Acero inoxidable 420: propiedades y aplicaciones

El acero inoxidable 420 es un material versátil conocido por su templabilidad y resistencia a la corrosión. Comprender sus características es clave para determinar si es la opción adecuada para su aplicación. En Aobo Steel, con nuestra amplia experiencia en aceros para herramientas, podemos ayudarle a evaluar su idoneidad.

1. Composición del acero 420

El acero 420 pertenece a la acero inoxidable martensítico Familia. Esto significa que su microestructura puede transformarse mediante tratamiento térmico para lograr alta dureza y resistencia. Al igual que otros grados martensíticos, el acero 420 es magnético.

2. Propiedades clave del acero inoxidable 420

• Dureza y resistencia al desgaste. Una de las principales ventajas del acero 420 es su capacidad de lograr una alta dureza después del tratamiento térmico adecuado, llegando típicamente a 46–52 HRCEsta dureza proporciona buena resistencia a la abrasión y al desgaste.
• Resistencia a la corrosión. El acero inoxidable 420 ofrece una excelente resistencia a la corrosión en ambientes atmosféricos moderados, tanto domésticos como industriales. Su contenido de cromo forma una capa pasiva que protege la superficie.
• Pulibilidad. Este grado exhibe una excelente capacidad de pulido, lo que lo convierte en la opción preferida para aplicaciones que requieren un acabado de superficie de alta calidad, como moldes de inyección de plástico y componentes ópticos.
• Consideraciones sobre tenacidad y soldabilidad. Si bien el contenido de carbono mejora la dureza, en consecuencia reduce la tenacidad en comparación con los grados con menor contenido de carbono. También hace Soldadura de acero 420: un desafíoSi es necesaria la soldadura, a menudo se requieren tratamientos térmicos de precalentamiento y post-soldadura importantes (como el recocido) para evitar el agrietamiento. Se podría considerar el uso de metales de aporte especializados (p. ej., ERNiCr-3), aunque esto puede afectar la resistencia y dureza finales del área de soldadura.
• Maquinabilidad. En estado recocido, el acero 420 ofrece una maquinabilidad aceptable. Para aplicaciones que requieren un mecanizado más complejo, se ofrece una variante de mecanizado libre. Tipo 420F (con azufre añadido) está disponible. Tenga en cuenta que la adición de azufre puede reducir ligeramente la tenacidad de entalla.

3. Tratamiento térmico

Comprender el tratamiento térmico del acero inoxidable 420 es fundamental para lograr las propiedades mecánicas específicas requeridas para sus aplicaciones. En Aobo Steel, con más de dos décadas de especialización en aceros para herramientas y aleaciones, sabemos que un control preciso durante el tratamiento térmico permite aprovechar al máximo el potencial de este material. Esta guía describe los procesos clave.

3.1 Recocido de acero 420

Si su proceso de fabricación requiere ablandar el acero 420 para mejorar la maquinabilidad o formabilidad, el recocido es el primer paso necesario.

Procedimiento de recocido

1. Calefacción: Calentar lentamente el acero a 1.450 °F (788 °C).
2. Remojo: Asegúrese de que el acero se empape completamente a esta temperatura para lograr una estructura interna uniforme.
3. Enfriamiento: El enfriamiento lento es crucial para la suavidad. Se recomienda un enfriamiento de 14 °C (25 °F) por hora hasta alcanzar los 482 °C (900 °F). Posteriormente, el acero puede enfriarse al aire a temperatura ambiente.
4. Resultado: Este proceso normalmente produce una dureza máxima de 221 HB.

Nota importante: Para evitar la descarburación (pérdida de carbono de la superficie), realice el recocido en una atmósfera neutra controlada, al vacío o en un horno de sal neutra.

3.2 Endurecimiento del acero 420

Un tratamiento térmico de endurecimiento es esencial para lograr la máxima resistencia y resistencia al desgaste inherentes al acero 420. Este consiste en la austenización seguida del temple.

Austenitización

1. Calefacción: Calentar el acero a una temperatura entre 1750 y 1850 °F (954 y 1010 °C).
2. Remojo: Remojar completamente a temperatura ambiente para asegurar la transformación completa a austenita. El espesor recomendado es de 30 minutos por pulgada (1,2 minutos por mm). Utilice el extremo superior del rango de temperatura para obtener máxima dureza y resistencia a la corrosión.
3. Atmósfera: Para minimizar el riesgo de descarburación a estas altas temperaturas, utilice un horno de atmósfera neutra controlada, de vacío o de sal neutra.

