Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Таблицы
Широкие таблицы прокручиваются по горизонтали, первая колонка при этом остаётся на месте.
Ключевой факт: в ASTM A240, A276 и A959 у стали 420 задан только нижний предел углерода. Один и тот же сертификат «Type 420» может прийти на металл уровня 20Х13 и на металл уровня 40Х13, поэтому твёрдость и назначение определяются фактическим содержанием углерода, а не словом «420».
Ограничения по никелю и молибдену — особенность стандарта на лист A240; в гармонизированном составе A959 и в A276 их нет. При ссылке на «состав 420» нужно указывать, по какому именно стандарту он взят.
Составы — по ASTM F899-12b, табл. 7; твёрдость после отжига — по табл. 1 того же стандарта, где она приведена «только для справки». Все подмарки ведутся под одним номером UNS S42000 (420F — S42020). По составу 410, 420A, 420B и 420C соответствуют ISO 7153-1 (п. 7.3). Действующая редакция F899-23 сохраняет те же подмарки (по превью).
Европейские марки строже ASTM по сере (не более 0,015 % против 0,030 %) и, для 1.4021 и 1.4028, мягче по марганцу (до 1,50 %). В предисловии к редакции 2014 г. отмечено изменение механических норм для 1.4034.
Подробное описание 40Х13 — на отдельной странице; здесь марки приведены только для таблицы соответствия. Корректная html-копия ГОСТ 5632-2014 — на files.stroyinf.ru.
Соответствие по углероду не означает тождества: у EN сера не более 0,015 %, у ASTM 0,030 %, у ГОСТ 0,025 %; марганец у 1.4021 и 1.4028 допускается до 1,50 %, у ASTM — до 1,00 %, у ГОСТ — до 0,80 %. Утверждение «40Х13 = 420J2» не подтверждается: у 420J2 углерод до 0,40 %, у 40Х13 — до 0,45 %.
В превью редакции A276-23 требование проверки отклика на термообработку по табл. 3 сохранено (п. 6.2), сама таблица в превью не видна. Для стали с углеродом около 0,2 % норма 50 HRC близка к пределу достижимого — см. таблицу 11.
Нормы для листа и для сорта различаются даже у одной марки: 1.4021 в отожжённом состоянии — не более 225 HBW по EN 10088-2 и не более 230 HB по EN 10088-3; смешивать их нельзя. Текст действующей EN 10088-3:2014 не получен, строка сорта дана по редакции 2005 г.
Для 20Х13 в части PDF-копий ГОСТ 5582-75 OCR даёт «440» вместо 490 МПа; корректна html-копия стандарта. Нормы 40Х13 подробно разобраны на странице 40Х13.
Режимы по паспортам — справочные и относятся к конкретным составам производителей. Выдержки, скорости нагрева и среды охлаждения для детали задаёт технологическая документация с учётом сечения.
Значения в стандарте помечены как типичные, а не нормативные. Данные производителя для своих составов после закалки и низкого отпуска: углерод 0,20 % — 51 HRC; 0,24 % — 53; 0,38 % — 54; 0,42 % (420HC) — 56; 440A — 58 HRC. По паспорту другого производителя 420HC с углеродом 0,46 % после отпуска при 149 °C даёт 53–54 HRC, достижимая твёрдость — около 55 HRC. Закономерность одна: твёрдость семейства 420 определяется углеродом.
Данные паспорта производителя стали 1.4021; это аналог 20Х13 и 420A, а не 40Х13. Провал ударной вязкости при 400–500 °C — та самая зона отпускной хрупкости, которую стандарты и производители требуют обходить.
Расхождение Ac1 790–820 °C объясняется разной скоростью нагрева и методикой. Значения критических точек для 20Х13, 30Х13 и 40Х13 из справочника марок на странице не приводятся: первичный текст справочника со страницей не найден.
Мартенситные стали с 13 % хрома — «нержавеющие» лишь в атмосфере, пресной воде, слабых растворах и при контакте с пищевыми продуктами. Ржавые пятна на ноже из 420 после посудомоечной машины чаще связаны с хлоридами моющих средств и долгим контактом с влагой, а не с тем, что сталь «не нержавеющая».
Данные EN 10088-1 — по выдержке отраслевой ассоциации (2007) из редакции 2005 г. Для расчёта массы принята плотность 7,7 кг/дм³; значения 7,74–7,75 у производителей отличаются от неё на 0,5–0,6 %.
