Сталь 420hc российский аналог

Обновлено: 18.05.2024

Сталь 420 – это наиболее дешевый материал, из которого изготавливаются клинки только самых дешевых ножей. Сталь 420 содержит очень низкий процент углерода, но достаточно большое количества марганца и хрома, что и определяет ее свойства. Сталь 420 плохо поддается закалке, поэтому является мягкой сталью, которая плохо держит заточку.

Зато этот материал обладает достаточно высокой коррозионной устойчивостью и низкой ценой. Аналог Российской стали 20X13.

Сталь 420 для ножа. Описание, характеристики и отзывы. Плюсы и минусы

Сталь 420 является наиболее дешевой и популярной сталью, используемой при изготовлении импортных ножей, подавляющее большинство который идут на российский рынок, является сталь 420-ка. Именно ее используют для изготовления практически всех китайских ножей (что собственно и посодействовало появлению о ней дурной славы).

Следует отметить, что в «восточном» исполнении этот материал преимущественно низкого качества, его характеристики близки к нашим кухонным 40Х13-м.
Единственным, но неоспоримым достоинством стали 420 является ее защита от появления ржавчины.

Именно по этой причине подводные ножи тайваньского производства, произведенные из стали этого типа считаются среди любителей дайвинга вполне сносными. Наряду с этим следует отметить, что Японские изделия из 420-й стали качественные, и вполне заслуживают внимания потребителей.

Что касается «западного» исполнения – 420-я сталь является вполне нормальным ножевым материалом, относящимся к категории недорогих. Испанские ножи, созданные с использованием 420-й стали практически такие же мягкие, как и китайские, при этом Немецкие (Beker, Magnum), австрийские (Fortuna) и швейцарские (Wenger, Victorinox) отличаются более аккуратным исполнением и повышенной твердостью.

Следует отметить деталь, общую для всех клинков из 420-й серии (не важно, европейские они, китайские, или другого производства) – все они очень тяжелые, и толстые, что делает их неудобными при резе.

Что касается американского качества исполнения ножей, основой которых послужила 420-я сталь – наряду с изделиями, производимые United Cuttlery (по большей части сувенирными), фирмы Buck и SOG выпускают ножи, твердость клинка которых до 57 HRс, да еще сохраняется упругость и тонкость.

Данный пример – еще одно явное подтверждение важной истины: обработка и качественная закалка – вот что влияет на конечные характеристики изделия, а не просто химический состав (марка) стали.

Важно знать, что ножи, изготовленные из 420-й стали далеко не всегда маркируются соответственным образом. В случае, если на ноже нет никаких надписей, или написано «Stainless Steel», «Stainless», «Rostfrei», «Super-steel», «Inox» — фактически переводится как «нержавейка», скорее всего, для изготовления ножа использовалась именно 420-я сталь.

• C 0.15% — содержание углерода в сплаве составляет 0.15%.
• Углерод — наиболее важный элемент в стали, он повышает ее прочность, придает металлу хорошую твердость.
• Mn 0,10% — содержание марганца в сплаве составляет 0,10%. Марганец применяется на стадии выплавки стали.

Способен повышать твёрдость стали. Из сталей со значительным содержанием марганца делают различные прочные вещи — рельсы, сейфы и так далее. Сr 12.0 – 14,0% — содержание хрома в сплаве составляет 12,0 – 14.0%. Хром — серовато-белый блестящий твердый металл.

Хром влияет на способность стали к закаливанию, придает сплаву антикоррозийные свойства и повышает его износостойкость. Содержится в нержавеющей стали любой марки.
Si 1,00% — содержание кремния в сплаве — 1,00%. Кремний увеличивает прочность и износоустойчивость стали.

Как и марганец, он делает сталь более стабильной и надежной. P 0,04% — содержание фосфора в сплаве — 0,04%. Фосфор относится к вредным технологическим примесям в сталях и сплавах. Увеличение его содержания даже на доли процента, повышая прочность, одновременно повышает хрупкость.

Вредное влияние фосфора особенно сильно сказывается при повышенном содержании углерода. Пределы содержания фосфора как технологической примеси составляют 0,025…0,045%. S 0,03% — содержание серы в сплаве — 0,03%. Сера, как и фосфор, относится к вредным технологическим примесям в сталях и сплавах.

Повышение содержания серы существенно снижает механические и физико-химические свойства сталей, в частности, пластичность, ударную вязкость, сопротивление истиранию и коррозионную стойкость. Пределы содержания серы как технологической примеси составляют 0,035…0,06%.

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.

Сталь 420HC — американский высокоуглеродистый сплав

Коррозионностойкая сталь 420HC американского производства (компания Latrobe) демонстрирует отличное соотношение цены и качества — после термообработки твёрдость такого материала достигает 53-55 единиц по Роквеллу. Сплав применяется при производстве ножей у ряда известных брендов.

Характеристики

420HC относится к категории High Carbon (в отечественной металлургии такие стали называют высокоуглеродистыми) — это более легированный вариант стандартной мартенситной нержавейки 420.

