Сталь марки AISI 420
AISI 420 - это мартенситная нержавеющая сталь, которая упрочняется термообработкой и обладает высокой износостойкостью. Эта сталь обладает хорошей пластичностью (в состоянии поставки), высокой ударной вязкостью, хорошей коррозионной стойкостью и жаростойкостью.
В отожженном (умягченном) состоянии поставки структура стали представляет собой смесь ферритной и карбидной фазы. При нагревании до температуры 1000-1060 °С и последующей закалке (на воздухе или в масле) образуется мартенсит, твердость которого прямо пропорциональна содержанию углерода. Образующиеся карбиды хрома дополнительно дисперсно упрочняют структуру стали, повышая ее твердость и износостойкость.
По сравнению с базовой мартенситной маркой AISI 410, сталь AISI 420, обладая более высоким содержанием углерода, гораздо более сильнее упрочняется термической обработкой (более высокая твердость и износостойкость).
Химический состав по стандарту ASTM A240
Марка | C | Cr | Mn | Si | P | S | |
420 |
Мин. Макс. |
0.15 |
12.0 14.0 |
- 1.00 |
- 1.00 |
- 0.04 |
- |
420 MoV |
Мин. Макс. |
0,45 055 |
14,0 15,0 |
- 1.00 |
- 1.00 |
- 0.04 |
Mo 0,50-0,80 V 0,10-020 |
В зависимости от содержания углерода, сталь марки AISI 420 имеет различные механические свойства и, по аналогии с российским ГОСТ 5632 может позиционироваться как стали нескольких марок (20Х13, 30Х13, 40Х13). Добавки молибдена и ванадия в стали 420 MoV повышают ее износостойкость и коррозионную стойкость.
Типичный химический состав и механические свойства
Нерж. сталь | Типичные механические свойства в отожженном состоянии | Твердость в упрочненном состоянии *, HRC | |||
НB | Предел текучести, 0,2%, МПа | Предел прочности, МПа | Относит. удлинение, % | ||
AISI 420 (20Х13) |
|
315 | 550 | 26 | 42-47 |
AISI 420 (30Х13) |
|
355 | 600 | 23 | 47-50 |
AISI 420 (40Х13) |
|
375 | 620 | 20 | 50-55 |
AISI 420 MoV |
|
390 | 650 | 18 | 55-58 |
* Закалка и низкотемпературный отпуск при ~ 205 °С.
Свойства при повышенных температурах
Сталь AISI 420 обладает хорошей стойкостью к образованию окалины вплоть до 700 °С
Области применения стали AISI 420
Применяется в тех случаях, когда необходимо сочетание высокой износостойкости и хорошей коррозионной стойкости. А именно:
Может успешно заменять сталь марки 20Х13, 30Х13, 40Х13 в применениях, регламентируемых в соответствии с ГОСТ 5632 как: "Детали с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударным нагрузкам (клапаны гидравлических прессов, предметы домашнего обихода), а также изделия, подвергающиеся действию слабоагрессивных сред (атмосферные осадки, водные растворы солей органических кислот при комнатной температуре и др.), лопатки паровых турбин, клапаны, болты и трубы". Кроме того, в отличие от никельсодержащих, данная сталь, в соответствии с ГОСТ 5632 "устойчива в серосодержащих средах".
Согласно этому же ГОСТ, "наибольшая коррозионная стойкость достигается после термической обработки (закалка с отпуском) и полировки".
В соответствии с многочисленными справочными литературными данными мартенситные стали типа AISI 420 могут использоваться для изготовления деталей машин и аппаратов непосредственно контактирующих с пищевыми продуктами. Cтали типа AISI 420 могут использоваться для изготовления деталей машин и аппаратов для винодельческой промышленности. Эти стали разрешено применять в непосредственным контакте с суслом, вином, коньячным спиртом, продуктами переработки отходов виноделия и т.д. [Солнцев Ю.П. и др., Оборудование пищевых производств. Материаловедение: Учебник для вузов. - СПб.: Изд-во "Профессия", 2003. -526 с.]. Сталь AISI 420 может быть использована для изготовления технологического оборудования, применяемого на различных этапах пищевого производства (мойка или гигиеническая обработка сырья, продуктов и оборудования, измельчение, разделение и сортировка продукции, смешивание, тепловая обработка, расфасовка и упаковка, транспортировка и т.д.).