420 сталь твердость по роквеллу

Обновлено: 08.02.2023

Твёрдость — свойство стали (или другого сплава) оказывать сопротивление сдавливанию более твёрдым телом, например, быстрорежущей сталью или победитом.

Что это такое?

Твёрдость стали – одна из важнейших величин (показателей), имеющих основное значение для её использования при разных условиях. Это значит, что стальной сплав, не обладающий минимально необходимой при выполнении определённых задач твёрдостью, быстро выходит из строя в режиме частой и длительной нагрузки.

Например, гвоздь, будучи изготовленным из железа, в котором почти нет углерода, нельзя было бы вбить даже в деревяшку. Он тут же затупился и согнулся бы. Чтобы избежать подобных ситуаций, в сталь вводят важнейший компонент – углерод. Твёрдость стали по шкале Роквелла должна достигать как минимум 36 единиц, только тогда стальной состав можно будет с большим успехом применить, например, в качестве конструкционного материала.

Но если такое свойство не обеспечивается в полной мере, то железо подлежит переплавке. Чистое железо, не обладающее достаточной твёрдостью, присущей стали, можно встретить только в лабораториях.

Виды шкал по методу измерения

Твёрдость стали как характеристика влияет на конкретное её применение. Она определяется как частное от деления величин нагрузки и площади поверхности друг на друга. Однако различают поверхностную, объёмную и проекционную твёрдость. Поверхностная определяется величиной давления, которую выдерживает заготовка. Проекционная – деление значения силовой нагрузки к площади проекции области давления. Объёмная – та же величина, поделённая на конкретный объём испытуемой зоны.

Макротвёрдость – воздействие от 2 Н до 3 кН силы для внедрения давящего тела в сдавливаемое на глубину в 200 нанометров. Микротвёрдость – сила менее 2 ньютона на ту же глубину. Нанотвёрдость – внедрение тела с любой силой воздействия на глубину менее 200 нм.



По Бринеллю

Суть метода определения твёрдости по Бринеллю сводится к диаметру отпечатка, который оставляется шариком из твёрдого сплава, вжимаемым в испытуемую поверхность. Величина твёрдости в этом случае равна отношению усилия, прилагаемого к шарику, к площади оставленного на поверхности следа испытательной нагрузки. Площадь отпечатка при этом равна площади части поверхности шарика. Значение твёрдости по Бринеллю равно килограммам силового воздействия на квадратный миллиметр. Встречающееся обозначение HB (что значит «твёрдость Бринелля») указывает на неиспользование испытательных шариков для определения искомой величины.

По Роквеллу

Метод Роквелла, по своей сути, напоминает испытание вдавления алмазного конуса в тестируемый материал. Размерность – конкретные единицы, включая производные – не задана. Несмотря на существования нескольких шкал по Роквеллу, используют лишь две из них – A (до 100 единиц) и B (до 130 по HRC). Твёрдость алмаза – максимальная, аналогов у данного материала в природе, да и при промышленном их получении, не существует. Для сравнения, эльбор имеет всего лишь 90, а не 100 единиц твёрдости.



По Моосу

Метод определения твёрдости по шкале Мооса основан на сравнении с эталонами 10 минеральных веществ – от талька до алмаза. К примеру, если испытуемая деталь процарапывается апатитом, но не поддаётся флюориту, то его твёрдость оказалась в диапазоне 4-5 единиц. Но абсолютная твёрдость колеблется от 1 до 1600 единиц.

По Виккерсу

Метод Виккерса несколько отличается от своего предыдущего аналога. Вдавливание осуществляется не конусом, а пирамидкой, из того же алмаза. Единицы измерения – как и в случае метода Бринелля.

По Шору

В отличие от метода Роквелла и иных аналогов вместо алмазного острия применяют закалённую иглу под действием настраиваемой пружины. Область применения – в основном для полимерных, а не стальных составов. Шкала в основном представлена вариантами A – для мягких пластиков, и D – для твёрдых. Для вычисления твёрдости стали определяют не глубину проникновения, а высоту отскакивания иглы или специального бойка.



Другие

Метод Кузнецова–Герберта– Ребиндера состоит в следующем: величина твёрдости вычисляется по времени затухания колебания маятника, опёртого об исследуемый образец.

Метод Польди (двойного отпечатка шарика) заключается в следующем: твёрдость измеряют путём сопоставления с твёрдостью образцовой заготовки и эталонной детали. Последовательно вдавливают шарик в тот и другой образцы.

Метод Бухгольца применяют в основном для выяснения значения твёрдости лака или краски, слой которой успел полностью высохнуть и затвердеть. Для проверки может использоваться любое остриё.