Enfriamiento

1. Objetivo: El enfriamiento rápido transforma la austenita en martensita dura.
2. Métodos:

1. Enfriamiento por aire: Preferible para formas complejas, ya que minimiza el riesgo de distorsión y agrietamiento. Se enfría al aire hasta aproximadamente 66 °C (150 °F).
2. Enfriamiento con aceite: Se puede utilizar para mayor dureza si la geometría de la pieza lo permite. Temple en aceite a 66-93 °C (150-200 °F).
   
   3. Próximo paso crucial: Templar el acero inmediatamente después del temple para aliviar las tensiones internas en la martensita.

3.3 Templado de acero 420

El revenido es un paso obligatorio tras el temple. Reduce la fragilidad, alivia la tensión del temple y permite ajustar con precisión el equilibrio entre dureza y tenacidad.

Procedimiento de templado

1. Ciclos: Generalmente requiere un temple doble; las aplicaciones más exigentes pueden necesitar un temple triple.
2. Proceso: Para cada ciclo, calentar a la temperatura de templado deseada, remojar y luego enfriar al aire a temperatura ambiente.
3. Tiempo de remojo: El tiempo estándar de remojo para cada temple es de 2 horas por pulgada (4,7 minutos por mm). Asegúrese de que el aire se enfríe a temperatura ambiente entre ciclos.

Selección de la temperatura de revenido

• Uso general: Se recomienda una temperatura mínima de 400°F (204°C).
• Zona de evitación crítica: No templar entre 800 °F (427 °C) y 1100 °F (593 °C). El templado en este rango provoca fragilización por temple, reduciendo significativamente la resistencia al impacto y la resistencia a la corrosión.
• Mayor tenacidad: El templado a 1100 °F (593 °C) o más restaura la resistencia al impacto y la resistencia a la corrosión, pero reduce la dureza.
• Mayor dureza (superior a 50 HRC): Se pueden utilizar temperaturas más bajas (alrededor de 482 °F / 250 °C) o más altas (alrededor de 932 °F / 500 °C).
• Consideración de resistencia a la corrosión: El revenido a temperaturas más altas (~500 °C) puede precipitar carburos de cromo, lo que podría reducir la resistencia a la corrosión. Para el acero 420, se suelen preferir temperaturas de revenido más bajas, ya que se logra la mejor combinación de alta dureza. y Resistencia a la corrosión.

3.4 Acero 420 para aliviar tensiones

Un ciclo de alivio de tensión puede minimizar la distorsión durante el proceso de endurecimiento posterior si las piezas de acero 420 se someten a un conformado, enderezamiento o mecanizado significativo. antes endurecimiento.

Procedimiento de alivio de tensiones (material no endurecido)

1. Calefacción: Calentar lentamente hasta unos 1.250 °F (677 °C).
2. Remojo: Remojar durante aproximadamente 2 horas por pulgada (4,7 minutos por mm) de espesor.
3. Enfriamiento: Enfriar lentamente (enfriar en horno si es posible) hasta alcanzar la temperatura ambiente.

Nota: Si alivia el estrés curtido material, la temperatura de alivio de tensión debe no exceder la temperatura de revenido final utilizada.

4. Aplicaciones comunes del acero 420

Gracias a su equilibrio de propiedades, el acero 420 se utiliza en diversas industrias:

• Cuchillería: Cuchillos, navajas, hojas quirúrgicas.
• Herramientas: Herramientas manuales, instrumentos dentales y quirúrgicos.
• Moldes: Moldes de inyección de plástico, especialmente para resinas corrosivas como el PVC, o donde se requiere un pulido intenso. También se puede utilizar para reparar ciertos aceros para moldes de herramientas.
• Válvulas y componentes: Piezas de válvulas, boquillas, ejes y engranajes que requieren resistencia a la corrosión moderada y alta resistencia.

5. Calificaciones equivalentes y disponibilidad

Puede encontrar acero 420 o grados similares según diferentes estándares internacionales:

• JIS (Japón):SUS420J1, SUS420J2
• DIN (Alemania):4021, 1.4028, 1.2083 (X42Cr13 – se utiliza a menudo para moldes)

Aobo Steel puede suministrar acero 420 en varias formas, incluidas barras, placas y láminas, para satisfacer sus necesidades específicas.