Наличие хрома и высокое содержание углерода позволяет обеспечить кромке стойкость и хорошие режущие свойства. Ножи из этой стали отличаются хорошей коррозионностойкостью и лёгкостью обработки, так что изделия из неё попадают в категорию доступных ножей со средними теххарактеристиками.

Плюсы

Соответствующая ТО позволяет довести свойства этого недорогого ножевого материала до свойств более дорогой стали 440А. Речь идёт о закалке и криогенной обработке, в результате которой твёрдости клинка достигает 57 единиц.

При этом уровне потребительских свойств такой инструмент всё равно остаётся в пределах недорогого сегмента, хотя более затратная термообработка всё же сказывается на итоговой стоимости изделия.

Минусы

Пускай нож из 420HC и не создаёт трудностей в заточке, но по удобству процесс всё же уступает заточке более мягких сплавов.

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.

Аналоги

При соответствующей термической обработке по своим свойства 420HC может стать субститутом как стали 420, так и 440 А.

Отзывы

В своих отзывах пользователи отмечают довольно высокую твёрдость, лёгкую заточку и доступность материала, что и обусловило популярность этого сплава.

Aisi 4140 хромомолибденовая сталь и ее российский аналог 42ХФА

Сталь 4140 — железный сплав с углеродом. Для улучшения физических, химических, конструкционных свойств изделия в состав добавляют дополнительные примеси. Каждый химический элемент приносит конкретное качество в сплав и влияет на тип и вид металлического изделия.

Характеристики AISI 4140

Сплав содержит 0,4 процента углерода и носит название — среднеуглеродистая или углеродистая сталь. Для повышения износоустойчивости и прочности добавляют марганец и хром. Сплав хорошо поддается сварке.

Плюсы и минусы для ножей

В основном из стали этой марки изготавливают всевозможные режущие изделия. Как бытовые, так и медицинские.

Достоинства:

1. Высокий показатель твердости, равен 56-59 HRC.
2. Устойчивость к изгибам и ударам.
3. Легко обрабатывается и затачивается.
4. Обладает нержавеющими свойствами.
5. Невысокая стоимость.

Недостатки:

1. Деформируется при эксплуатации, незначительно.
2. Повышенная скорость истирания.

Процентное содержание элементов в сплаве:

Химический элемент	Название	Минимальное содержание %	Максимальное содержание %
Cr	Хром	0,8	1,1
Mn	Марганец	0,75	1
C	Углерод	0,38	0,43
Si	Кремний	0,15	0,3
Mo	Молибден	0,15	0,25
S	Сера	0,04
P	Фосфор	0,35
Fe	Железо	97,27

Основные добавки:

1. Марганец. Повышает жесткость и прочность материала. Меняет фактуру стали. Она становится более крепкой в сравнении с другими металлами.
2. Хром. Увеличивает антикоррозийные свойства сплава. Сталь получает нержавеющие свойства в водной среде. Но агрессивно-кислотная среда разрушает сталь.
3. Молибден. Добавка отвечает за прочность материала: ломкость и хрупкость.

Расшифровка

Американская маркировка стали AISI 4140 означает, что это легированная хромомолибденовая сталь. Цифра 41 обозначает группу стали, 40 — содержание углерода х 100.

Свойства

Характеристика поведения стали при различных условиях и режимах.

Механические

Механические свойства показывают на сколько материал выдерживает влияние внешних нагрузок. Основные свойства проверяют на образцах, когда, проводят испытания различными факторами.

1. Предел прочности — напряжение, выше которого материал разрушается — 655 Мпа.
2. Предел текучести — деформация материала продолжается без изменения напряжения — 415 Мпа.
3. Пластичность — помогает, не изменяя структуры, изготавливать различные формы изделий. Испытываемый образец сужают или расширяют до появления трещины.
4. Вязкие свойства показывают способность сопротивляться динамическим нагрузкам.
5. Твердость стали — способность сопротивляться внедрению в изделие другого материала.
6. Испытание на растяжение показывает цифры в пределах 100-130 KSI.

Физические

Физические свойства обозначают упругость, плотность, теплопроводность.

1. Отношение напряжения к деформации — устойчивость, упругость изделия.
2. Модуль упругости: Е = 190-210 ГПа.
3. Плотность — отношение массы к единице объема: ρ = 7,7-8,1 кг/дм3.
4. Коэффициент Пуассона ν равен в пределах 0,27- 0,30, зависит от природы материала.
5. Показывает свойства упругости, величина = поперечное сжатие / продольное растяжение.
6. Теплопроводность показывает способность проводить тепло: k = 11,2-48,3 Вт/мК.
7. Температура плавления — 1416 градусов С.

Технологические

Технологические свойства показывают податливость материала на разнообразные виды обработок:

1. Литейность — в расплавленном состоянии заполняет любые формы.
2. Ковкость — обработка давлением без разрушения. Материал деформируют под давлением пресса или ударами молота.
3. Свариваемость — пригодность делать сварные соединения.
4. Обработка резанием удаляет лишние части изделия в виде стружки, чтобы заготовка приобрела нужный вид. Это окончательный этап обработки.

