Baja Tahan Karat 420: Properti dan Aplikasi

Baja tahan karat 420 adalah material serbaguna yang dikenal karena sifatnya yang mudah mengeras dan tahan terhadap korosi. Memahami karakteristiknya adalah kunci untuk menentukan apakah baja ini merupakan pilihan yang tepat untuk aplikasi Anda. Di Aobo Steel, dengan pengalaman kami yang luas dalam baja perkakas, kami dapat membantu Anda mengevaluasi kesesuaiannya.

1. Komposisi Baja 420

Baja 420 termasuk dalam baja tahan karat martensit keluarga. Ini berarti struktur mikronya dapat diubah melalui perlakuan panas untuk mencapai kekerasan dan kekuatan tinggi. Seperti jenis baja martensit lainnya, baja 420 bersifat magnetis.

2. Properti Utama Baja Tahan Karat 420

• Kekerasan dan Ketahanan Aus. Salah satu keuntungan utama baja 420 adalah kemampuannya untuk mencapai kekerasan tinggi setelah perlakuan panas yang tepat, biasanya mencapai 46–52 jamKekerasan ini memberikan ketahanan yang baik terhadap abrasi dan keausan.
• Tahan terhadap korosi. Baja tahan karat 420 menawarkan ketahanan korosi yang sangat baik di lingkungan atmosferik sedang, rumah tangga, dan industri. Kandungan kromiumnya membentuk lapisan pasif yang melindungi permukaan.
• Dapat dipoles. Kelas ini menunjukkan kemampuan poles yang sangat baik, sehingga menjadi pilihan utama untuk aplikasi yang memerlukan permukaan akhir berkualitas tinggi, seperti cetakan injeksi plastik dan komponen optik.
• Pertimbangan Ketangguhan dan Kemampuan Las. Meskipun kandungan karbon meningkatkan kekerasan, namun hal ini juga mengurangi ketangguhan dibandingkan dengan kadar karbon yang lebih rendah. pengelasan baja 420 yang menantangJika pengelasan diperlukan, pemanasan awal dan perlakuan panas pasca-pengelasan yang signifikan (seperti pemanasan awal) sering kali diperlukan untuk mencegah keretakan. Penggunaan logam pengisi khusus (misalnya, ERNiCr-3) dapat dipertimbangkan, meskipun hal ini dapat memengaruhi kekuatan dan kekerasan akhir area las.
• Kemampuan mesin. Dalam kondisi anilnya, baja 420 menawarkan kemampuan mesin yang baik. Untuk aplikasi yang menuntut pemesinan yang lebih rumit, varian pemesinan bebas, Tipe 420F (dengan tambahan sulfur), tersedia. Perhatikan bahwa penambahan sulfur dapat sedikit mengurangi ketangguhan takik.

3. Perlakuan Panas

Memahami perlakuan panas baja tahan karat 420 sangat penting untuk mencapai sifat mekanis tertentu yang dibutuhkan untuk aplikasi Anda. Di Aobo Steel, dengan lebih dari dua dekade spesialisasi dalam baja perkakas dan baja paduan, kami tahu bahwa kontrol yang tepat selama perlakuan panas membuka potensi penuh material ini. Panduan ini menguraikan proses-proses utama.

3.1 Anil Baja 420

Jika proses produksi Anda memerlukan pelunakan baja 420 untuk meningkatkan kemampuan mesin atau kemampuan bentuk, anil merupakan langkah pertama yang diperlukan.

Prosedur Anil

1. Pemanas: Panaskan baja secara perlahan hingga mencapai suhu 1.450°F (788°C).
2. Perendaman: Pastikan baja terendam secara menyeluruh pada suhu ini untuk mendapatkan struktur internal yang seragam.
3. Pendinginan: Pendinginan yang lambat sangat penting untuk kelembutan. Laju yang disarankan adalah 25°F (14°C) per jam hingga 900°F (482°C). Setelah ini, baja dapat didinginkan dengan udara hingga mencapai suhu ruangan.
4. Hasil: Proses ini biasanya menghasilkan kekerasan maksimum 221 HB.

Catatan Penting: Untuk mencegah dekarburisasi (hilangnya karbon dari permukaan), lakukan anil dalam atmosfer netral terkendali, vakum, atau tungku garam netral.

3.2 Pengerasan Baja 420

Perlakuan panas pengerasan sangat penting untuk mencapai kekuatan maksimum dan ketahanan aus yang melekat pada baja 420. Ini melibatkan austenitisasi yang diikuti oleh pendinginan.

Austenitisasi

1. Pemanas: Panaskan baja hingga kisaran 1.750–1.850°F (954–1.010°C).
2. Perendaman: Rendam secara menyeluruh pada suhu tersebut untuk memastikan transformasi lengkap menjadi austenit. Pedoman umum ketebalan adalah 30 menit per inci (1,2 menit per mm). Gunakan kisaran suhu yang lebih tinggi untuk mendapatkan kekerasan dan ketahanan korosi yang maksimal.
3. Suasana: Untuk meminimalkan risiko dekarburisasi pada suhu tinggi ini, gunakan atmosfer netral terkendali, vakum, atau tungku garam netral.

