Меню

Можно ли закалить 420 сталь

Сталь AISI 420 характеристики и применение

Известная многим под названием сталь AISI 420 является ничем иным, как американским аналогом аустенитно-мартенситной стали. В Российских ГОСТах эти марки маркируются так: 20Х13, 30Х13, 40Х13. Буквенно-цифровое обозначение AISI 420 определяется стандартом, где:

  • AISI — это аббревиатура Американского Института Стали и Сплавов, которым была разработана эта система маркировки;
  • Трехзначное число определяет отношение к нержавеющей стали. Первая цифра -4- уточняет принадлежность к хромоникелемолибденовым сплавам;
  • Коэффициент 20 определяет местонахождение в таблице.

Технические характеристики стали AISI 420 как отечественного производства, так и зарубежных аналогов остаются неизменными, вне зависимости от аббревиатуры.

Применение

AISI 420 — это нержавеющая сталь, которая полностью инертна при взаимодействии со слабоагрессивными средами даже при нагревании. Второе ее название, которое максимально точно указывает на ее «характер» — это медицинская или пищевая нержавейка. Один из тех сплавов, без которых была бы невозможной работа многих механизмов и агрегатов, т. к. из нее изготавливают элементы, работающие при температурах до 450 ºС под высокой нагрузкой, давлением. Кроме того, сталь не заменима для изделий, которым необходимы два вида стойкости коррозионная и к истиранию поверхности.

  • Сталь не деформируется при термической и механической обработке, хорошо держит заточку, поэтому идеально подходит для изготовления мерительных и режущих инструментов (медицинских в том числе), игл карбюраторов, поршневых штоков для компрессоров, деталей двигателя.
  • Высокая теплостойкость используется для изготовления лопаток для турбин и других ответственных деталей турбин.
  • Абсолютная инертность в слабоагрессивных средах незаменима для изготовления сепарационных экранов, тепловых фильтров в пищевой промышленности для контактов с пивным суслом, коньячными изделиями.
  • Коррозионная стойкость стали, эффектный внешний вид и невысокая стоимость позволяют использовать для изготовления кухонной утвари, ножей, посуды.
  • Высокая прочность и отличная обрабатываемость (до закалки) механическим способом используется для изготовления крепежей, износостойких прокладок.
  • Высокая прочность стали, умеренная вязкость и одновременная пластичность используется для изготовления пружин и рессор в автомобилестроении.

Что влияет на характеристики стали

Конечные свойства изделия определяются двумя составляющими: химическим составом и последующей термомеханической обработкой.

Химический состав

Можно сказать, что AISI 420 — это базовая марка хромированных сталей, т.к. ее химический состав регламентируется минимальным количеством легирующих элементов:

  • Углерод — 20; 30; 40 %;
  • Кремний — ± 08 %;
  • Марганец — ± 0,8 %;
  • Хром — 0,13-0,17 %.

Остальные элементы, присущие в модификациях этой стали, не регламентируются и могут содержаться в допустимом остаточном количестве (сотых или тысячных долях).

Как элементы влияют на структуру

Структура определяется свойствами и концентрацией участвующих в процессе элементов.

  • В первую очередь, значение имеет образуемая кристаллическая решетка основным элементом (в данном случае это Fe) и ее искажение легирующими веществами;
  • Взаимодействие на молекулярном уровне, т.е. образованием карбидов и второстепенных соединений и их расположение в кристаллах, образуемые элементами сегрегации;
  • Способность атомов перестраиваться при изменении температурного режима? Образовывать новые связи и тем самым менять свойства.

Максимальное действие оказывают легирующие элементы. Все характеристики металла регулируются повышением или понижением прочности, пластичности, вязкости, электропроводности и т. д. В основе этого процесса лежит свойство стали увеличивать прочность при искажении кристаллической решетки, т. е. любое искажение КР увеличивает прочность, вне зависимости от элемента, которые взаимодействуя между собой также оказывают упрочняющее действие.

Углерод — в сравнении с атомом железа, углерода вдвое меньше, он компактно размещается между атомами железа, образуя карбиды, и искажает кристаллическую решетку.

Хром — в количестве 13-17 % придает стали коррозионную стойкость и прочность. Объясняется это таким же размером молекул и способностью образовывать оксидную пленку, молекулы которой практически равны по размерам с самой молекулой хрома. На поверхности такая пленка образует прочный покров и не пропускает атомы кислорода и, соответственно, исключая окисление следующего слоя.

Кремний — связывает остаточный кислород. Являясь не карбидообразующим веществом, кремний сдвигает карбиды в сторону границ зерен, тем самым, упрочняя границы зерен.

Марганец — наибольшая эффективность при добавлении марганца достигается при использовании его с кремнием в пропорциях

1:1 (марганец выше на 10-50 %). В этом случае марганец придает стабильность сильнолегированному сплаву и исключает смещение ядер. Плотно укомплектованная решетка устойчива, имеет минимальное количество межкристаллических вакансий и других недостатков.