Рекомендации по обработке

Особенности обработки улучшают и закрепляют нужные свойства.

1. Для увеличения силы резания поверхность обрабатывают наклепом, упрочняют.
2. Токарные операции производят при продольном точении, обрабатывании торцов и профиля.
3. Сварочную обработку делают без предварительной тепловой обработки и подогрева.

Применение

Сталь используется в нефтяной и газовой промышленности. Делают оружейные гладкие и нарезные стволы, ресиверы, болты. Валы экскаваторов, установочные винты, штоки и детали, температурный режим работы до 400 градусов С.

Маркировка международного стандарта: А29 или А29М.

Существуют аналоги зарубежного изготовления:

• 42CrMo4 — маркировка Евросоюза;
• SCM440H – Японии;
• 2244 — Швеции.

Отечественные аналоги:

Отзывы владельцев ножей

Лезвие из стали 4140 получает положительные отзывы. Достаточно износостойкая. Изделия соответствуют указанному качеству.

Сталь имеет не только типичное применение в изготовлении ножей, но и используется в различных отраслях промышленности. Производители выпускают стальные листы, стержни и готовые изделия: валы насосов, держатели инструментов, соединительные стержни, токарные шпиндели.

Сталь 420j2

Нержавеющая сталь 420J2 – усовершенствованный вариант марки 420 (США). Японские металлурги модифицировали сплав, наделив его повышенной стойкостью к воздействию влаги. Используют при производстве походных ножей, ножей для рыбаков и охотников, декоративного оружия.

Характеристики стали 420J2

По своим свойствам сталь 420J2 соответствует российским маркам 30х13 и 40х13. Это мягкий сплав (твёрдость 50-53), прочный, но не стойкий к износу. Высокое содержание хрома наделяет его способностью не разрушаться при контакте с влагой. При изготовлении ножей применяется как самостоятельно, так и в качестве накладок с сердцевиной из твёрдых металлов.

Главные плюсы сплава:

• стойкость к коррозии, – допустим, частый контакт с водой;
• простота заточки – подойдёт даже обычный камень;
• лёгкость обработки – клинку можно придать необычную форму;
• возможность частой полировки;
• доступная цена.

• быстро появляются царапины на металле;
• необходимость частой заточки.

Свойства стали 420J2 сделали её идеальным выбором для изготовления ножей для аквалангистов, рыбаков, ныряльщиков. В походах такой нож незаменим, так как его можно заточить даже об камень. Благодаря простоте полировки, металл применяют в производстве столовых приборов. Низкая себестоимость сырья позволяет выпускать изделия доступной ценовой категории.

Сплав выпускают такие страны, как Япония, США и Китай. Крупнейшие изготовители – компании Buck, SOG, Sanyo, Takefu, JFE, Crucible Metals.

Химический состав сплава 420J2

В состав низкоуглеродистой стали 420J2 входит:

1. Углерод (0,40-0,50%) — наделяет металл твёрдостью;
2. Хром (12-14 %) — не даёт разрушаться под воздействием коррозии;
3. Марганец (0,80%) — придаёт прочность;
4. Молибден (0,60%) – снижает ломкость клинка, делает сталь стойкой к воздействию высоких температур;
5. Кремний (1%) – повышает устойчивость к механическим повреждениям;
6. Фосфор (0,05%) – элемент, который относится к техническим примесям. Повышенное содержание делает металл хрупким.

От состава сплава зависят свойства изделий, изготовленных из него. В случае со сталью 420J2, готовые клинки получаются прочными и стойкими к влаге, им можно придать оригинальную форму. Но, они не подходят для интенсивной работы с твёрдыми материалами, так как лезвия быстро тупятся и стачиваются.

Аналоги стали 420J2

Ближайший аналог российского производства – марка 30х13. Чуть больше углерода содержится в марке 40х13. Среди подобных сплавов также стоит отметить 30Cr13 (Китай) и Х30Cr13 (Германия).

Андрей, 28 лет, г. Ставрополь: Купил нож в прошлом году. Брал для походов в лес, так как часто выбираюсь с семьёй, или с друзьями на рыбалку. Учитывая небольшую стоимость, думал, нож прослужит один сезон. Но, на удивление, использую и в этом году, только несколько раз затачивал. Нож остаётся острым, хорошо перерезает верёвки, леску, тонкие ветки. Считаю, за эти деньги – очень удачная покупка. Рекомендую!

Ирина, 25 лет, г. СПб: Покупала в подарок для мужа карманный мультинож. Очень удобный, лёгкий, функциональный. Пользуется часто, так как любим ездить в лес за грибами, ягодами, просто на отдых. Нож пробовали точить обычной карманной точилкой – все получилось, стал таким же острым, как при покупке. Хорошее приобретение, я не пожалела.

Читайте также:

  
• Сталь ак 25 характеристики
  
• Сталь листовая сталь 40х
  
• Стальные двери бастион официальный
  
• Основные продукты черной металлургии а алюминий и сталь б сталь и чугун в чугун
  
• Провод стальной пс 70