Метод Янка рассчитан для определения твёрдости древесных изделий и заготовок. Предусматривает использование статики и динамики для вычисления значения твёрдости.

Во всех случаях применяются приборы-твердомеры. Покрытие или поверхность основного материала предусматривает разрушение или сохранение поверхностного слоя. Ни один из вышеописанных методов не является истиной в последней инстанции – данные способы применяются в качестве приближённого, оценочного суждения о значениях твёрдости материала той или иной разновидности.

Для одних и тех же сортов стали величины могут существенно отличаться, а диапазоны величин для разных марок стали одного и того же рода – располагаться так, что любые зависимости окажутся в виде отчётливых кривых на графике. А также твёрдость меняется при разных внешних температуре и давлении.



Твёрдость сталей разных марок

Чем твёрже сталь, тем больше в ней должно содержаться углерода. Это задаёт то значение твёрдости, которое превысить не удастся, сколько данную марку сплава ни пытаться перезакалить. Для Ст20 твёрдость по шкале Роквелла в среднем равна 38 единиц, для Ст60 – 63. Повышение твёрдости промежуточных сортов стали начиная от наиболее низкоуглеродистой приближённо линейное. Наибольшей популярностью пользуются сорта стали 3, 30, 20, 53, 20Х, 55, 45, 35, 65Г, 12ХФ, 30Х, 25, 38ХА, при этом легирующие добавки управляют не столько параметром твёрдости, сколько иными – ударной вязкостью, упругостью, стойкостью к коррозии. Например, хромистые стали типа 20Х, 12Х, 30Х, 38ХА – несколько более устойчивы к ржавлению, чем простые их собратья без данной добавки. Никель, к примеру, повышает прокаливаемость. В целом же тенденция к повышению твёрдости прослеживается следующим образом: у Ст3 она не превышает 35 единиц по всё той же шкале Роквелла, у Ст30 в состоянии поставки – уже 44, у проката Ст35 – 47, Ст40 – 53, Ст45 – 57, Ст50 – 59, Ст55 – 61. Стали с содержанием углерода менее 0,3% по массе не поддаются закаливанию – из них изготавливают проволоку и гвозди.

Однако у некоторых высоколегированных и среднелегированных сталей твёрдость по Роквеллу может колебаться в значительных пределах (в режиме закалки и отпускания): 20Х – 55… 63, 65Г – 45… 47, Х12МФ – 61… 64, 30Х – 48… 54, 38ХА – 60… 61,5. Здесь, опять же, отслеживается аналогичная закономерность: чем больше углерода в сплаве, тем выше твёрдость. Однако вместе с ней растёт и способность крошиться при прикладывании к острию значительной силы при разрезании – с увеличением количества углерода по массе состава.

Для сравнения, твёрдость чугуна, содержание угля в котором превышает 2,14% по массе, преодолевает сама себя как явление: хрупкость чугуна настолько велика, что многие чугунные изделия растрескиваются от удара молотка, чего не происходит со стальными.



Как проверить в домашних условиях?

Общеизвестно, что сталь не царапается большинством цветных металлов. Можно попробовать поцарапать заготовкой стеклянную бутылку или осколок от листового оконного стекла, однако такой метод окажется весьма приближённым.

Проверка твёрдости в домашних условиях достигается попыткой высверлить сломанным, но подточенным заново сверлом из быстрорежущей стали. Если сталь при этом затупится, то твёрдость сплава явно превышает 64 единицы по Роквеллу. Сверлить эксклюзивные приборы, например, дорогостоящие ножи, вряд ли кто возьмётся, но просверлить отверстие в обычной детали, которая после подобного испытания вряд ли потеряет исходную функциональность, можно.

Если сталь легко процарапывается осколком бутылочного или оконного стекла, то перед вами, скорее всего, подделка. Быстрорежущую сталь особой твёрдости нелегко процарапать стеклом. А вот твёрдость победита, к примеру, такова, что победитовое сверло не царапается стеклом – скорее оно само его с лёгкостью процарапает.

Чтобы убедиться, что перед вами стальное сверло, а не победитовое, можно попробовать им просверлить глиняный кирпич или гранитный камень. Если при этом оно быстро затупится, то вы столкнулись с обычным сверлом из стали (оно сверлит лишь дерево).