Данные по ER420 и 410NiMo по тексту AWS A5.9 на странице не сверены. На практике детали из 420 соединяют механически или пайкой, а сварку оставляют для ремонта и наплавки.
Для столовых ножей норма твёрдости ГОСТ Р 51687-2021 (42 HRC) ниже, чем даёт любая сталь семейства после закалки; это минимум для безопасной эксплуатации, а не ориентир качества.
Сравнение «40Х13 или 420» и «40Х13 или 95Х18» разобрано на страницах этих марок; здесь даны только критерии выбора по твёрдости и назначению.
Расчёт по формуле m = π·d²/4·ρ/1000, d в мм, ρ в кг/дм³. Плотность 7,7 — по EN 10088-1 для 1.4021–1.4034; при 7,74 по паспорту производителя значения выше на 0,5 %.
Теоретическая масса без учёта допусков по толщине. Для ленты и полосы масса 1 м равна ширина × толщина × 7,7 / 1000 кг при размерах в мм.
AISI 420 — мартенситная хромистая нержавеющая сталь с 12–14 % хрома, которая закаливается до твёрдости от 48 до 58 HRC и благодаря этому служит материалом ножей, ножниц, хирургического инструмента, валов и деталей арматуры. Обозначение «420» исторически присвоено Американским институтом чугуна и стали, а нормы сегодня устанавливают стандарты ASTM: A240/A240M на лист и ленту, A276/A276M на сортовой прокат, F899 на стали для хирургического инструмента. Единый номер в системе UNS — S42000.
Главная особенность, без которой невозможно разобраться ни в твёрдости, ни в аналогах: во всех стандартах ASTM у стали 420 задан только нижний предел углерода — не менее 0,15 %. Верхнего предела нет. Поэтому под одним сертификатом «Type 420» может быть поставлен металл с углеродом 0,18 %, который по свойствам соответствует 20Х13 и закаливается до 50 HRC, и металл с углеродом 0,45 %, который соответствует 40Х13 и даёт 56–58 HRC. Стандарт F899 для хирургического инструмента разделяет это поле на подмарки 420A, 420B, 420X и 420C с узкими диапазонами углерода (таблица 3), а европейские и российские стандарты изначально используют отдельные марки: 1.4021, 1.4028, 1.4031, 1.4034 и 20Х13, 30Х13, 40Х13.
Отсюда следует правило этой страницы: любое число о стали 420 — твёрдость, предел прочности, режим закалки — имеет смысл только вместе с содержанием углерода и указанием документа. Таблица 6 даёт соответствие марок по углероду, таблицы 7–9 — нормы ASTM, EN и ГОСТ, таблица 11 — твёрдость подмарок после закалки и отпуска.
Состав S42000 по трём стандартам ASTM сведён в таблице 2. Общие требования совпадают: углерод не менее 0,15 %, марганец и кремний не более 1,00 %, фосфор не более 0,040 %, сера не более 0,030 %, хром 12,0–14,0 %. Различие в том, что стандарт на лист A240 дополнительно ограничивает никель (не более 0,75 %) и молибден (не более 0,50 %), а гармонизированный состав по A959 и стандарт на сорт A276 этих ограничений не содержат. Производитель листа по A240 обязан контролировать никель и молибден, производитель прутка по A276 — нет.
Марка 420 появилась в A240 сравнительно недавно: в редакции 2004 г. её в таблице 1 не было, в редакции 2020 г. она есть. Действующая редакция A240 (2026 г.) на странице не сверялась, и состав приведён по редакции 2020 г. Для сорта по A276 использована редакция 2006 г. с проверкой по превью редакции 2023 г.; ссылка на проверку закаливаемости (табл. 3) в новой редакции сохранена.
Разновидности с особым составом имеют собственные номера UNS: 420F (S42020) — автоматная сталь с серой 0,15 % и выше для обработки на автоматах, 420F Se (S42023) — с селеном, S42010 — с молибденом 0,40–0,85 % и хромом 13,5–15,0 %. Это уже не «та же 420», и путать их в документации нельзя.