Pendinginan

1. Tujuan: Pendinginan cepat mengubah austenit menjadi martensit keras.
2. Metode:

1. Pendinginan Udara: Lebih disukai untuk bentuk yang rumit guna meminimalkan risiko distorsi dan retak. Dingin di udara hingga sekitar 150°F (66°C).
2. Pendinginan Minyak: Dapat digunakan untuk kekerasan yang lebih tinggi jika geometri komponen memungkinkan. Padamkan dalam minyak hingga 150–200°F (66–93°C).
   
   3. Langkah Penting Berikutnya: Tempa baja langsung setelah pendinginan untuk menghilangkan tekanan internal pada martensit.

3.3 Tempering Baja 420

Tempering merupakan langkah wajib setelah pengerasan. Tempering mengurangi kerapuhan, menghilangkan tekanan akibat pendinginan, dan memungkinkan Anda menyempurnakan keseimbangan antara kekerasan dan ketangguhan.

Prosedur Tempering

1. Siklus: Biasanya memerlukan temper ganda; aplikasi yang menuntut mungkin memerlukan temper tiga.
2. Proses: Untuk setiap siklus, panaskan hingga mencapai suhu temper yang diinginkan, rendam, lalu dinginkan hingga mencapai suhu ruangan.
3. Waktu Perendaman: Waktu perendaman standar untuk ketebalan masing-masing temper adalah 2 jam per inci (4,7 menit per mm). Pastikan pendinginan udara mencapai suhu ruangan di antara siklus.

Memilih Temperatur Tempering

• Penggunaan Umum: Suhu minimum yang disarankan adalah 400°F (204°C).
• Zona Penghindaran Kritis: Jangan melakukan temper pada suhu antara 800°F (427°C) dan 1.100°F (593°C). Tempering pada kisaran ini menyebabkan kerapuhan emosi, secara signifikan mengurangi kekuatan benturan dan ketahanan terhadap korosi.
• Ketangguhan Lebih Tinggi: Temper pada suhu 1.100°F (593°C) atau lebih tinggi mengembalikan kekuatan benturan dan ketahanan korosi tetapi mengurangi kekerasan.
• Kekerasan Lebih Tinggi (Di Atas 50 HRC): Suhu yang lebih rendah (sekitar 482°F/250°C) atau suhu yang lebih tinggi (sekitar 932°F/500°C) dapat digunakan.
• Pertimbangan Ketahanan Korosi: Tempering pada suhu yang lebih tinggi (~932°F / 500°C) dapat mengendapkan karbida kromium, yang berpotensi mengurangi ketahanan terhadap korosi. Temperatur tempering yang lebih rendah sering kali lebih disukai untuk baja 420 untuk kombinasi terbaik antara kekerasan tinggi Dan ketahanan terhadap korosi.

3.4 Baja 420 Penghilang Stres

Siklus penghilangan tegangan dapat meminimalkan distorsi selama proses pengerasan selanjutnya jika bagian baja 420 mengalami pembentukan, pelurusan, atau pemesinan yang signifikan. sebelum pengerasan.

Prosedur Penghilangan Stres (Bahan yang Tidak Dikeraskan)

1. Pemanas: panas rendah hingga sekitar 1.250°F (677°C).
2. Perendaman: Rendam selama sekitar 2 jam per inci (4,7 menit per mm) ketebalan.
3. Pendinginan: Dinginkan secara perlahan (jika memungkinkan, dalam tungku) hingga mencapai suhu ruangan.

Catatan: Jika menghilangkan stres mengeras bahan, suhu pelepas tegangan harus bukan melebihi suhu temper akhir yang digunakan.

4. Aplikasi Umum untuk Baja 420

Berkat keseimbangan sifat-sifatnya, baja 420 digunakan dalam berbagai industri:

• Alat makan: Pisau, pisau saku, pisau bedah.
• Peralatan: Perkakas tangan, instrumen kedokteran gigi dan bedah.
• Cetakan: Cetakan injeksi plastik, terutama untuk resin korosif seperti PVC, atau yang memerlukan polesan tinggi. Cetakan ini juga dapat digunakan untuk memperbaiki baja perkakas cetakan tertentu.
• Katup & Komponen: Bagian katup, nosel, poros, dan roda gigi yang memerlukan ketahanan korosi sedang dan kekuatan tinggi.

5. Nilai Setara dan Ketersediaan

Anda mungkin menemukan baja 420 atau mutu serupa di bawah standar internasional yang berbeda:

• JIS (Jepang):SUS420J1, SUS420J2
• DIN (Jerman):4021, 1.4028, 1.2083 (X42Cr13 – sering digunakan untuk cetakan)

Aobo Steel dapat memasok baja 420 dalam berbagai bentuk, termasuk batangan, pelat, dan lembaran, untuk memenuhi kebutuhan spesifik Anda.