Быстрорежущее сверло можно проверить на качество, просверлив им стальную деталь. Верно и обратное: заострённым обломком старого быстрорежущего сверла, который был подточен вручную, на напильнике или наждачке, высверливают заготовку с той стороны и в том участке, чьё повреждение не влияет на качество работы детали (например, это некритичная комплектующая вроде части стальной рамы). В этом случае проверяется качество закалки, нормализации, отжига или отпуска. Данный приём позволяет проверить, насколько нарушена технология термообработки отдельных деталей устройства, выдержит ли оно заявленный уровень ударно-вибрационной нагрузки.

Кроме механических способов проверки, присутствуют и термические. Например, инструментальная сталь, из которой изготовлен нож, нагревается до температуры закалки, указанной в инструкции к закаливанию конкретной массы стали. Далее инструмент охлаждается в масле. Затем его нагревают до температуры отпуска – и вновь охлаждают. В описании к определённой марке стали указано, что сталь приобретает определённый оттенок при нагреве – нагревать её нужно, пока она не приобретёт данный оттенок, затем вновь охладить. После отпуска исчезнут все усталостные напряжения, и стальной сплав обретёт ту твёрдость, что указана в его описании.

Если оказалось, что твёрдость далека от ожидаемой, значит, вы столкнулись с подделкой, закалить и отпустить изделие, как это наблюдалось бы с заявленной маркой стали, не удастся. Такие изделия годятся лишь для переплавки в качестве металлолома.



Как повысить?

Повышению твёрдости через закаливание и отпускание не подлежат сорта низкоуглеродистой стали. Даже когда изначально кажется, что масло, прижигаемое к поверхности закаливаемой заготовки, превратится в уголь и этим обогатит процентное содержание углерода, то на самом деле это не так. Сталь должна обладать более чем тремя промилле углерода (по массе), только тогда возможно немного повысить её твёрдость в домашних условиях. Дополнительному закаливанию и отпусканию подвергаются все быстрорежущие составы, относящиеся к инструментальным сталям, а также нержавейки начиная с серии Ст-31Х14.

Перед закаливанием рекомендуется выполнить отжиг. Температура отжига, как правило, ниже, чем во время закалки, но заметно выше, чем при отпускании. Например, сталь У12А обладает твёрдостью 64 по шкале Роквелла. Закаливают при 800 по Цельсию – вначале раскалённый инструмент ненадолго (на доли секунды) опускают в воду, затем – несколько раз на это же время – в масло. Сталь эта раскаляется до светло-красного, для чего достаточно применить большой костёр, к примеру, в шашлычнице или печке из огнеупорного кирпича, либо в самодельной муфельной печи. Причём работать эта печь вполне может от спирали, залитой в огнеупорную глину или даже помещённой в керамику. Но в качестве источника нагрева допустимо и использование паяльной лампы – например, газосварки, переведённой из турборежима в режим обычного горения пропана или метана. О том, что раскаливание инструмента происходит штатно, свидетельствует покраснение металла.

Однако, превысив температуру до 1300 и более градусов, велик риск перегреть сплав, из которого изготовлен прокаливаемый инструмент – сталь делается почти белой и окончательно теряет твёрдость.

Все о твердости стали для ножей

Нож как изделие начинается не с рукоятки и украшений, так как это не сувенир. Поскольку он является режущим инструментом, решающую роль в выборе такого изделия играет качество стали, из которой изготовлен клинок.



Какой должна быть твёрдость?

Оптимальный показатель твёрдости для профессиональных ножей – порядка 65 единиц по шкале Роквелла. Победитовых или покрытых алмазным напылением ножей, естественно, не выпускают, а выплавить победит и нанести алмазную крошку в домашних условиях почти невозможно. Если отбросить оба этих варианта, то современная сталелитейная и кузнечная промышленности предлагают десятки сортов сталей.

Отбросив самые низкокачественные, метко прозванные в народе «пластилином, который тупится через пять минут работы», стоит присмотреться к оптимальным вариантам, не слишком твёрдым. Дело в том, что твёрдость имеет оборотное качество – хрупкость, в основном обусловленную наличием в составе стали серы и фосфора.

Сера, к примеру, портит сталь, делая её хрупкой, поэтому в высококачественных сплавах её содержание сокращают почти до следовых количеств.



Показатели у разных марок

Выбирая сталь с оптимальным сочетанием твёрдости и хрупкости, потребитель останавливается на лучшем по соотношению цены и качества изделии. Легирование сталей хромом, молибденом, кобальтом улучшает противодействие сплава образованию ржавчины, а также улучшает упругостный (ударная вязкость) и прочностной показатели (является следствием оптимального сочетания твёрдости и упругости). В качестве схожего примера – свёрла, в сплаве которых содержится кобальт.