Стандарт ASTM F899 на стали для хирургического инструмента — единственный документ ASTM, где семейство 420 разбито по углероду (таблица 3): 420A — 0,16–0,25 %, 420B — 0,26–0,35 %, 420X — 0,36–0,41 %, 420C — 0,42–0,50 %. Отдельно стоит 420 Mod с хромом 15,0–16,5 %, молибденом 1,5–1,9 %, ванадием и азотом — состав для инструмента с повышенной коррозионной стойкостью, у которого с обычной 420 общий только класс. Все подмарки ведутся под одним номером S42000, поэтому в сертификате по F899 обязательно указывается буква. По составу 410, 420A, 420B и 420C соответствуют ISO 7153-1.
Обозначение 420HC (High Carbon) — торговое, стандарта на него нет. У разных производителей под ним выпускают сталь с типичным углеродом 0,42–0,46 % и хромом около 13 %, иногда с добавкой ванадия 0,3 %. Это уровень 420C по F899, 1.4034 по EN и верх диапазона 40Х13 по ГОСТ. Утверждение «420 = 420HC» неверно в обе стороны: обычная 420 с углеродом 0,2 % никогда не даст твёрдость 420HC, а 420HC — это частный случай 420, а не отдельный стандарт.
«420 mod» в документации на пресс-формы — это обычно сталь типа 1.2083 (X40Cr14) по EN ISO 4957: около 0,4 % углерода, 13–14 % хрома, часто с ванадием и электрошлаковым переплавом для полируемости. Её режимы и свойства даны на странице как данные аналога (таблица 10).
Таблица 6 — главная на странице. Она показывает, что аналог 420 выбирается по фактическому углероду:
Популярная формула «420 = 40Х13» верна лишь для стали 420 с углеродом 0,36–0,45 %, то есть для 420X, 420C и 420HC; для 420 с углеродом 0,2 % это ошибка в два с половиной раза по углероду. Не подтверждается и равенство «40Х13 = 420J2»: у японской марки углерод не выше 0,40 %, у 40Х13 — до 0,45 %. Корректная пара для 40Х13 — 1.4031 с частичным перекрытием 1.4034, что и указано на странице 40Х13.
Совпадение по углероду не делает марки тождественными. Европейские стали строже по сере (не более 0,015 %), российские — по марганцу (не более 0,80 %), ASTM допускает серу до 0,030 %. Для 1.4021 и 1.4028 марганец разрешён до 1,50 %, что выше допуска ASTM. Поэтому в документации пишут «ближайший аналог», а при замене проверяют, какие элементы критичны для конкретной детали. Составы SUS420J1/J2 и китайских 20Cr13–40Cr13 по текстам JIS и GB/T на странице не сверены и приведены только по обозначениям.
Лист и лента по A240 нормируются в отожжённом состоянии, и нормы здесь не минимумы, а максимумы: предел прочности не более 690 МПа, твёрдость не более 217 HBW (96 HRBW), удлинение не менее 15 %; предел текучести не нормируется, испытание на изгиб не требуется (таблица 7). Сноска стандарта поясняет: сталь 420 обычно применяется после термообработки, поэтому A240 описывает металл в состоянии, пригодном для штамповки и резки, а конечные свойства обеспечивает закалка.
Сорт по A276 в состоянии A (отожжённое) должен иметь твёрдость не более 241 HB для горячедеформированного и не более 255 HB для холоднодеформированного проката. Главное требование — проверка отклика на термообработку (табл. 3 стандарта): образец толщиной до 9,5 мм нагревают не ниже 995 °C, охлаждают на воздухе и получают не менее 50 HRC. Эта проверка — единственная гарантия, что под маркой 420 поставлена закаливающаяся сталь. Для стали с углеродом около 0,2 % норма 50 HRC близка к пределу достижимого, для 0,4 % она выполняется с запасом.
Из стандартов ASTM на другие виды проката марки 420 нет в A479 (сорт для котлов и сосудов давления, проверено по редакции 2006 г.), а стандарт A176 на хромистый лист отменён в 2015 г. Ссылки на «420 по A176» в современных спецификациях некорректны.
Европейский стандарт на лист EN 10088-2:2014 задаёт для каждой из четырёх марок максимальную твёрдость и прочность в отожжённом состоянии и диапазон твёрдости для ленты в закалённом и отпущенном состоянии (таблица 8): 1.4021 — не более 225 HBW и 700 МПа после отжига, 44–50 HRC после закалки; 1.4034 — не более 245 HBW и 780 МПа, 49–55 HRC. Для плит есть состояния +QT650 и +QT750 (1.4021) и +QT800 (1.4028) с нормированными пределом текучести, прочностью и удлинением. Для сорта по EN 10088-3 у 1.4021 предусмотрены состояния +QT700 (предел текучести не менее 500 МПа, прочность 700–850 МПа, KV не менее 25 Дж) и +QT800; эти значения на странице взяты из перепечатки редакции 2005 г. в паспорте производителя, текст редакции 2014 г. не получен.