У стали марки 420 практически отсутствует склонность к трещинообразованию.

Термомеханическая обработка

Что особенного в этой стали и как получают нужные свойства. Что касается технических характеристик в готовых изделиях и поставляемых заготовках, то их свойства принципиально противоположны, а именно: различаются они присутствием мартенситной структуры. Так мартенсит хорошо это или плохо? Все зависит от того, на какой стадии обработки находиться заготовка.

Металл принимает мартенситное состояние в двух случаях:

  • При механической деформации в холодном или теплом состоянии (ниже t отпуска);
  • При скорости охлаждения выше критической.

Получение мартенсита характеризуется максимальной прочностью, какую только может принять этот вид сплава. Но после этого метал невозможно обработать механическим способом, также он подвержен разрушению ударом, причем сила такого удара не обязательно должна быть большой, достаточно приложить мускульную силу. Именно поэтому заготовка поставляется в «мягком» состоянии, без мартенситной структуры.

Получают заготовку методом отливки, тщательно регулируя скорость остывания и температуру. Остывание на воздухе для этого сплава уже привносит нежелательные последствия, поэтому кристаллизация и диффузионные превращения должны протекать медленно.

Второй этап — это изготовление непосредственно самого изделия. Если деталь получают методом отливки, то после него следует механическая обработка (очистка от системы, точная заточка по размерам). Если изделие получают, непосредственно обрабатывая заготовку, то деформация структуры уже приводит к изменениям и это должно учитываться при дальнейшей закалке. Окончательная шлифовка также проводиться до закалки, так как после нее сталь принимает высокую степень прочности и не поддается изменениям.

Нагрев под закалку стали проводят невысокий, т. к. мартенсит в этой структуре образуется при t выше 200 ºС. Основное значение имеет процедура отпуска, т. е. нагрев заготовки и выдерживание при однородной температуре. Это может быть всего 250-300 ºС. В этот момент игольчатая структура меняет свому на сферическую, в зависимости от времени выдержки это может быть сорбит или троостит (размеры и форма зерна).

Преимущества стали марки 420

Прочность этого сплава такова, что он не требует дополнительного упрочнения поверхности, а сердцевина всегда имеет достаточную вязкость, чтобы быть устойчивой при динамических нагрузках. Но самое главное преимущество, что сталь 420 одна из немногих мартенситного класса, которую можно соединять с помощью сварки.

Источник статьи: http://prompriem.ru/stati/stal-420.html

Можно ли закалить 420 сталь

Сталь марки 420 — коррозионно-стойкая (нержавеющая) сталь мартенситного класса, производится в США. Твердость 46-52 HRC. Является почти полным аналогом 20Х13, которую обходят стороной отечественные ножеделы, рассматривая такие ножи как сувенирные. А вот зарубежные не имеют такой привычки, поэтому недорогие ножи ножи из 420 стали не являются большой редкостью на прилавках магазинов. Не могу также не отметить, что ножи из этой стали имеют высокую коррозионную стойкость и прижились у любителей подводного плавания.

Если на упаковке или самом лезвии безымянного ножа написано «Inox» «Stainless», «Stainless Steel», «Rostfrei» (слово «нержавейка» на разных языках) или «Super-steel», то скорее всего это сталь 420 в самом простейшем исполнении (или ее аналоги).

Похожие аналоги: 20Х13 (UA, RU), X20Cr13 (Германия), 420J1 (Япония), 20Cr13 (Китай) и др.

Состав стали 420, %
C Cr Mn Mo Ni P Si S V Другое
0.15-0.35 11-13 1 0.04 1 0.03 0.09(Cu)

ZAT (Днепр, Украина)
http://www.zat24.com/

Создана 01.02.18, посл.обновление — 06.05.20

Источник статьи: http://www.zat24.com/2018/02/stal-420-sostav-i-svoystva.html

Сталь 420S45

Доступная и технологичная сталь 420S45 (Англия) является популярным материалом для кухонных и столовых ножей. Этот коррозионностойкий, жаропрочный сплав в закалённом состоянии без проблем переносит агрессивное воздействие химически активных сред — стойкость к окислению сохраняется и при нагреве. Из-за хороших противокоррозионных свойств на изделиях может ставиться маркировка «Stainless» или «Stainless Steel».

Нож из стали 420s45.

Характеристики

Эксплуатационные характеристики обусловлены твёрдостью и прочими параметрами материала после термической обработки, но достичь уровня выше 52 единиц по Роквеллу не получится.

Плюсы

Доступность сплава делает его идеальным вариантом для моделей среднеценовой категории и невысокого качества.