Из нижеследующей подборки исключены все стали не вполне качественных марок. Когда стоит задача не взять первый попавшийся товар, а как следует изучить ассортимент и выбрать наилучшее за свой бюджет, выделенный на покупку ножа, то обратить внимание нужно на следующие марки стали.

  • CPM-S30V – сплав с содержанием ниобия и карбида. Устойчив к образованию ржавчины и способен выдержать режущую кромку даже после нескольких тысяч циклов допустимой нагрузки на остриё. Ниобий позволяет легко подточить лезвие. Является сбалансированным по прочности и твёрдости составом.
  • CPM-S35VN – мелкозернистая сталь, содержит только ниобий. Усовершенствованный вариант предыдущего сплава. Качества сохранены на уровне предыдущего образца.
  • CPM-M4 – высокоуглеродистая сталь с вольфрамом, молибденом и ванадием. Почти не содержит хрома. Высокая прочность, устойчивость и склонность к лёгкой обработке, но не в полной мере: затачивать необходимо с помощью особого точильного круга или диска. Подвержена образованию ржавчины, но достаточно долго удерживает остроту.
  • CTS-XHP обладает заявленной твёрдостью по шкале Роквелла в 61 единицу. Производство налажено на основе порошковой стали, после спекания порошкообразного состава образуется мелкозернистая структура. Устойчивый к ржавлению состав, но точится долго.
  • Elmax содержит много молибдена, ванадия и хрома. Износостойкий состав, противодействующий пищевым окислителям и воде. Несмотря на принадлежность к нержавейке, имеет отношение к высокоуглеродистым составам. Благодаря гораздо более облегчённой по сравнению с предыдущим вариантом заточке пользуется большей популярностью.
  • ZDP-189 – состав с твёрдостью в 64 единицы по шкале Роквелла, заметно лучше многих своих собратьев по данному признаку. Ржавеющий состав требует ухода. Сложен в заточке.
  • M390 – стальной сплав третьего поколения, содержащий в своём составе вольфрам, молибден, ванадий и хром. Уверенное удержание кромки и противостояние ржавлению, повышенному износу. Закалённая сталь данной марки достигает значения твёрдости в 62 единицы по Роквеллу.
  • CPM-S90V – высокоуглеродистая сталь с повышенным содержанием ванадия. Состав отличается износоустойчивостью даже к наждачке, отчего заточить его сложно.

Другие марки сталей, не вошедшие в данный список, для серьёзных задач можно даже не рассматривать. Даже когда вы не рубите кости и не разделываете туши убитой дичи, не стоит пытаться одним кухонным ножом решить все насущные вопросы.

Опытные туристы и путешественники не станут тратиться на низкопробный ширпотреб, а вложатся в клинок с качеством хотя бы выше среднего.




Как определить?

Догадаться, какая перед вами сталь: обычного кухонного или более профессионального назначения, достаточно просто. На фирменном клинке указываются марка стали и страна изготовления. Информация эта должна быть выгравирована с помощью лазерного стачивающего станка: крупные и заслуженные компании могут себе позволить лазерный гравировщик на основе ЧПУ. Если сведения напечатаны при помощи краски, пусть и износостойкой, вроде той, которой окрашивают новые автомобили, в любом случае это расчёт на то, что надпись сотрётся. Гравировка с профессиональной стали не стирается, не смазывается и не мутнеет 10 и более лет при условии, что сталь ещё и нержавеющая. На профессиональных ножевых кухонных изделиях можно встретить, к примеру, обозначение вроде AISI 420 (американская марка нержавейки) либо символы вроде X50CrMoV15, означающие европейскую систему маркировки.

По последним с высокой достоверностью определяют состав. Американские, европейские и японские фирмы часто указывают значение твёрдости по шкале Роквелла рядом с маркером применённого при изготовлении ножа состава, например, 62-64 HRC. Если вы столкнулись с подделкой, к примеру, из Китая, не стоит ждать от неё многого. Оригинальный высокопрочный товар, за который выдают поделку из «пластилиновой» стали, что легко тупится, разочарует быстро тупящимся лезвием надолго, по сравнению с радостью от низкой цены. Некоторые пользователи вместо туристического ножа могут раздобыть медицинский скальпель, притом настоящий. Такой нож сработан из высококачественной и высокопрочной нержавейки, долго остаётся острым и не будет тупиться даже после десяти тысяч разрезаний. Им можно даже скалывать щепки с засохшей ветки дерева.

Когда он затупится, заточить его будет непросто: потребуется либо специальный точильный круг, либо болгарка, заточка ножей на которой производится с помощью высокооборотистого (от 6000 оборотов в минуту) привода. Иногда за дамасскую сталь могут выдать простой чермет низкого качества. В промышленном объёме дамасскую сталь не производят, к тому же она уступает по устойчивости к затуплению «скальпельной» нержавейке.