По ГОСТ 5949-2018 (таблица 9) сорт из 20Х13 в отожжённом или отпущенном состоянии имеет твёрдость 126–197 HB, из 30Х13 — 131–217 HB, из 40Х13 — 143–229 HB. Контрольная закалка нормирована для 30Х13 (950–1050 °C в масле, отпуск 200–300 °C, не менее 48 HRC) и 40Х13 (1000–1050 °C, не менее 50 HRC); для 20Х13 вместо твёрдости заданы механические свойства после закалки и высокого отпуска — предел прочности не менее 650 МПа при отпуске 660–770 °C или 830 МПа при отпуске 600–700 °C. Тонкий лист по ГОСТ 5582-75 после отжига или отпуска при 740–800 °C должен иметь прочность не менее 490, 540 и 550 МПа для 20Х13, 30Х13 и 40Х13 соответственно.
Сопоставление показывает, что норма ASTM «не менее 50 HRC после закалки с 995 °C» ближе всего к контрольной закалке 40Х13 по ГОСТ (не менее 50 HRC) и к ленте 1.4021 по EN (44–50 HRC) — ещё одно напоминание о том, что 420 покрывает весь ряд.
Сталь 420 — классическая закаливающаяся на воздухе мартенситная сталь. Режимы по паспортам производителей и стандартам сведены в таблице 10. Полный отжиг — нагрев до 816–900 °C с медленным охлаждением вместе с печью до 593 °C; он даёт минимальную твёрдость для резания и штамповки. Неполный отжиг при 732–788 °C с охлаждением на воздухе используют для снятия напряжений после холодной обработки, когда полный цикл не нужен.
Закалка: подогрев около 790 °C, затем нагрев до 982–1066 °C (для 1.4021 — 950–1050 °C) и охлаждение на воздухе или в масле. Тонкие детали закаливаются на воздухе, массивные — в масле. ГОСТ 5949-2018 для 30Х13 и 40Х13 задаёт закалку с 950–1050 и 1000–1050 °C в масле, F899 для 420A — 1010 °C в тёплое масло, для 420B и 420C — 1038 °C. Чем выше углерод, тем больше остаточного аустенита после закалки; обработка холодом при −73 °C по паспорту производителя применяется по желанию, когда нужна максимальная твёрдость и стабильность размеров.
Отпуск — самая ответственная операция. Низкий отпуск при 150–370 °C снимает напряжения закалки и сохраняет твёрдость; именно в этом интервале работают ножи и инструмент. Интервал 425–600 °C (по F899 — 399–566 °C) производители и стандарт требуют обходить: в нём одновременно падают ударная вязкость и коррозионная стойкость, потому что выделяющиеся карбиды хрома обедняют хромом твёрдый раствор. Таблица 12 показывает это на стали 1.4021: ударная вязкость падает с 25 Дж при 200 °C до 12 Дж при 400–500 °C и восстанавливается только при 600 °C и выше. Высокий отпуск при 600–750 °C используют для валов и арматуры из 20Х13 и 1.4021, когда нужна вязкость, а не твёрдость: прочность снижается до 600–900 МПа, ударная вязкость растёт до 32–60 Дж. Критические точки для расчёта режимов приведены в таблице 13, а их положение на диаграмме состояния можно посмотреть в интерактивной диаграмме железо-углерод.
Закалку 420 нельзя проводить «на глаз» в домашних условиях: перегрев выше 1066 °C укрупняет зерно и увеличивает остаточный аустенит, недогрев оставляет нерастворённые карбиды и не даёт твёрдости, а пропуск отпуска оставляет хрупкий мартенсит с трещинами. Для столовых ножей ГОСТ Р 51687-2021 требует всего 42 HRC, но получить их стабильно можно только в печи с контролем температуры.
