komponenty: Části ventilů, trysky, hřídele a ozubená kola vyžadující střední odolnost proti korozi a vysokou pevnost.

5. Ekvivalentní známky a dostupnost

Můžete se setkat s ocelí 420 nebo podobnými třídami podle různých mezinárodních norem:

• JIS (Japonsko):SUS420J1, SUS420J2
• DIN (Německo):4021, 1.4028, 1.2083 (X42Cr13 – často používané pro formy)

Aobo Steel může dodat ocel 420 v různých formách, včetně tyče, desky a plechy, abychom splnili vaše specifické požadavky.