Впрочем, узнав, из чего изготавливаются скальпели, можно приобрести на ближайшем металлургическом комбинате (или на металлобазе) нержавеющий лист аналогичного качества и самому изготовить хоть десятка два ножей, выдержав оптимальный угол заточки.

Все, что нужно знать о стали AISI 420

Сталь AISI 420 — популярная марка, широко применяемая для изготовления ножей. У нее есть свои плюсы и минусы, российские аналоги. Разобраться во всех тонкостях и характеристиках, узнать твердость материала по Роквеллу, состав листов поможет подробный обзор этой нержавеющей стали.



Состав и расшифровка

Сталь AISI 420 выпускается согласно стандарту ASTM A420. Марка в зависимости от процентного содержания углерода делится на несколько категорий с различными показателями твердости, механической прочности. Есть ее усовершенствованная разновидность AISI 420 MoV, дополнительно легированная молибденом и ванадием. В классическом варианте ее состав таков:

  • C (углерод) 0,15%:
  • Cr (хром) 12-14%:
  • Si (кремний) 1%:
  • P (фосфор) 0,04%;
  • Mn (марганец) 1%.

Как и в других разновидностях стали, основу сплава составляет железо. Углерод способствует удержанию кромки, в незначительных количествах слабо влияет на общую коррозионную стойкость, но помогает улучшить твердость готового сплава. Хром, выступающий главным легирующим компонентом здесь, обеспечивает высокую плотность металла. Помогает придать ему нержавеющие свойства. А также в этой марке стали использована добавка марганца. При термической обработке помогает раскислить и дегазировать пластичную смесь. Содержащийся в незначительном количестве в сплаве фосфор в этом случае помогает повысить сопротивляемость металла атмосферным воздействиям. Кремний также используется как упрочняющая и дегазирующая добавка.

У иностранных производителей изделия из AISI 420 нередко снабжаются пометками: Super-steel, Stainless, Inox. Это указывает не ее нержавеющий статус. Расшифровка основного наименования тоже не представляет сложностей. AISI — это обозначение Американского института стали и сплавов. Цифра 4 — обозначение принадлежности материала к сплавам хромо-никеле-молибденовой группы, 20 — коэффициент, обозначающий определение места материала в таблице.




Плюсы и минусы

У стали AISI 420 есть свой перечень достоинств и недостатков. Вот ее очевидные плюсы.

  • Антикоррозионная стойкость. Металл не ржавеет при длительном погружении в воду, хорошо переносит влияние атмосферных осадков. Даже слабокислые среды ему не опасны.
  • Соответствие пищевым и гигиеническим стандартам безопасности. Металл не меняет вкус воды, блюд и напитков. Подходит для проведения санитарных обработок поверхностей.
  • Пригодность для медицинских целей. Из этой марки стали изготавливают режущие инструменты с высокой устойчивостью к износу. В том числе сменные элементы для приборов различного назначения.
  • Термостойкость. При нагревании в пределах +450 градусов материал остается стабилен, не меняет своих свойств.
  • Устойчивость к механическому воздействию. Металл не подвержен интенсивному износу.
  • Привлекательный внешний вид. После полировки металл надолго сохраняет зеркальный блеск. Посуда и ножи из него не требуют сложного ухода.
  • Пригодность для обработки. До закалки металл остается податливым. Его легко можно подвергнуть необходимой обработке.
  • Пластичность, стойкость к упругим деформациям. Это придает металлу пружинящие свойства.
  • Умеренная стоимость. Изделия из стали AISI 420 не относятся к категории премиальных. Большая их часть продается в сегменте масс-маркет.
  • Пригодность для соединения сварным способом. Этим достоинством обладают далеко не все мартенситные стали.
  • Широкая распространенность. Со сплавом этой марки успешно работают производители во многих странах мира – от Швейцарии и Испании до Китая.

Недостатков у этого сплава довольно мало. Он считается базовым, с невысоким содержанием легирующих компонентов. На его мягкость напрямую влияет содержание углерода. Кроме того, сталь AISI 420 с его малым процентным соотношением быстро теряет остроту реза.

Эти минусы компенсируются универсальностью металлоизделий, их устойчивостью ко внешним воздействиям.



Характеристики

Сталь AISI 420 относится к категории мартенситных, отжигаемых при определенном температурном режиме. Нержавеющий сплав проходит упрочнение путем термической обработки, имеет превосходную износостойкость. А также у металла этой марки присутствуют следующие характеристики.