Твёрдость закалённой стали 420 определяется углеродом, растворённым в мартенсите, и температурой отпуска. Таблица 11 по F899 показывает диапазон после низкого отпуска при 149 °C: 420A — 53 HRC, 420B — 52 HRC, 420C — 58 HRC, 420 Mod — 56–57 HRC, а 440C для сравнения — 60 HRC. Данные производителя для своих составов складываются в ту же линию: 0,20 % углерода — 51 HRC, 0,24 % — 53, 0,38 % — 54, 0,42 % — 56 HRC. Паспорт стали 420HC с углеродом 0,46 % указывает 53–54 HRC после отпуска при 149 °C и около 55 HRC как достижимую твёрдость.
Отсюда ответ на вопрос «какая твёрдость у стали 420»: от 48–53 HRC у низкоуглеродных вариантов до 55–58 HRC у 420C и 420HC. Цифра «до 50 HRC», которую приводят для «стандартной 420», относится к стали с углеродом около 0,2 % и отвечает проверочной закалке по A276. Цифра «58–62 HRC для 420J2», встречающаяся на сайтах поставщиков, источниками не подтверждается: при углероде до 0,40 % после обязательного отпуска такая твёрдость недостижима.
В отожжённом состоянии сталь мягкая: 126–229 HB по ГОСТ 5949-2018 для ряда 20Х13–40Х13, не более 217 HBW по A240 для листа, не более 241–255 HB по A276 для сорта. Именно в этом состоянии прокат режут, штампуют и фрезеруют, а закаливают уже готовую деталь.
С 12–14 % хрома и без молибдена и никеля сталь 420 стоит внизу ряда нержавеющих сталей по коррозионной стойкости: расчётный индекс PREN равен 12–14 против 18–20 у 304 (таблица 14). По оценке производителя, её стойкость ниже, чем у аустенитных сталей и ферритной 430, и немного ниже, чем у 410. Этого достаточно для атмосферы, пресной воды, пищевых продуктов и слабых растворов, но не для хлоридов, морской воды и кислот.
Стойкость сильно зависит от состояния металла. Максимум — в закалённом и низкоотпущенном состоянии с шлифованной или полированной поверхностью: хром растворён в мартенсите, карбидов мало. В отожжённом состоянии хром связан в карбиды, и сталь ржавеет заметно быстрее. Отпуск в интервале 399–566 °C снижает стойкость из-за выделения карбидов хрома; по F899 любой отпуск выше 427 °C её ухудшает. Поэтому деталь из 420, которой нужна коррозионная стойкость, отпускают при 150–370 °C, а если требуется вязкость — при 600 °C и выше, но тогда стойкость всё равно ниже, чем у низкоотпущенной.
Верхний предел рабочей температуры — около 425 °C: выше теряются и прочность, и стойкость. После механической обработки поверхность пассивируют, например по ASTM A967: это удаляет частицы железа, внедрённые инструментом, и восстанавливает пассивную плёнку. Для сред с хлоридами семейство 420 не предназначено; там нужны 316 или 10Х17Н13М2Т.
Сталь 420 ферромагнитна во всех состояниях — и после отжига, и после закалки: магнит притягивается к ней всегда, а относительная магнитная проницаемость 1.4021 по паспорту производителя достигает 950. Это отличает её от аустенитных сталей и служит простейшим способом отделить 420 от 304 при входном контроле, но не отличает её от ферритной 430 и других мартенситных марок.
Плотность по EN 10088-1 для 1.4021–1.4034 — 7,7 кг/дм³, по паспорту производителя стали 420 — 7,74 (таблица 15). Модуль упругости 200–215 ГПа — выше, чем у аустенитных сталей, теплопроводность 25–30 Вт/(м·К) — вдвое выше, чем у 304, коэффициент линейного расширения 10,2–11,0·10⁻⁶ 1/К — в полтора раза ниже. Для инструмента это означает меньшие термические напряжения при закалке и меньшее коробление, для теплообменных деталей — лучший теплоотвод по сравнению с аустенитными марками. Удельное электросопротивление 0,55–0,65 Ом·мм²/м. Для расчёта массы на странице принята плотность 7,7 кг/дм³.