Минусы

Выбирая ножик из такого сплава, стоит учитывать максимальную твёрдость закалённого материала в пределах 50-52HRC. На практике это означает, что сделать на лезвии тонкое сведение не получится, что негативно сказывается на лёгкости реза.

Твёрдость

Закалка и отпуск с охлаждением на воздухе позволяет добиться твёрдости в пределах 50-52 HRC.

Для обработки стали резанием необходимо предварительно провести отпуск или отжиг, далее после мехобработки придётся повторно выполнить ТО.

Читайте также:  У каланхоэ стали мягкие листья что делать

График твердости HRC.

Химический состав

420s45 сталь представляет собой доступный материал для ножей. Клинки с невысоким содержанием углерода и небольшим содержанием легирующих элементов определяют плохую закаливаемость данного материала, так что итоговые эксплуатационные свойства клинка после ТО также не самые лучшие — слишком мягкий металл плохо держит заточку, правда неплохая сопротивляемость коррозии и невысокая цена делают сталь востребованной.

420s45 является мягкой сталью: для столового и даже кухонного инвентаря характеристики вполне приемлемые, но для специализированных ножей для охотников, а тем более холодного оружия их уровня явно недостаточно.

Химический состав стали 420s45.

Стоит сразу уточнить, что по английскому стандарту диапазон содержания углерода довольно широкий, а именно от него, как и от хрома зависит окончательная твёрдость клинка после закалки.

Поскольку содержание этих элементов невелико, то сталь 420s45 мягкая — угол заточки должен быть большим по принципу топора. Так что лёгкость реза у клинка не на высоте.

Аналоги

Субститутом 420s45 является 30Х13, X30Cr13 или 1.4028.

Источник статьи: http://vashnozh.ru/stal/420s45

​Виды и особенности ножевых марок стали

Характеристика

Известная многим марка стали AISI 420 – это аустенитно-мартенситный сплав, разработанный американскими технологами. В цифрах и буквах, используемых в названии, зашифрованы основные данные об этом металле:

  • AISI – это аббревиатура «Американский Институт Стали и Сплавов», который как раз и разработал данную систему маркировок;
  • трёхзначное число обозначает принадлежность к сталям, устойчивым к коррозиям, где первая цифра 4 определяет отношение к хромоникелемолибденовым сплавам;
  • 20 – это место металла в специальной таблице.

Сталь марки 420 – это один из самых дешёвых материалов, применяемых в ножевом производстве. Из-за своего специфического химического состава она плохо поддаётся закалке, вследствие чего является довольно мягким материалом и плохо держит заточку. Зато этот металл обладает отличной коррозионной стойкостью и доступной стоимостью, благодаря чему он активно применяется для изготовления практически всех импортных ножей, которые имеются на отечественном рынке.


Сталь марки 420 одна из самых дешёвых.

Патенты на производство AISI 420 имеют большое количество стран. Состав всех производимых сталей одинаков, как и технологический процесс. Но обработку и закалку уже готовых изделий в зависимости от места изготовления проводят по-разному.

Именно 420-ую применяют для выпуска практически всех китайских ножей, из-за чего она и приобрела свою дурную славу.

Обычно в восточном исполнении подобные режущие инструменты имеют довольно низкое качество, а их свойства подходят только для создания кухонных моделей. Всё это не означает, что нужно списывать весь «восток», смешивая их изделия с грязью. Так, в Тайване изготавливают хорошие ножи для подводной охоты, а любое японское изделие будет отвечать самым высоким стандартам.

Качество подобной продукции в европейском исполнении на порядок выше, но всё равно находится в бюджетном сегменте. Нож, выпущенный в Испании, практически такой же мягкий, как и китайский, а вот выпущенный Германией, Австрией и Швейцарией имеет более высокую твёрдость и аккуратное исполнение.


Сталь 420 имеет свои преимущества.

Если говорить об американском качестве, то режущие инструменты из 420-ой, производимые United Cuttrely, – это в основном сувенирные модели, а производимые фирмами Back и SOG – довольно неплохие изделия, имеющие твёрдость 57 HRC, хорошую упругость и небольшой вес.

Данные примеры подтверждают одну простую истину: ключевую роль в создании качественных ножей играет не сам металл, а обработка и закалка конечного изделия, которые и позволяют добиться всех необходимых параметров.

Следует отметить черту, которая характерна для всех клинков из 420-ой серии вне зависимости от места изготовления – все они из-за свойств металла довольно массивные, тяжёлые и несколько неудобные при резе.

К тому же если соберётесь покупать ножи из стали 420, необходимо знать следующее: они далеко не всегда маркируются соответственным образом. В случае если на клинке нет никаких надписей или написано Stainless Steel, Stainless, Rostfrei, Super-steel, Inox, что фактически переводится как «нержавейка», скорее всего, он изготовлен именно из этого сплава.

Как и любой другой материал, сталь 420 имеет свои преимущества, которые будут выгодны при определённых условиях, и недостатки, что непосредственно повлияет на её применение.

Плюсы

Среди положительных свойств следует выделить прекрасную антикоррозионную стойкость – главный плюс, немаловажную роль играет и дешевизна материала. Термообработка проводится с применением азота, что позволяет добиться твёрдости 53 HRC, неплохой гибкости и режущих свойств.

При хорошей криогенной обработке и закалке уже готового изделия можно добиться большей упругости и прочности и довести характеристики до уровня более дорогих сплавов, но стоит учитывать, что это скажется на стоимости. Даже после сложных обработок такой инструмент будет иметь уровень потребительских свойств в пределах бюджетного сегмента.

Минусы

Основной минус этой марки – она с трудом поддаётся закалке, что не позволяет достичь большего показателя твёрдости. В итоге получается довольно мягкий сплав, имеющий низкое содержание углерода. В связи с этим характерной чертой является плохая устойчивость к внешним повреждениям и механическим нагрузкам.

По этой же причине сталь плохо держит заточку: ножи постоянно приходится подтачивать. Но это не мешает зарубежным мастерам работать с металлом и изготавливать изделия, пользующиеся большим спросом. Несколько увеличить срок эксплуатации позволит тщательный и постоянный уход.


Сталь 420 с трудом поддаётся закалке.


Лучшая сталь для ножа. ТОП-5

Каждый день мы сталкиваемся с необходимостью нарезки продуктов или измельчения разных предметов. На помощь в таких делах приходит неизменный помощник — нож. Хорошему, прочному клинку обрадуется и домохозяйка, и охотник, и дайвер. Вот только как выбрать качественное режущее изделие для своих нужд?

При выборе ножа, охотничьего или кухонного, мы в первую очередь обращаем внимание на сталь. Это показатель качества ножа. Но даже самый прочный сплав может не выдержать падения с высоты — нож рассыплется на кусочки. А другой образец станет гнуться в разные стороны, или точить такое изделие придется каждый день.

В нашей статье мы рассмотрим самые качественные образцы стали, из которой производятся кухонные, охотничьи и другие ножи. Узнаем, какие добавки влияют на характеристики ножа.

Состав стали

Механические свойства стали для ножей во многом определяются легирующими добавками. Последние влияют на твердость, стойкость, подверженность коррозии и другие характеристики клинка:

  • Углерод. Увеличивает твердость, повышает вязкость сплава и его сопротивляемость износам. Большое количество углерода снижает коррозионную стойкость.
  • Хром. Повышает плотность и твердость клинка, устойчивость к коррозии.
  • Марганец. Повышает вязкость, износостойкость и прокаливаемость. Большое содержание этого элемента увеличивает хрупкость клинка.
  • Молибден. Отвечает за прочность, плотность и прокаливаемость, придает металлу эластичность.
  • Ванадий. Повышает вязкость и плотность, увеличивает износостойкость. Способствует хорошему прокаливанию клинка.

лучших образцов стали для ножа

Существует много разновидностей стали для изготовления ножей. Мы выбрали шесть популярных в мире мастеров ножевого дела образцов. При выборе опирались на такие параметры:

  • Устойчивость к коррозии. Неважно, какой нож перед нами — бытовой или охотничий. Он часто вступает в контакт с водой (охотничий еще и с кровью). Это негативно отражается на свойствах клинка, а потому антикоррозийные качества стали — один из ключевых факторов.
  • Износоустойчивость. Ни один нож не вечен, но определенные виды сплавов продлевают жизнь клинка.
  • Способность держать заточку. Точить нож придется однозначно, один образец — раньше, другой — позже. Но клинки из качественных сплавов дольше не тупятся.
  • Твердость. От этого параметра зависит способность клинка выдерживать внешние нагрузки.

Привет! Это — Антон Сидорин, главред My Gadget. Недавно я создал телеграм-канал, в котором публикую обзоры и рейтинги новинок из мира гаджетов. Буду рад видеть вас в Телеграме! Подпишитесь на канал и не пропускайте интересные статьи. Ссылка на канал: https://t.me/RuMyGadget

Нержавеющая сталь японского производства. По характеристикам схожа со сталью AUS-8 (последняя содержит меньше углерода). Производится японской компанией Aichi. Отличается повышенной стойкостью к коррозии за счет высокой доли содержания хрома. Изделия этой марки используются в производстве ножей со складным лезвием, а также кухонных моделей. Показатели твердости у AUS-6 невысокие, но клинки из этой стали надежно защищены от образования сколов.

В состав сплава входит 0.25% ванадия, за счет чего характеристики износа немного повышены. В целом изделия из этой стали отличаются хорошей износоустойчивостью, хотя быстро теряют остроту.

Сталь AUS-6 считается бюджетной — стоимость клинков в зависимости от производителя варьируется от 2 000 до 8 000 рублей. Тычковый нож Шмель Capo из AUS-6 можно купить за 1 000 -1 500 рублей.

Читайте также:  Соленые грузди стали розовыми почему

Плюсы

стойкость к коррозииизносостойкостьна клинке практически не возникает сколов

Bohler N680

Инструментальная сталь, отличается повышенной устойчивостью к коррозии за счет содержания в сплаве ванадия, хрома, молибдена и азота. Производится европейским концерном Bohler-Uddeholm AG. Этот бренд считается одним из лидеров в производстве высококачественных сплавов и поставляет свои изделия в разные страны.

электрогрилей: ТОП-4:
https://bit.ly/2AJcnfXТестирование лучшихэлектромясорубок:https://bit.ly/3eZa3Ak
Bohler N680 используется для производства ножей высокой прочности, которые хорошо выдерживают воздействие внешней среды. Учитывая коррозионную стойкость, клинок из такого сплава популярен у рыбаков, дайверов и тех, кто использует нож в морской воде. Такие клинки легко затачиваются и способны держать заточку долгое время. Стоимость ножа из Bohler N680 стартует от 8 000 рублей. За коллекционные изделия вроде авторского хита Bob Terzuola Custom «ATCF» запросят больше — от 100 000 рублей.

154CM

Инструментальная сталь американского производства со значительным количеством углерода в составе. Изначально разрабатывалась как материал для изготовления турбин самолета. 154CM используется для изготовления клинков по всей планете. Особенно популярна она у брендов Benchmade и Emerson. У последней компании 154CM — фаворит, любимица главы концерна Эрни Эмерсона.

Сталь 154CM отличается высокой твердостью, не теряет вязкости и устойчива к боковым нагрузкам. Такие ножи отличаются бритвенным резом. Главный минус американской стали — она недостаточно стойкая к коррозии. Если клинок долго взаимодействует с агрессивной средой (морская соль, кислота) на нем могут появиться ржавчина и пятна. За нож из 154 CM продавец запросит в среднем 12 000 – 18 000 рублей.

CPM S30V

Швейцарский сплав, очень востребованная порошковая ножевая сталь, элитный материал для производства ножей.

Клинки из стали CPM S30V отличаются хорошей остротой, которую сохраняют долгое время. Износоустойчивость и стойкость к коррозионному воздействию также высоки. По этим показателям CPM S30V в разы превосходит 154CM. Из минусов можно отметить хрупкость металла, вследствие его твердости, и возникновение зазубрин на поверхности клинка.

Швейцарская сталь очень популярна у мировых производителей ножей. CPM S30V используют практически все ножевые бренды: Spyderco, Buck, Benchmade, Leatherman и другие. Цена на клинки из CPM S30V стартует от 5 000 рублей в зависимости от производителя. Складной нож фирмы Buck обойдется в 12 000 – 15 000 рублей.

Uddeholm Elmax

Еще одна инструментальная сталь от немецкого-австрийского концерна Böhler — Uddeholm AG. Первоначально Elmax использовалась как сырье для режущих элементов станков, производящих композитные материалы или пластмассы. Найфмейкеры Австрии, Германии и стран Скандинавии сразу заприметили сплав и стали делать из него качественные клинки.

Эта сталь — комбинация коррозионной стойкости и твердости. Хорошо поддается полировке, а потому клинки отличаются ровной блестящей поверхностью. Легко затачивается. К боковым ударным нагрузкам отношение у сплава сложное. Поэтому вскрывать сейфы клинками из этого материала не получится. Зато режущие свойства таких ножей на высоте.

Клинки из Elmax изготавливаются такими компаниями, как Zero Tolerance, Microtech. Последний бренд использовал сплав для изготовления линейки автоматических ножей Microtech Scarab. Цены на клинки из Uddeholm Elmax варьируются в диапазоне 10 000 -35 000 рублей.

Что влияет на характеристики сплава

Окончательная характеристика любой стали зависит от двух основных параметров:

  • химического состава;
  • термомеханической обработки.

Первое является перечнем различных легирующих элементов, которые позволяют в сумме добиваться параметров, неприсущих отдельно взятой добавке.

Термомеханическая обработка металлов заключается в изменении межатомных расстояний посредством механического воздействия под температурой и закалке, которая непосредственно влияет на прочность и твёрдость стали.

Химический состав

По сути, 420 является базовой маркой хромистых металлов, потому что её состав включает в себя минимальное регламентированное число элементов, влияющих на свойства стали:

В модифицированных версиях этого сплава применяются и другие добавки, которые необязательны к регламентированию из-за очень низкого допустимого содержания (сотые и тысячные доли).


Клинок из стали 420.

Как элементы влияют на структуру

В зависимости от процентной концентрации каждого элемента структура будет видоизменяться, как и её рабочие свойства, которые являются результатом взаимодействия легирующих добавок:

  1. Базовую роль играет кристаллическая решётка, которая в этом случае образована базовым компонентом (Fe – железо) и её изменение в сочетании с определёнными химическими элементами.
  2. Следующий момент – это взаимодействие веществ на уровне молекул: образование новых карбидов и различных второстепенных соединений, а также их месторасположение в кристаллической решётке.
  3. Последнее – это сегрегация, то есть способность атомов изменяться под воздействием высоких температур, образовывая новые связи и тем самым влияя на конечные свойства.

Характеристики любой стали регулируются такими основными параметрами:

  • прочность;
  • пластичность;
  • вязкость;
  • устойчивость к коррозионным воздействиям;
  • электропроводимость;
  • закаливаемость;
  • свариваемость.


Изделия из стали AISI 420 получают мартенситным методом.
Максимальное воздействие на каждый параметр оказывают легирующие компоненты. В основе таких процессов лежит способность кристаллической решётки изменять свою структуру, так, любое её искажение вне зависимости от применяемого вещества приводит к увеличению показателя прочности:

  • углерод – его атомы в два раза меньше атомов железа, за счёт чего они легко помещаются между вторыми, образуя карбиды, что искажает решётку. Чем больше его содержание в составе, тем сталь прочнее, но при этом она становится более хрупкой;
  • хром – при содержании в пределах 13-17% придаёт сплаву стойкость к ржавлению и несколько увеличивает прочность. Объясняется это уникальным свойством образовывать оксидную плёнку на соседних молекулах, которые по размеру равны молекуле хрома. На поверхности такая плёнка создаёт прочный щит, через который не могут проникать атомы кислорода, что исключает коррозию следующих слоёв;
  • кремний – применяется как технологическая добавка для удаления остаточного кислорода при выплавке. Он не образует карбиды, однако сдвигает их в сторону границ зерна, что делает структуру более однородной;
  • марганец – наиболее эффективен при использовании его с кремнием в пропорциях 1:1. В таком случае марганец обеспечивает стабильность легирующего сплава, исключая смещение ядер, благодаря чему получается плотная и однородная кристаллическая решётка.

Химический состав

Высокоуглеродистая легированная сталь имеет следующий состав:

  • C (0,45–0,54%) — этот элемент увеличивает прочностные свойства сплава;
  • Mn (0,80%) — также положительно влияет на прочность;
  • Сr (13,5–14,0%) — повышает эффективность термической обработки, обеспечивает стойкость к коррозионному разрушению и нагрузкам на износ;
  • Мо (1,00%) — избавляет клинок от ломкости и хрупкости, обеспечивает необходимую жёсткость и стойкость к нагреву;
  • Si (0,80–1,00%) — положительно сказывается на прочностных свойствах и износостойкости;
  • V (0,18%) — включение ванадия гарантирует повышение твёрдости, упругости, сопротивляемость воздействию химически активных сред.

Термомеханическая обработка

Изделия из стали AISI 420 получают мартенситным методом, который проводится в два этапа:

  1. Сначала получают заготовку, отливая её в приготовленную форму и тщательно регулируя температурный режим. Резкое остывание приводит к негативным последствиям, одно из которых – высокая хрупкость, поэтому кристаллизация должна протекать медленно.
  2. Вторым этапом будет изготовление будущей детали или механизма. Если изделие получается при помощи отлива, то следующим шагом будет механическое воздействие: выточка, очистка, подгон под шаблон.

Деталь можно получить посредством работы с заготовкой – обычным куском стали. В таком случае для будущей закалки необходимо учесть все изменения, связанные с деформированием структуры.

Закалка проходит при довольно невысоких температурах, для мартенситных сталей достаточно нагрева свыше 200 градусов.

Основным моментом в этом процессе является отпуск, то есть выдержка однородной температуры после нагрева. Во время этого протекают реакции, которые формируют конечную структуру сплава. Время выдержки зависит от будущего применения стали.


Листы стали 420.

Применение

420 – коррозионно-стойкая марка стали или, как её часто называют, медицинская или пищевая нержавейка. Это один из тех сплавов, что активно применяется в работе большого количества механизмов, так как используется для изготовления элементов, которые могут работать при температуре до 450 градусов под высокими нагрузками.

Помимо ножевого производства 420-ая интенсивно используется во многих отраслях:

  • изготовление мерительных и режущих инструментов, игл карбюраторов, поршневых стоков, деталей двигателей;
  • производство лопаток и ответственных деталей турбин;
  • выпуск крепежей и износостойких прокладок;
  • выпуск пружин и рессор для автомобилей;
  • производство кухонных принадлежностей.


Из стали 420 делают кухонные инструменты.

​Виды и особенности ножевых марок стали

Поскольку сталь — это сплав железа и углерода, к которому могут быть добавлены некоторые другие примеси, разновидностей стали существует огромное множество. Естественно, в зависимости от точного состава, и качества разных марок этого металла существенно разнятся. Сегодня мы немного поговорим об особенностях наиболее популярных марок стали, которые используются в ножевом производстве. С учетом этих особенностей, вы сможете подобрать себе нож с такими характеристиками, которые наиболее полно будут соответствовать вашим запросам.

Читайте также:  Сталь 355 это 09г2с

Не вся сталь используется для производства ножей. Ведь чтобы стать действительно подходящим материалом, она должна иметь определенные качества, которые были бы сбалансированы по отношению друг к другу. Одна из важных характеристик — это твердость металла. Она определяет способность стали противостоять деформации во время разрезания ножом других материалов. Измерить твердость можно разными способами. Соответственно, и единиц измерения существует несколько. Один из наиболее распространенных вариантов — использование шкалы Роквелла. Этот метод предполагает вдавливание в металл алмазной пирамидки под определенной нагрузкой и замер оставшегося оттиска. Основным элементом, влияющим на твердость, является углерод. Чем его больше, тем тверже получается металл. Однако, он также становится более восприимчивым к ржавчине, что для ножа уже не хорошо. Во многом, от твердости зависит износостойкость стали. Во время использования ножа, от него постоянно отделяются микрочастицы металла. Если износостойкость низкая, то режущая кромка быстро стирается, нож не только становится тупым, но и деформируется.

Прочность — еще одна важная характеристика металла. Речь идет о прочности металла на изгиб, необходимой, чтобы он остался невредимым после падения на пол, при неравномерном распределении нагрузок на отдельные части лезвия. В связи с этим, важно учитывать вязкость металла — его способность выдерживать импульсные нагрузки.

Три категории стали

Однако все эти характеристики не слишком понятны без конкретных примеров. Итак, марки сталей, которые используются для ножей, условно можно разделить на три категории. Основным фактором для их разделения служит процентное содержание углерода, от которого и зависят основные характеристики сплава.

В первую категорию входят стали с низким процентом углерода и не стабилизированные в достаточной мере легирующими добавками. На больших фабриках они используются для бюджетных моделей ножей. К данной категории относятся такие марки как 440А, 420 и 420НС, AUS-6, Sandvik 12C27. Главное преимущество всех сталей этой группы в том, что они имеют высокий уровень сопротивления коррозии. Ножи из таких сплавов хорошо подходят для использования в сырых условиях, могут использоваться для дайвинга, в том числе, и в соленой воде. Но все они слишком мягкие, чтобы нож мог долго оставаться острым. И в случае работы с твердыми материалами, их придется слишком часто затачивать. Сталь 440А содержит не более 0,75% углерода, 16-18% хрома, 1% марганца и 0,75% молибдена, закаливается до 55-57HRC. Если на ноже указано только число 440 без буквенного обозначения, речь также идет о стали 440А, как самой дешевой из своего семейства. Сплав 420HC содержит 0,46% углерода, 13% хрома, 0,3% ванадия, по 0,4% молибдена и кремния. Закалка этого металла производится в рамках 52-55HRC. Шведским аналогом этой марки является сталь Sandvik 12C27.

Это простая, но качественная сталь. Ее отличительная черта — высокая степень чистоты, которая достигается благодаря технологичной обработке сплава. Содержание в такой стали углерода составляет 0,6%, хрома — 13,5%, марганца и кремния — 0,4%. Из стали Sandvik производятся многие модели ножей Morakniv.

Вторая группа — это стали с качеством Hi-end. В нее входят марки 440С, AUS-8, 8Cr13MoV, Sandvik 14C28N, VG-10. Они немного хуже справляются с противостоянием коррозии, поскольку уровень углерода в этих сплавах выше, но зато могут закаливаться до большей твердости и обладают более высокой износостойкостью. В сталь 440С добавлено 0,95-1,2% углерода, 16-18% хрома, 0,75% молибдена, по 1% марганца и кремния. Ее твердость составляет около 58-60HRC. Хотя следует учитывать, что испанская сталь этой же марки может быть несколько мягче. Сталь 440С используется для многих карманных ножей и при неплохих рабочих качествах является доступным по цене материалом. Широко использует такую марку стали ]Ganzo[/anchor]. Схожими с ней качествами обладает марка AUS-8. В такой стали содержится 0,7-0,75% углерода, 13-14,5% хрома, 0,49% никеля, 0,5% марганца, 1% кремния. Твердость закалки — 58HRC. Но нужно отметить, что хорошо работать с этой японской сталью умеют только японцы.

Марка 8Cr13MoV по сравнению с AUS-8 содержит больше углерода — 0,8%, и примерно такие же пропорции других легирующих добавок. Сталь закаливается до 58-59HRC. В целом, соотношение стоимости и качества у данной марки достаточно выгодное. А умелая обработка позволяет получить очень практичные ножи, например, как у бренда Spyderco.

Сталь Sandvik 14C28N имеет шведское происхождение. Разработку этого сплава заказала компания Kershaw, пожелавшая улучшить сплав 13C26. В итоге, в сталь включено 0,62% углерода, 14% хрома, 0,55% молибдена. Сталь имеет твердость 58-60HRC. Это один из лучших вариантов нержавейки для ножей стоимостью не более 30$.

VG-10 — сталь японского производства. Она широко применяется брендом Spyderco. Этот сплав отлично держит заточку, хотя режущую кромку нужно оберегать от импульсной нагрузки, иначе возможны сколы. В ней 0,95-1,05% углерода, 14,5-15,5% хрома, 1,4% кобальта, 1,05% молибдена, 0,5% марганца, 0,6% кремния. Твердость сплава очень высока — 59-61HRC.

Третья группа объединяет марки стали наилучшего качества. Среди самых известных марок этого уровня можно назвать Elmax и CPM S30VN. Elmax производится в Австрии. Она очень прочная, отлично держит заточку и относительно легко точится, ее твердость составляет 58-62HRC. Этот сплав содержит 1,7% углерода, 18% хрома, 1% молибдена, 0,8% хрома, 3% ванадия. Это порошковая сталь, которую многие знатоки считают лучшей для ножевой индустрии.

CPM S30VN получила 1,45% углерода, 14% хрома, 4% ванадия, 2% молибдена. Твердость ее закалки достигает 61HRC. Из такого сплава изготавливают высококачественные клинки верхнего ценового сегмента.

Влияние примесей

В характеристиках каждой из марок стали указано процентное содержание различных химических элементов, каждый из которых наделяет сплав теми или иными качествами. Как же разобраться в особенностях стали, зная ее состав?

Углерод является основным элементом, помимо железа, для получения стали. Он способствует тому, что сталь можно закалить, влияет на твердость и прочность металла. Эти качества повышаются с увеличением количества углерода. Впрочем, одновременно возрастает и склонность к коррозии. Кухонные ножи и туристические бюджетного сегмента могут быть сделаны из стали с 0,4-0,6% углерода, но в более качественных — этот показатель выше.

Хром добавляют в сплав, чтобы повысить его стойкость к ржавчине. В нержавейках его не менее 14%. Но нужно сказать, что высокий процент примеси хрома снижает прочность металла.

Молибден — одна из наиболее распространенных легирующих примесей. Он повышает жаропрочность сплава, усиливает стойкость к коррозии, которую дает хром. В целом, молибден позитивно влияет практически на все качества стали. Это обязательная составляющая для ножей, которые должны работать в агрессивной среде или при высоких температурах.

Этот химический элемент снижает содержание кислорода в металле. Как следствие, повышается стойкость к ржавчине, прочность металла.

Кобальт добавляется в качестве примеси в твердые и быстрорежущие марки сталей. Необходимо отметить, что из кобальтосодержащих сталей изготавливают не только качественные ножи, но даже некоторые детали для космических ракет.

Ванадий существенно улучшает показатель износостойкости стали. Металл с этой примесью сложнее поддается заточке, но зато очень долго остается острым. А помимо того, он хорошо подходит для ножей, которые будут резать волокнистые материалы, ткани, войлок.

Этот химический элемент существенно повышает твердость стали. Поэтому металл с его примесью используют не только для ножей, но и для производства сейфов, рельсов и прочих предметов, которые должны выдерживать большие нагрузки.

Вольфрам обязательно входит в состав быстрорежущих сталей. Он существенно повышает жаропрочность сплава, а также его износостойкость и твердость.

Этот элемент улучшает стойкость металла к коррозии, а также повышает прочность стали. Его процентное содержание в стали не очень велико.

Теперь вы сможете свободнее ориентироваться в характеристиках ножей, которые известны исходя из того, какая марка стали используется для его производства. Эти знания помогут выбрать нож не только в соответствии с размерными параметрами и привлекательностью дизайна, но и с учетом его рабочих качеств, заложенных в стали.

Аналоги

Ближайший аналог стали 420 по своим свойствам и составу является отечественный сплав 65Х15, который на российском рынке имеет не меньшую популярность. Главные их сходства – это практически идентичная характеристика, отличное противостояние коррозионным процессам, рабочие показатели среднего уровня и низкая себестоимость. В остальном имеет некоторые преимущества над 420-ой, которые по достоинству ценятся отечественными мастерами. Среди них:

65Х13 нередко применяется для изготовления медицинского инструмента, но чаще – для ножей разного предназначения: бытовых, охотничьих, кухонных.


Кухонные ножи их сплава 65х15.

Источник статьи: http://priozerskctv.ru/snaryazhenie-i-oruzhie/420-hc-stal.html

Adblock
detector