  • Пластичность. Металл позволяет производить изделия сложной формы.
  • Ударная вязкость. Материал устойчив к нагрузкам.
  • Коррозионная стойкость. Нержавеющие свойства сплава достаточно высоки.
  • Твердость по Роквеллу. Она составляет от 42-47 HRC до 50-55 HRC.
  • Предельная прочность. Она варьируется в диапазоне 550-620 МПа.
  • Относительное удлинение. От 26 до 20%, в зависимости от содержания углерода в стали.
  • Жаростойкость. У стали AISI 420 высокая температура плавления. В умягченном состоянии она образует смесь карбидной и ферритной фазы. При нагревании до 1000-1060 градусов с последующим закаливанием в масляной или воздушной среде образуется мартенсит.
  • Устойчивость к воздействию слабоагрессивных сред. Металл не боится контакта с солями органических кислот в условиях комнатной температуры, не боится влияния атмосферных осадков и воды.
  • Устойчивость к серосодержащим средам. Она возможна в этом сплаве благодаря отсутствию в его составе никеля.
  • Стойкость к растрескиванию. Особенности строения сплава позволяют ему сохранять стабильность под нагрузками.

Устойчивость к образованию окалины сохраняется металлом при температуре до 700 градусов. Максимальный уровень защиты от коррозии достигается после термообработки с последующей полировкой.




Аналоги

Российский рынок также имеет свои аналоги стали AISI 420. Наиболее близкие характеристики имеют нержавеющие жаропрочные марки.

Среди зарубежных марок наиболее близкими характеристиками обладают японская SUS420J1, китайская 20Cr13, немецкая X20Cr13. В Чехии аналог именуется 17042, в Польше 4h23, в Испании F. 3404, в Англии 420S45. В странах Европы мартенситные стали, аналогичные AISI 420, довольно популярны.



Применение

Листы и полосы стали AISI 420 имеют довольно широкое применение. Впечатляющие эксплуатационные свойства этого материала обеспечивают ему востребованность в самых разных отраслях. Эта марка стали подходит для ножей. Материал клинков из нее получается прочный, устойчивый к износу, долговечный, не нуждающийся в частой заточке. Есть и другие сферы применения AISI 420.

  • Производство сепарационных и тепловых кранов. Для этих целей используется листовая сталь.
  • Создание элементов конструкции турбин, котельного оборудования. Металл не подвержен коррозии, поэтому может работать в разных средах и условиях.
  • Изготовление крепежных элементов, клапанов, труб, лопаток.
  • Создание износостойких прокладок для машин и механизмов. Они выдерживают интенсивное трение, ударные нагрузки.
  • Производство кухонных принадлежностей и утвари. В том числе для профессионального применения в поварском деле.
  • Изготовление мерительного и режущего инструмента различных типов.
  • Производство игл карбюраторов.
  • Формирование пружин и других изделий, подвергающихся значительным нагрузкам.
  • Создание деталей машин и оборудования для пищевой промышленности. Сталь AISI 420 разрешена для использования в виноделии. Она не вступает в химическую реакцию при непосредственном контакте с коньячным спиртом и суслом. А также из этой стали изготавливают мойки, покрытие разделочных столов, упаковочные линии, внутренние элементы конструкции жарочных шкафов.

Столь широкое применение позволяет обеспечивать стали AISI 420 особую популярность в сфере промышленного производства. В изготовлении ножей у отечественных брендов она практически не используется, а вот зарубежные фирмы довольно успешно поставляют на рынок такую продукцию. Особенно востребована она при изготовлении режущего снаряжения для подводного плавания.

Испанские и китайские мастера позиционируют ножи из AISI 420 как мягкие. Швейцарские и австрийские, а также немецкие производители из той же стали придают своим изделиям исключительную прочность и твердость.



Обработка

Термическая обработка в азотной среде при изготовлении ножевых клинков и других изделий с повышенными показателями твердости и прочности позволяет получать металл с уникальными характеристиками. Лезвия получаются гибкими, с качественной режущей кромкой. Закалка стали AISI 420 производится с большей или меньшей успешностью. На этот фактор влияет количество углерода в составе, которое варьируется от 0,15 до 0,3%. Из стали с наименьшими показателями ножи получаются мягкими, слабо держащими заточку кромки. Важно отметить, что после прохождения термомеханической обработки при переходе в мартенситное состояние металл перестает быть податливым. Именно поэтому его поставки осуществляются в заготовках, в мягком состоянии. Так удается сохранить его пригодность к механической обработке.