Сварка 420 ограничена самой природой стали: зона термического влияния закаливается на воздухе до мартенсита, и без подогрева шов трескается. Производители рекомендуют подогрев до 200–260 °C и обязательную термообработку после сварки — отпуск около 650 °C или отжиг около 750 °C, обходя интервал 400–600 °C (таблица 16). Присадку выбирают по тому, что будет с узлом дальше: типа 420 — если весь узел затем закаливают и отпускают, 309L — если нужен пластичный аустенитный шов без термообработки или соединение с другой сталью. Для косметических швов на 1.4021 производитель допускает присадки 410 и 420. На практике детали из 420 чаще соединяют механически или пайкой, а сварку оставляют для ремонта и наплавки.
Резание ведут в отожжённом состоянии при твёрдости 130–230 HB; обрабатываемость ниже, чем у автоматных сталей, для которых создана 420F с серой. Закалённую сталь шлифуют, и здесь главная опасность — прижоги: локальный нагрев выше 400 °C при шлифовании даёт на кромке ножа мягкую полосу с пониженной коррозионной стойкостью, то есть тот же эффект, что запретный отпуск. Заточку ведут с охлаждением и малым съёмом. Исходные режимы резания для мартенситных нержавеющих сталей можно подобрать в тренажёре режимов резания. Полируемость у сталей с электрошлаковым переплавом (420 mod для пресс-форм) заметно выше, чем у обычного проката, за счёт чистоты по включениям.
Области применения семейства 420 по стандартам и паспортам собраны в таблице 17, и они распределяются по углероду. Низкоуглеродные 420A, 1.4021 и 20Х13 — это валы, штоки и седла арматуры, крепёж, детали насосов: умеренная твёрдость 40–50 HRC сочетается с вязкостью, а после высокого отпуска сталь работает как улучшенная конструкционная с прочностью 600–900 МПа. ГОСТ 5632-2014 относит 20Х13 к сталям для предметов домашнего обихода.
Средний углерод — 420B, 1.4028, 30Х13, SUS420J2 — ножницы, столовые ножи, клинки массового производства с твёрдостью 50–54 HRC. ISO 8442-1 допускает 1.4028 для столовых приборов без режущей кромки, а 1.4021 — для клинков типа B. ГОСТ Р 51687-2021 для ножей и клинков называет 20Х13, 30Х13, 40Х13 и зарубежную 420 при твёрдости не менее 42 HRC.
Высокий углерод — 420C, 420HC, 1.4034, 40Х13 — ножи с твёрдостью 55–58 HRC, скальпели, хирургические ножницы и долота по F899, перетачиваемые клинки типа A по ISO 8442-1 (1.4031). Отдельная ниша — пресс-формы для пластмасс из 420 mod (1.2083) с рабочей твёрдостью 45–52 HRC, где главное требование — зеркальная полируемость и стойкость к коррозии от агрессивных пластмасс.
Для клинка значение имеют три вещи: достижимая твёрдость, стойкость кромки и коррозионная стойкость. По коррозионной стойкости все три варианта близки — хром у них 12–14 %. По твёрдости и стойкости кромки они различаются ровно настолько, насколько различается углерод.
Если нужна кромка «как у 440C», ни одна из трёх не подойдёт: у 440C после отпуска при 149 °C 60 HRC и значительно больше избыточных карбидов за счёт углерода 0,95–1,20 %. Отечественный выбор для ножей высокой твёрдости — 95Х18, сравнение 40Х13 и 95Х18 разобрано на странице 40Х13. Для ножа из любой 420 решающим остаётся не состав, а термообработка: сталь 420HC с пропущенной обработкой холодом и отпуском при 450 °C будет хуже правильно закалённой 420J2.
Стали 440A, 440B и 440C — следующая ступень того же мартенситного ряда: хром 16–18 % и углерод 0,60–0,75, 0,75–0,95 и 0,95–1,20 % соответственно. Разница с 420 по трём пунктам:
Практическое правило: 440C и 95Х18 — для кромки, подшипников и инструмента, где главное износ; 420 — для деталей и клинков, где важнее вязкость, простая заточка и технологичность, в том числе возможность высокого отпуска под вязкое состояние. Сравнение 40Х13 и 95Х18 с подробными режимами — на страницах этих марок.
Поскольку стандарт не ограничивает углерод сверху, сертификат «Type 420 по ASTM A276» не говорит, какая сталь в прутке — уровня 20Х13 или 40Х13. Фактическое содержание углерода указано в сертификате по плавке; если его нет, единственный способ узнать — оптико-эмиссионная спектрометрия или химический анализ по ГОСТ 12344: портативный рентгенофлуоресцентный анализатор углерод не измеряет.
Масса считается по плотности 7,7 кг/дм³ (таблицы 19 и 20). Формулы для ручного расчёта:
Круг: m = π · d² / 4 · ρ / 1000 кг/м, d в мм. Пример: круг 25 мм — 3,1416 · 625 / 4 · 7,7 / 1000 = 3,780 кг/м; пруток 3 м — 11,3 кг.
Лист: масса 1 м² листа толщиной t мм равна 7,7 · t кг. Пример: лист 3 × 1250 × 2500 мм — 7,7 · 3 · 1,25 · 2,5 = 72,2 кг.
Полоса: m = b · t · 7,7 / 1000 кг/м при размерах в мм. Пример: полоса 40 × 4 мм — 1,232 кг/м.
При пересчёте массы из углеродистой стали (7,85 кг/дм³) деталь из 420 легче на 1,9 %; относительно 304 (7,93) — на 2,9 %. Закалка меняет плотность на доли процента и в расчётах массы не учитывается.
Только если углерод в конкретной плавке лежит в пределах 0,36–0,45 %. Стандарты ASTM ограничивают углерод 420 лишь снизу (не менее 0,15 %), поэтому 420 может соответствовать и 20Х13, и 30Х13, и 40Х13. Точная пара для 40Х13 — 1.4031 с частичным перекрытием 1.4034 и подмарки 420X/420C по ASTM F899.
Углеродом: у SUS420J1 0,16–0,25 %, у SUS420J2 0,26–0,40 % (по вторичным данным, текст JIS G4303 на странице не сверен). J1 соответствует 1.4021 и 20Х13, J2 перекрывает 1.4028 и 30Х13 и частично 1.4031. После закалки J2 твёрже примерно на 2–4 HRC.
Торговое обозначение высокоуглеродного варианта 420 с типичным углеродом 0,42–0,46 % и хромом около 13 %; стандарта на него нет, и состав у разных производителей различается. По уровню углерода это 420C по F899, 1.4034 по EN и верх диапазона 40Х13. Достижимая твёрдость — 55–58 HRC.
После закалки и отпуска при 149 °C: 420A — около 53 HRC, 420B — 52, 420C — 58 HRC (типичные значения ASTM F899). Проверочная закалка по ASTM A276 требует не менее 50 HRC после нагрева до 995 °C и охлаждения на воздухе. В отожжённом состоянии — не более 217 HBW для листа и 241–255 HB для сорта.
В этом интервале выделяются карбиды хрома: ударная вязкость падает (у 1.4021 с 25 Дж до 12 Дж), а коррозионная стойкость снижается из-за обеднения твёрдого раствора хромом. ASTM F899 прямо указывает, что отпуск при 399–566 °C ухудшает вязкость и стойкость. Отпускают либо при 150–370 °C, либо выше 600 °C.
Да, во всех состояниях — и после отжига, и после закалки. Это мартенситная сталь, и магнит к ней притягивается всегда. Отличить её по магниту от 430 или других мартенситных марок нельзя, от аустенитной 304 — можно.
440C даёт 60 HRC и значительно лучшую стойкость кромки за счёт углерода 0,95–1,20 % и избыточных карбидов; 420 (особенно 420HC) — 55–58 HRC при большей вязкости и более простой заточке. Коррозионная стойкость в закалённом состоянии сопоставима, в хлоридах непригодны обе. Для тонких кромок и износа — 440C или 95Х18, для прочных клинков с ударной нагрузкой — 420.
Ограниченно. Требуется подогрев до 200–260 °C и термообработка после сварки (отпуск около 650 °C или отжиг около 750 °C). Присадка типа 420 — если узел затем закаливают целиком, 309L — если нужен пластичный шов без термообработки. Для сварных конструкций сталь, как правило, не применяют.
Материал носит ознакомительный характер. Нормативные значения приведены по указанным стандартам и редакциям, данные паспортов производителей и типичные значения ASTM F899 — справочные; расчётные величины (PREN, масса) не являются нормами. Информация не заменяет действующие стандарты, конструкторскую и технологическую документацию. Перед выбором материала, назначением режимов закалки, отпуска и сварки и расчётами сверяйтесь с актуальными редакциями стандартов и сертификатами на конкретную продукцию. Автор и администрация сайта не несут ответственности за последствия использования информации без такой проверки.
ООО «Иннер Инжиниринг»