Заготовки получают методом их отливки. Во время отливки производится регулировка температуры и течения процесса остывания металла. Сплаву нежелательно остужаться в воздушной среде. Его диффузия и кристаллизационные процессы в структуре требуют времени. Последующая обработка заключается в механической зачистке заготовки, заточке режущей части. Затем изделия шлифуются. Это обязательно делается до закалки. Для постобработки твердый сплав не пригоден. Закалка производится при невысокой температуре. Для образования мартенсита на этой стадии будет достаточно нагрева до 200-300 градусов. Важнейшим этапом является процесс отпуска заготовки, со стабилизацией и поддержанием температуры. В этот период игольчатая структура металла преобразовывается в сферическую.

В зависимости от времени выдержки форма и размеры зерна будут варьироваться от сорбита до троостита.

Сталь 420S45 характеристики и что это за такой интересный сплав


Английская технологичная сталь 420S45 применяется для изготовления кухонных и столовых приборов. Сплав хорошо переносит воздействие агрессивных и химических средств. Сталь является жаропрочной и хорошо сопротивляется коррозии. Ножи из этого металла маркируют «Stainless» или «Stainless Steel».

Химический состав

Сталь 420S45 считается очень доступным материалом для изготовления ножей. Сплав содержит в себе очень маленькое количество углерода и легирующих добавок. Поэтому изделия из металла очень плохо закаливаются и приобретают низкую твёрдость.

Остальные итоговые эксплуатационные свойства клинка после термической обработки, также не самые лучшие. Востребованной сталь становится благодаря неплохой сопротивляемости коррозии. А мягкий сплав легко можно заточить на любом камне.

Сплав 420S45 очень мягкий и его можно использовать для изготовления столовых приборов и прочих вещей, которые не будут испытывать высокую нагрузку. Разговор про охотничьи изделия или тактические ножи, в данном случае можно не начинать.

Характеристики стали 420S45

После термической обработки сталь 420S45 приобретает определённую твёрдость и другие положительные характеристики. Но максимальное значение твёрдости по шкале Роквелла достигается в 52 единицы. Stainless Steel –в переводе на русский язык означает – нержавеющая сталь.

Под этой надписью скрывается самая дешёвая и низкосортная сталь. С точки зрения маркетинга, эти два слова выглядят куда более привлекательно для покупателя, нежели реальная марка стали.

Но таким образом компании скрывают от покупателя реальный состав клинка. И довольно сложно судить о химическом составе и конкретных характеристиках стали. Надпись «Stainless Steel» покрыта завесой тайны и потребитель никогда не узнает, что за сталь у него в руках.

Твёрдость сплава

Следует сразу заметить, что у английских производителей по стандарту диапазон содержания углерода может сильно колебаться. А от его содержания и хрома зависит твёрдость клинка после закалки. Мягкую сталь затачивают под очень большим углом, так что рез у таких ножей очень плохой. А закалить такие сплавы удаётся не более 52 HRC.

Аналогами стали 420S45 являются такие марки, как 30Х13, Х30Cr13 или 1.4028. Мартенситная нержавеющая сталь, по большей части соответствует американскому стандарту AISI 440A или азиатскому AUS-6. Но по некоторым параметрам уступает им.

Ножи из стали 420S45

Описываемые ножи выполнены из нержавеющей стали Stainless Steel. Благодаря невысокому содержанию углерода сталь не страдает хрупкостью, а из-за необходимого содержания хрома она хорошо противостоит коррозии. Стоимость изделий также невысока и они доступны всем потребителям.

Складной нож Martinez Albainox Arabe Carraca

Arabe Carraca – складной нож от Martinez Albainox, который символизирует собой классику и изысканность. Изогнутая рукоять изготовлена из красного дерева и стали, нож удобно лежит в руке. Стальные больстеры также дополняют красоту дерева. Характеристики изделия:

  • Общая длина: 290 мм;
  • Длина клинка: 135 мм;
  • Толщина обуха: 2 мм;
  • Материал клинка: stainless steel;
  • Материал рукояти: Дерево;
  • Производитель: Martinez Albainox, Испания;
  • Вес: 162 грамм.

Складной нож Douk-Douk Folder

Нож Douk-Douk – это традиционные французские ножи, имеющие почти вековую историю, при этом практически не изменившие свой облик по стечению времени. Конструкция Дук-Дука чрезвычайно проста, даже наверно можно сказать примитивна: лезвие из нержавеющей стали и металлическая рукоятка U образной формы с пластинкой фиксатором и двумя заклепками. Характеристики клинка:

  • Общая длина: 158 мм;
  • Длина клинка: 75 мм;
  • Толщина обуха: 3 мм;
  • Материал клинка: stainless steel;
  • Материал рукояти: Сталь;
  • Производитель: Douk-Douk, Франция;
  • Вес: 40 грамм.

Кухонный нож Ontario Chromatics Bread Knife

Ontario Chromatics – классический кухонный нож с серрейторным лезвием для нарезки хлеба. Удобная рукоять изготовлена из желтого ABS-пластика. Это недорогой, но достаточно прочный материал. Он устойчив к различным внешним воздействиям, не боится истирания, хорошо себя чувствует при низких температурах. Характеристики ножа:

Сталь 420 плюсы и минусы для ножей, а также остальные характеристики

Этот сплав можно назвать самым востребованным материалом для изготовления бюджетных вариантов ножей. Сталь 420 применяют иностранные компании для клинков, которые затем попадают на рынок по всему миру, в том числе и в Россию. Именно её используют для изготовления практически всех китайских ножей. Это позволяет спорить о качестве стали. Но какая она на самом деле, будем разбираться в статье.

Химический состав стали

Сталь AISI 420 выпускается с различным процентным содержанием углерода и делится на несколько категорий с различными показателями твёрдости. Одной её разновидностью считается сплав AISI 420 MoV, она дополнительно легированная молибденом и ванадием. Но в классическом варианте химический состав стали AISI 420 выглядит следующим образом:

C,% Cr,% Si,% P,% Mn,% S,%
0,15-0,3 12,00-14,00 1,00 0,04 1,00 0,03

Небольшое содержание углерода, говорит о не высоком показателе твёрдости стали. В соответствии с маркировкой AISI, цифра «4» означает принадлежность металла к сплавам никеле-молибденовой группы. А число «20» определяет место стали в таблице.

Высокое количество хрома обеспечивает коррозионную устойчивость и обеспечивает высокую плотность металла. Марганец в составе при термической обработке помогает раскислить и дегазировать пластичную смесь.

Химические элементы и их значение в составе стали для ножей:
Углерод (C) без достаточного количества углерода очень сложно получить подходящую твердость. Это самый важный элемент в стали, он повышает её прочность.
Хром (Cr) придаёт сплаву повышенные антикоррозийные свойства, карбиды хрома увеличивают износостойкость и прокаливаемость. Большое содержание хрома в сплаве влияет на его его хрупкость.
Марганец (Mn) повышает износостойкость и прочность. Его содержание положительно влияет на зерновую структуру сплава, а также способствует отличной прокаливаемости.
Молибден (Mo) предотвращает возникновение ломкости стали, позволяет сохранять прочность при высоких температурах. Также увеличивает устойчивость к коррозии, прочность, ударную вязкость.
Кремний (Si) увеличивает прочность и износоустойчивость стали, как и марганец, он делает сталь более стабильной и надежной.
Ванадий (V) формирует структуру карбидов таким образом, чтобы повысить сопротивление износу, живучесть и прокаливаемость.
Никель (Ni) повышает устойчивость к коррозии, предотвращает гниение стали. Повышает прочность стали.
Ниобий (Nb) лучший формирователь карбидов, который обеспечивает коррозионностойкость, пластичность, износостойкость.
Вольфрам (W) увеличивает износостойкость стали, повышает её стабильность при закалке и стойкость к высоким температурам.
Кобальт (Co) усиливает эффекты других отдельных элементов в более сложных сплавах. Повышает прочность и твердость.
Сера (S) является вредной примесью, приводит к образованию трещин и надрывов. Обычно содержание серы в высококачественной стали ограничено. Наличие сульфидов недопустимо для ответственных деталей.
Фосфор (P) ухудшает пластические свойства сплава, вызывая явление хладноломкости. В сталях допускается содержание фосфора в очень малых количествах.

Характеристики стали AISI 420

Полосы стали

Сталь AISI 420 относится к мартенситной нержавеющей группе. В зависимости от содержания углерода, термообработка сплава может дать твёрдость в 52 HRC или немного более. Металл имеет очень хорошую пластичность, что позволяет делать изделия сложной формы.

У сплава высокий показатель сопротивляемости к коррозии. Также металл не боится контакта с солями и органическими кислотами.

Слабоагрессивные среды ему не страшны. Благодаря строению сплава у него сохраняется стабильность под нагрузками. Сталь AISI 420 имеет высокую температуру плавления. Устойчивость к образованию окалины у сплава сохраняется до 700 градусов по Цельсию.

Хорошая сопротивляемость коррозии используется производителями ножей для изготовления снаряжения для дайвинга. Любители этого занятия по достоинству оценивают такие изделия.

Читайте также: