Acciaio inossidabile 420: proprietà, durezza e applicazioni

Cos'è l'acciaio inossidabile 420?

L'acciaio inossidabile 420 è un acciaio inossidabile martensitico sviluppato per applicazioni che richiedono una durezza e una resistenza all'usura significativamente più elevate rispetto agli acciai inossidabili austenitici convenzionali come 304 o 316.

Viene comunemente designato:

UNS S42000

420 contiene circa il 12-14% di cromo e un livello di carbonio più elevato rispetto agli acciai inossidabili austenitici per uso generale.

La combinazione di cromo e carbonio permette al materiale di essere:

Austenitizzato → Temprato → Temprato

sviluppare elevata durezza e resistenza meccanica.

A differenza del 304 o 316L, il 420 è magnetico e può essere indurito convenzionalmente mediante trattamento termico.

Perché gli ingegneri scelgono l'acciaio inossidabile 420

420 viene comunemente selezionato quando l'applicazione richiede:

• Elevata durezza

• Buona resistenza all'usura

• Resistenza trattabile termicamente

• Capacità di rettifica di precisione

• Resistenza alla corrosione moderata

• Comportamento magnetico

• Migliore resistenza alla corrosione rispetto ai tradizionali acciai per utensili non inossidabili o agli acciai al carbonio

È particolarmente utile per i componenti meccanici in cui le prestazioni antiusura sono più importanti della massima resistenza alla corrosione o saldabilità.

Acciaio inossidabile 420 in una frase

420 è un acciaio inossidabile martensitico trattabile termicamente utilizzato per componenti ad elevata durezza e resistenti all'usura che possono essere lavorati prima dell'indurimento e rifiniti dopo il trattamento termico.

Composizione chimica e proprietà dell'acciaio inossidabile 420

Composizione chimica

I limiti di composizione rappresentativi di UNS S42000 sono mostrati di seguito.

I requisiti effettivi di composizione dipendono dalle specifiche del prodotto applicabili.

Ruolo dei principali elementi di lega

Cromo
Fornisce resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile e contribuisce alla temprabilità.

Carbonio
Permette la formazione di una struttura martensitica dura dopo la tempra.

Un contenuto di carbonio più elevato generalmente supporta una maggiore durezza ottenibile, ma può ridurre la tenacità e le prestazioni di corrosione se i carburi consumano troppo cromo dalla matrice.

Nota importante sul livello di carbonio

L''acciaio inossidabile 420' può coprire materiali con diversi livelli di carbonio a seconda delle specifiche del prodotto e della designazione regionale.

Ciò significa che:

• Massima durezza ottenibile

• Robustezza

• Risposta al trattamento termico

• Resistenza all'usura

può variare sostanzialmente tra i prodotti venduti nella più ampia famiglia 420.

Per gli acquisti di ingegneria controllata, è necessario specificare lo standard esatto e la composizione chimica anziché fare affidamento solo sul nome del grado.

Proprietà meccaniche in base alle condizioni del materiale

Le proprietà meccaniche del 420 dipendono fortemente da:

• Contenuto di carbonio

• Temperatura di austenizzazione

• Metodo di spegnimento

• Temperatura di rinvenimento

• Dimensione della sezione

• Stato materiale

Un singolo valore di trazione o durezza non dovrebbe quindi essere trattato come rappresentativo di tutti i 420 materiali.

Condizione ricotta

Il 420 ricotto è più morbido e più facile da lavorare rispetto al materiale indurito.

I valori rappresentativi possono rientrare approssimativamente entro:

Questi valori sono solo indicativi.

I requisiti esatti devono essere verificati rispetto alle specifiche di prodotto applicabili.

Condizione indurita e temperata

Dopo l'indurimento e il rinvenimento, il 420 può raggiungere risultati sostanzialmente più elevati:

• Resistenza alla trazione

• Forza di rendimento

• Durezza

• Resistenza all'usura

La durezza tipica dipende fortemente dal livello di carbonio e dalle condizioni di rinvenimento.

Per molti gradi commerciali 420, la durezza ottenibile può estendersi approssimativamente a:

40–50 HRC

Le varianti con un contenuto di carbonio più elevato all’interno della più ampia famiglia 420 possono raggiungere una durezza ancora maggiore.

Nota ingegneristica

La durezza deve essere sempre specificata insieme a:

• Norma materiale

• Condizione di partenza

• Procedura di trattamento termico

• Intervallo di durezza richiesto

Per i componenti soggetti ad usura di precisione, specificando esclusivamente:

Acciaio inossidabile 420

è spesso insufficiente.

Proprietà fisiche tipiche

Le proprietà fisiche sono approssimative e variano in base alla temperatura e alle condizioni del materiale.

Dilatazione termica inferiore rispetto all'acciaio inossidabile austenitico

Il 420 ha generalmente un coefficiente di dilatazione termica inferiore rispetto al 304 o al 316L.

Ciò può essere utile per componenti meccanici di precisione, anche se la distorsione dovuta al trattamento termico deve essere comunque considerata separatamente.

Resistenza alla corrosione e prestazioni ambientali

420 fornisce una moderata resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile.

La sua resistenza alla corrosione è generalmente più elevata quando il materiale è:

• Adeguatamente indurito

• Giustamente temperato

• Pulito

• Lucido o finemente rifinito

• Esente da contaminazione da ferro

Tuttavia, il 420 non fornisce lo stesso margine di corrosione del 304, 316 o 316L.

Corrosione atmosferica generale

420 può funzionare bene in:

• Ambienti interni asciutti

• Ambienti industriali miti

• Esposizione atmosferica pulita

• Esposizione a leggera umidità

Viene comunemente utilizzato laddove la durezza meccanica è più importante della massima resistenza alla corrosione.

Acqua dolce

420 può funzionare in modo soddisfacente in applicazioni di acqua dolce selezionate.

L'idoneità dipende da:

Contenuto di cloruro/Temperatura/Finitura superficiale/Tempo di esposizione/Geometria della fessura

Per il servizio umido continuo con quantità significative di cloruri, può essere più appropriato un acciaio inossidabile austenitico o duplex.

Resistenza al cloruro

420 non è un grado specialistico resistente al cloruro.

I cloruri possono aumentare il rischio di:

• Vaiolatura

• Corrosione interstiziale

• Colorazione superficiale

Per:

Esposizione costiera/nebbia salina/acqua di mare/fluidi di processo contenenti cloruri

considerare 316L, 2205 o 2507 a seconda della gravità dell'ambiente.

Ambienti marini e di acqua di mare

420 non deve essere posizionato come acciaio inossidabile di grado marino.

L'esposizione diretta all'acqua di mare generalmente non è un'applicazione primaria adatta.

Laddove un componente ad alta resistenza debba funzionare anche in acqua di mare, la scelta dovrebbe considerare alternative resistenti alla corrosione piuttosto che fare affidamento solo sulla durezza.

Resistenza chimica

420 fornisce resistenza a prodotti chimici delicati selezionati ma non deve essere posizionato come acciaio inossidabile per lavorazioni chimiche.

Per l'esposizione chimica aggressiva, considerare:

Acciaio inossidabile 316L/904L/legato superiore

a seconda dell'ambiente reale.

Effetto del trattamento termico sulla resistenza alla corrosione

Il trattamento termico influenza le prestazioni di corrosione.

Un trattamento termico improprio può causare la formazione di carburi ricchi di cromo che riducono il cromo disponibile nella matrice circostante.

Un adeguato indurimento e rinvenimento sono quindi importanti non solo per le proprietà meccaniche ma anche per mantenere un'utile resistenza alla corrosione.

Idoneità ambientale

Caratteristiche ingegneristiche chiave

Elevata durezza

La durezza è una delle proprietà distintive di 420.

Dopo un adeguato indurimento e rinvenimento, il 420 può raggiungere una durezza sostanzialmente superiore rispetto a:

304/304L/316/316L

Questo lo rende adatto per:

Superfici soggette ad usura/Perni/Boccole/Componenti per valvole/Componenti di taglio/Hardware meccanico di precisione

Buona resistenza all'usura

Una durezza maggiore generalmente migliora la resistenza a:

• Usura abrasiva

• Usura scorrevole

• Deformazione superficiale

• Danni meccanici ai contatti

Le effettive prestazioni di usura dipendono ancora da:

Finitura superficiale/Lubrificazione/Pressione di contatto/Materiale della controfaccia/Trattamento termico

Proprietà meccaniche trattabili termicamente

420 può essere rinforzato mediante trattamento termico martensitico convenzionale.

Questo lo distingue dai gradi austenitici come 304 e 316L.

Il saldo finale dell’immobile può essere rettificato attraverso:

Temperatura di austenitizzazione/temperatura di tempra/rinvenimento

Comportamento magnetico

420 è magnetico sia in condizioni ricotte che indurite.

Questo è normale per l'acciaio inossidabile martensitico.

Resistenza alla corrosione moderata

Il 420 fornisce un'utile resistenza alla corrosione per molte applicazioni meccaniche, ma la resistenza alla corrosione non è il motivo principale per selezionare il grado.

Se le prestazioni alla corrosione prevalgono sui requisiti di progettazione, un’altra famiglia di acciai inossidabili potrebbe essere più appropriata.

Formabilità inferiore

420 non fornisce la duttilità di 304 o 316L.

La formatura dovrebbe generalmente essere completata allo stato ricotto prima dell'indurimento finale.

Scarsa saldabilità

La trasformazione martensitica e il contenuto di carbonio relativamente elevato aumentano il rischio di:

• Rottura della saldatura

• Elevata durezza HAZ

• Stress residuo

• Tenacità ridotta

La saldatura dovrebbe quindi essere evitata laddove un acciaio inossidabile più saldabile possa soddisfare i requisiti di progettazione.

Compatibilità di produzione dell'acciaio inossidabile 420

420 è particolarmente adatto alla lavorazione e alla rettifica quando la sequenza di produzione è pianificata attorno al trattamento termico.

Lavorazione CNC

Compatibilità: ✅ Buono allo stato ricotto

420 può essere:

Tornito/Fresato/Forato/Filettato/Alesato

prima dell'indurimento finale.

La condizione ricotta è normalmente preferita per lavorazioni estese.

Lavorazione dopo la tempra

La difficoltà di lavorazione aumenta significativamente dopo la tempra.

L'elevata durezza aumenta:

• Forza di taglio

• Usura degli utensili

• Generazione di calore

• Rischio di scarsa durata dell'utensile

Dopo il trattamento termico finale, per le dimensioni critiche si preferisce spesso la rettifica piuttosto che la lavorazione convenzionale estensiva.

Sequenza di produzione consigliata

Un percorso comune per i componenti di precisione è:

Materiale ricotto

↓

Lavorazione grezza

↓

Lavorazione semifinita

↓

Indurimento + Rinvenimento

↓

Finitura della macinazione

↓

Lucidatura/Passivazione se richiesta

Questo percorso consente la rimozione della maggior parte del materiale mentre la lega è ancora lavorabile.

Foratura e maschiatura

Compatibilità: ✅ Buona prima dell'indurimento

La foratura e la maschiatura dovrebbero preferibilmente essere completate prima dell'indurimento finale, ove possibile.

Il 420 indurito può produrre:

Fori piccoli/Fori profondi/Filettature interne

notevolmente più difficile da produrre.

Rettifica

Compatibilità: ✅ Eccellente

La rettifica è particolarmente importante per il 420 temprato.

Le applicazioni tipiche includono:

• Diametri dell'albero

• Superfici portanti

• Componenti della valvola

• Superfici di usura

• Perni di precisione

• Componenti dell'utensileria

Il margine di macinazione dovrebbe essere pianificato prima del trattamento termico.

Forgiatura

Compatibilità: ✅

420 può essere forgiato a caldo utilizzando un adeguato controllo della temperatura.

I componenti forgiati normalmente richiedono un raffreddamento controllato e una successiva ricottura o trattamento termico prima dell'uso finale.

Formare

Compatibilità: ⚠ Limitata

Allo stato ricotto può essere possibile una formatura semplice.

420 non è consigliato per:

Imbutitura profonda / Formatura complessa di lamiere / Fabbricazione ad alta duttilità

Saldatura

Compatibilità: ⚠ Scarsa/Non preferita

La saldatura è tecnicamente possibile ma richiede un attento controllo della procedura.

Laddove non sia possibile evitare la saldatura, le considerazioni possono includere:

• Preriscaldamento

• Apporto termico controllato

• Selezione del riempitivo adatto

• Raffreddamento lento

• Trattamento termico post-saldatura

Per gli assemblaggi ad alta intensità di saldatura, 304L o 316L sono generalmente un materiale più appropriato.

Condizioni del materiale e trattamento termico

Il trattamento termico è una delle parti più importanti della selezione dell'acciaio inossidabile 420.

Ricottura

La ricottura viene utilizzata per ridurre la durezza e migliorare la lavorabilità.

La pratica tipica di ricottura può comportare il riscaldamento fino a circa:

840–900°C

seguito da un lento raffreddamento controllato.

Il trattamento esatto dipende dalle dimensioni del prodotto, dal livello di carbonio e dalle specifiche applicabili.

Austenitizzante/Indurente

Un tipico ciclo di indurimento prevede il riscaldamento approssimativamente entro:

980–1050°C

per formare austenite e sciogliere una quantità sufficiente di carbonio e cromo in soluzione.

Il componente viene quindi raffreddato utilizzando un mezzo di raffreddamento adatto.

I metodi possibili includono:

• Tempra in olio

• Raffreddamento ad aria per sezioni di dimensioni adeguate

• Tempra controllata in gas nel trattamento termico sotto vuoto

I parametri di processo esatti dovrebbero seguire le specifiche di trattamento termico applicabili.

Tempra

La tempra trasforma la struttura austenitica in martensite.

Ciò produce un'elevata durezza ma aumenta anche:

• Stress residuo

• Fragilità

• Rischio di distorsione

Dopo l'indurimento è quindi necessario il rinvenimento.

Temperamento

Il temperaggio regola il saldo finale di:

Durezza / Resistenza / Tenacità / Stress residuo

Temperature di rinvenimento più basse generalmente preservano una durezza più elevata.

Temperature di rinvenimento più elevate generalmente riducono la durezza aumentando la tenacità.

Tempra ad alta durezza

Laddove sono richieste la massima durezza e resistenza all'usura, vengono comunemente utilizzate temperature di rinvenimento più basse.

L'intervallo esatto deve essere selezionato in base a:

Durezza/tenacità/dimensione della sezione/condizioni di servizio richieste

Intervallo di tempera intermedio

Alcune temperature di rinvenimento intermedie possono produrre una combinazione sfavorevole di:

• Tenacità ridotta

• Ridotta resistenza alla corrosione

• Sensibilità all'infragilimento da temperamento

Per questo motivo, le temperature generiche di trattamento termico non dovrebbero essere selezionate senza riferimento alle specifiche della lega applicabile e ai requisiti delle proprietà finali.

Rinvenimento a temperatura più elevata

Il rinvenimento a temperatura più elevata riduce la durezza ma può migliorare la tenacità.

Questo può essere utile per:

• Scossa meccanica

• Requisiti di tenacità più elevati

• Componenti dove non è necessaria la massima durezza

Distorsione da trattamento termico

L'indurimento martensitico convenzionale comporta una trasformazione di fase e un raffreddamento.

Ciò può causare:

• Cambiamento dimensionale

• Deformazione

• Stress residuo

Le parti di precisione dovrebbero quindi includere:

Indennità per trattamento termico / Indennità di macinazione / Controllo della distorsione / Ispezione finale

Trattamento termico 420 vs 17-4 PH

420 e 17-4 PH sono entrambi acciai inossidabili bonificabili, ma il meccanismo di rinforzo è diverso.

420

Austenitizzazione → Tempra → Tempra

Obiettivo primario:

Elevata durezza + resistenza all'usura

17-4 F

Soluzione Trattare → Età

Obiettivo primario:

Elevata resistenza + tenacità controllata + migliore stabilità dimensionale

Questa distinzione è importante quando si sceglie tra i due gradi.

Compatibilità della finitura superficiale

Le condizioni della superficie sono particolarmente importanti per il 420 perché una superficie liscia può migliorare entrambi:

• Comportamento nell'usura

• Prestazioni alla corrosione

Rettifica di precisione

Compatibilità: ✅ Eccellente

La rettifica di precisione è uno dei metodi di finitura più importanti per i componenti 420 temprati.

Le applicazioni tipiche includono:

Alberi/Perni/Parti di valvole/Superfici soggette ad usura/Caratteristiche meccaniche di precisione

Lucidatura meccanica

Compatibilità: ✅ Eccellente

420 risponde bene alla lucidatura.

Una superficie lucida può:

• Ridurre la rugosità superficiale

• Migliora l'aspetto

• Ridurre i siti di inizio della corrosione

• Migliora il comportamento di contatto

Passivazione

Compatibilità: ✅ Buona

420 può essere passivato dopo opportuna pulizia.

La passivazione aiuta a rimuovere il ferro libero e supporta la superficie passiva dell'acciaio inossidabile.

Non rende 420 equivalente a 304 o 316L in ambienti aggressivi.

Decapaggio

Compatibilità: ✅ / Valuta

Il decapaggio può essere utilizzato per rimuovere l'ossido e le incrostazioni del trattamento termico.

La chimica del processo e il tempo di esposizione devono essere controllati per evitare attacchi eccessivi.

Sabbiatura delle perle

Compatibilità: ✅ Buona

La sabbiatura può fornire una finitura opaca uniforme.

Per i componenti sensibili alla corrosione, i mezzi di sabbiatura devono essere controllati per prevenire la contaminazione da ferro.

Marcatura laser

Compatibilità: ✅ Eccellente

Adatto per:

Numeri di parte/Numeri di serie/Identificazione dei materiali/Tracciabilità

Elettrolucidatura

Compatibilità: ⚠ Valutare

420 può essere elettrolucidato, ma normalmente questo non è il percorso di finitura principale per componenti martensitici ad alta durezza.

Per le applicazioni sanitarie o di elettrolucidatura altamente sensibili alla corrosione, il 316L è generalmente il materiale di base più appropriato.

Opzioni di finitura comuni

Rettifica di precisione ✅ / Lucidatura meccanica ✅ / Passivazione ✅ / Decapaggio ✅ / Sballatura ✅ / Marcatura laser ✅ / Elettrolucidatura ⚠

Nota sulla selezione della finitura superficiale

Per i componenti 420 temprati, la finitura finale deve essere considerata insieme alla sequenza del trattamento termico.

Un tipico percorso di produzione di precisione può essere:

Macchina → Indurire → Tempera → Macinare la finitura → Lucidare → Pulisci/Passiva

Ciò consente di controllare le dimensioni finali e le superfici funzionali dopo che si è verificata la distorsione dovuta al trattamento termico.

Applicazioni tipiche dell'acciaio inossidabile 420

L'acciaio inossidabile 420 è comunemente utilizzato per componenti che richiedono maggiore durezza, resistenza all'usura e resistenza alla bonifica rispetto agli acciai inossidabili austenitici standard.

È particolarmente indicato per particolari meccanici di precisione che possono essere lavorati allo stato ricotto, bonificato, per poi finire rettificati o lucidati.

Alberi e perni

Applicazioni tipiche:

Alberi motore/perni guida/perni girevoli/alberi di precisione/perni di posizionamento

420 può fornire un'utile combinazione di:

Durezza / Resistenza / Resistenza all'usura / Resistenza alla corrosione moderata

Per diametri albero strettamente controllati, spesso è appropriata la rettifica di finitura dopo il trattamento termico.

Componenti per valvole e pompe

Applicazioni tipiche:

Steli delle valvole/Componenti delle valvole/Alberi della pompa/Hardware della pompa/Componenti con contatti soggetti a usura

420 è utile laddove i componenti mobili richiedono una durezza maggiore di 304 o 316L.

Per cloruri aggressivi o servizi chimici, la resistenza alla corrosione deve essere esaminata separatamente.

Boccole e componenti antiusura

Applicazioni tipiche:

Boccole/Manicotti/Piastre antiusura/Guide/Componenti di contatto/Elementi di fissaggio

Il 420 temprato può fornire una migliore resistenza alla deformazione superficiale e all'usura da scorrimento rispetto ai comuni acciai inossidabili austenitici.

Le effettive prestazioni di usura dipendono ancora da:

Materiale della controfaccia/Lubrificazione/Finitura superficiale/Pressione di contatto/Trattamento termico

Componenti Meccanici di Precisione

Applicazioni tipiche:

Perni / Giunti / Hardware meccanico / Alloggiamenti di precisione / Fermi / Piccoli componenti portanti

420 è un'opzione pratica dove la parte richiede:

• Lavorazione CNC prima della tempra

• Trattamento termico controllato

• Rettifica di precisione

• Elevata durezza

• Resistenza alla corrosione moderata

Componenti relativi al taglio e all'utensileria

Applicazioni tipiche:

Lame industriali/Componenti da taglio/Raschiatori/Inserti per utensili/Componenti relativi allo stampo

420 viene spesso preso in considerazione laddove un materiale inossidabile richiede una durezza maggiore rispetto ai gradi resistenti alla corrosione per uso generale.

Per la massima ritenzione del tagliente o una durezza molto elevata, 440C potrebbe essere più adatto.

Elementi di fissaggio e hardware ad alta durezza

Applicazioni tipiche:

Perni/Viti/Hardware di fissaggio/Fissaggi meccanici/Componenti di regolazione

420 può essere utilizzato laddove l'hardware deve resistere alla deformazione meccanica o all'usura.

Laddove la resistenza alla corrosione è più importante della durezza, 304 o 316 possono fornire un migliore equilibrio complessivo.

Componenti per stampi e matrici

Applicazioni tipiche:

Inserti per stampi/Componenti per utensili/Parti di supporto di precisione/Inserti antiusura

420 può essere utile dove:

• Lucidabilità

• Durezza

• Resistenza alla corrosione

• Rettifica di precisione

sono richiesti insieme.

La durezza richiesta deve essere specificata insieme alle condizioni del trattamento termico.

Quando dovresti scegliere l'acciaio inossidabile 420?

Il 420 rappresenta un'ottima scelta di materiale quando l'elevata durezza e la resistenza all'usura sono più importanti della massima resistenza alla corrosione, delle prestazioni di saldatura o della capacità di formatura della lamiera.

Scegli 420 quando ne hai bisogno

• Elevata durezza

• Buona resistenza all'usura

• Proprietà meccaniche di trattabilità termica

• Lavorazione CNC prima della tempra

• Rettifica di precisione dopo la tempra

• Acciaio inossidabile magnetico

• Resistenza alla corrosione moderata

• Migliori prestazioni all'usura rispetto a 304 o 316

• Un'alternativa inossidabile ad alcuni acciai temprati non inossidabili

420 è particolarmente adatto quando

La parte presenta superfici soggette a usura

420 è utile per componenti esposti a:

Contatto strisciante/Contatto meccanico ripetuto/Carico superficiale/Usura abrasiva

Il componente deve essere indurito dopo la lavorazione

Un percorso comune è:

Materiale ricotto → Lavorazione CNC → Tempra → Rinvenimento → Rettifica di finitura

304 o 316 sono troppo morbidi

Quando gli acciai inossidabili austenitici forniscono un’adeguata resistenza alla corrosione ma una durezza insufficiente, il 420 può offrire una soluzione meccanica migliore.

La rettifica di precisione fa parte del percorso di produzione

420 funziona particolarmente bene per alberi, perni e superfici soggette ad usura che richiedono la rettifica finale dopo il trattamento termico.

Selezione della giusta condizione di trattamento termico 420

420 non deve essere selezionato utilizzando solo il nome della qualità quando la durezza finale è importante.

Le condizioni di trattamento termico richieste devono essere adeguate all'applicazione.

Condizione ricotta

Scopo della selezione:
lavorazione meccanica/formatura limitata prima dell'indurimento finale

Scegliere la condizione ricotta quando è richiesta una sostanziale rimozione di materiale.

Condizione di elevata durezza

Scopo della selezione:
Resistenza all'usura + Durezza superficiale

Temperature di rinvenimento più basse generalmente preservano una maggiore durezza dopo la tempra.

Adatto dove:

• L'usura è importante

• La deformazione superficiale deve essere ridotta al minimo

• I requisiti di tenacità sono moderati

Condizione di temperamento più elevato

Scopo della selezione:
Tenacità migliorata + Durezza ridotta

Temperature di rinvenimento più elevate riducono la durezza ma possono fornire maggiore tenacità e minore stress residuo.

Ciò può essere appropriato per i componenti esposti a:

• Scossa meccanica

• Impatto

• Caricamento ciclico

• Dimensioni della sezione più grandi

Nota sulla selezione del trattamento termico

La condizione corretta dovrebbe essere definita da:

Durezza richiesta / Tenacità / Dimensioni della sezione / Meccanismo di usura / Ambiente di corrosione / Tolleranza alla distorsione

Considera un altro voto quando...

Acciaio inossidabile 420 rispetto a gradi simili

Acciaio inossidabile 420 contro 410

Sia il 420 che il 410 sono acciai inossidabili martensitici che possono essere induriti mediante trattamento termico.

Il 420 generalmente contiene più carbonio e può raggiungere una maggiore durezza e resistenza all'usura.

Il 410 solitamente fornisce un migliore equilibrio tra tenacità, lavorabilità e prestazioni meccaniche generali.

Scegliere 420 quando:
Maggiore durezza e resistenza all'usura sono più importanti.

Scegliere 410 quando:
È richiesto un acciaio inossidabile trattabile termicamente per usi più generici.

CTA:
confronta l'acciaio inossidabile 410 con quello 420

Acciaio inossidabile 420 contro 440C

Entrambi i gradi sono acciai inossidabili martensitici bonificabili.

Il 440C contiene sostanzialmente più carbonio e può raggiungere una durezza significativamente più elevata.

420 prevede in generale:

• Migliore tenacità

• Lavorazione più semplice prima dell'indurimento

• Risposta al trattamento termico più moderata

440C è più adatto a:

Cuscinetti/Parti di precisione ad alta usura/Applicazioni con durezza molto elevata

Scegliere 420 quando:
È richiesta un'elevata durezza ma non è necessaria la massima durezza.

Scegliere 440C quando:
Durezza molto elevata e resistenza all'usura dominano il design.

CTA:
confronta l'acciaio inossidabile 420 con quello 440C

Acciaio inossidabile 420 contro 17-4 PH

420 e 17-4 PH sono entrambi acciai inossidabili bonificabili, ma i loro meccanismi di rafforzamento e le priorità di selezione sono diversi.

420 usi:

Austenitizzazione → Tempra → Tempra

17-4PH utilizza:

Soluzione Trattare → Età

420 è selezionato principalmente per durezza e resistenza all'usura.

17-4 PH è selezionato principalmente per elevata resistenza strutturale, tenacità e controllo dimensionale.

Scegli 420 quando:
Durezza e resistenza all'usura sono i requisiti principali.

Scegliere 17-4 PH quando:
L'elevato limite di snervamento e la tenacità sono più importanti.

CTA:
confronta l'acciaio inossidabile 420 con quello 17-4 PH

Acciaio inossidabile 420 contro 304

420 può essere indurito per ottenere resistenza e durezza molto più elevate.

304 fornisce una migliore resistenza alla corrosione, formabilità e saldabilità.

Scegliere 420 quando:
Sono richieste resistenza all'usura e durezza trattabile termicamente.

Scegliere 304 quando:
La resistenza generale alla corrosione e la capacità di fabbricazione sono più importanti.

Acciaio inossidabile 420 o 316L

420 offre maggiore durezza e resistenza all'usura.

Il 316L fornisce una resistenza alla corrosione da cloruri e prestazioni di saldatura sostanzialmente migliori.

Scegliere 420 quando:
Il componente è principalmente una parte meccanica soggetta ad usura.

Scegliere 316L quando:
Il componente è esposto a servizi sensibili alla corrosione contenenti cloruri, chimici o saldati.

Acciaio inossidabile 420 contro 416

Entrambi i gradi sono acciai inossidabili martensitici e possono essere temprati.

416 viene modificato per una migliore lavorabilità.

420 è generalmente selezionato per una maggiore durezza e prestazioni di usura.

Scegliere 420 quando:
La durezza e la resistenza all'usura sono più importanti.

Scegli 416 quando:
La produttività della lavorazione è più importante.

Standard, specifiche e forme dei materiali dell'acciaio inossidabile 420

420 viene fornito con standard di prodotto diversi a seconda che il materiale venga acquistato sotto forma di barra, lamiera, lamiera o altra forma.

Designazioni comuni dei materiali

Nota importante sull'equivalenza:
420 è un'ampia famiglia di acciai inossidabili martensitici e le designazioni internazionali non sono sempre equivalenti esatti uno a uno.

Gli intervalli di carbonio possono differire sostanzialmente.

Per i lavori di ingegneria controllata, le specifiche e la chimica effettive dovrebbero essere controllate prima di considerare i gradi come intercambiabili.

Specifiche ASTM comuni

ASTM A276/A276M

Si applica comunemente a:

Barre/forme

Rilevante per alberi lavorati, perni e altri componenti di barre.

ASTM A479/A479M

Può applicarsi a:

Barre e forme per applicazioni su caldaie e recipienti a pressione

dove il Tipo 420 è incluso nella specifica applicabile.

ASTM A240/A240M

A seconda del prodotto e dell'ambito delle specifiche, 420 può essere disponibile in forme di prodotto piatto come:

Piastra/Foglio/Nastro

È necessario verificare l'esatto grado e i requisiti meccanici per la forma del prodotto richiesta.

Forme di prodotto europee comuni

A seconda del grado e delle specifiche EN esatte, i relativi acciai inossidabili martensitici possono essere forniti secondo gli standard di prodotto EN 10088.

Poiché il contenuto di carbonio e i requisiti di trattamento termico sono importanti per gli acciai inossidabili di tipo 420, il grado EN dovrebbe essere specificato esplicitamente anziché essere semplicemente convertito da '420.'

Forme materiali comuni

420 è comunemente disponibile come:

Barra tonda / Barra piatta / Piastra / Lamiera / Nastro / Stock forgiato / Billetta / Barra rettificata di precisione

Barra rotonda

Comunemente utilizzato per:

Alberi/Perni/Boccole/Componenti per valvole/Parti tornite di precisione

Barra piatta e piatto

Comunemente utilizzato per:

Componenti di usura / Parti di utensili / Componenti di stampi / Parti meccaniche fresate

Foglio e striscia

Utilizzato in applicazioni selezionate dove è richiesto un prodotto inossidabile martensitico sottile.

420 non deve essere trattato come un grado generale per la fabbricazione di lamiere.

Condizioni materiali comuni

420 può essere fornito in condizioni quali:

Ricotto / Ricotto dolce / Temprato / Temprato e rinvenuto / Rettificato

Per i progetti di lavorazione CNC, il materiale ricotto è solitamente la condizione di partenza più pratica.

Per le parti finali, la durezza richiesta o le condizioni di trattamento termico dovrebbero essere definite esplicitamente.

Condizioni della superficie

A seconda della forma del prodotto, 420 può essere fornito come:

Superficie laminata a caldo / trafilata a freddo / pelata / tornita / rettificata / lucidata / ricotta

La barra rettificata di precisione può essere particolarmente utile per alberi e componenti cilindrici.

Nota sulle specifiche di acquisto

Il solo 'acciaio inossidabile 420' potrebbe non fornire informazioni sufficienti per un acquisto di ingegneria controllata.

Ciò è particolarmente importante perché il contenuto di carbonio e la durezza finale possono variare.

Laddove le proprietà meccaniche siano importanti, il disegno o le specifiche di acquisto dovrebbero identificare:

• Grado

• Designazione UNS

• Specifica ASTM/EN applicabile

• Forma del prodotto

• Dimensioni

• Condizione di partenza

• Durezza richiesta

• Requisito di indurimento

• Requisito di tempera

• Condizioni superficiali

• Indennità di macinazione

• Certificazione dei materiali

• Tracciabilità del calore/lotto

• Certificazione di trattamento termico

Una specifica più chiara potrebbe essere simile a:

420 / UNS S42000 / ASTM A276 / Ricotto / Durezza finale XX–XX HRC

dove la gamma di durezza viene selezionata dal progettista in base all'applicazione reale.

Riepilogo della selezione dell'acciaio inossidabile 420

Scegli 420 per

Alberi resistenti all'usura / Perni / Boccole / Componenti per valvole / Componenti per pompe / Parti meccaniche di precisione / Lame industriali / Componenti per utensili / Hardware ad alta durezza

Scegli 410 Quando

È preferibile un grado martensitico a basso contenuto di carbonio con un equilibrio meccanico più ampio orientato alla tenacità.

Scegli 440C Quando

Sono richieste la massima durezza e resistenza all'usura.

Scegli 17-4 PH Quando

Elevata resistenza strutturale e tenacità sono più importanti della massima durezza.

Scegli 304 Quando

La resistenza alla corrosione, la formabilità e la saldatura sono più importanti.

Scegli 316L Quando

La resistenza al cloruro e il servizio saldato sensibile alla corrosione sono i requisiti principali.

Scegli 416 Quando

Il comportamento alla lavorazione libera e le proprietà meccaniche di bonifica sono più importanti della massima durezza.

Selezione dei materiali e supporto tecnico

La selezione dell'acciaio inossidabile 420 richiede molto più della semplice conferma del grado della lega. Prima della produzione è necessario considerare la durezza finale, le condizioni del trattamento termico, la sequenza di lavorazione, la tolleranza dimensionale e l'ambiente di corrosione.

420 è particolarmente adatto quando la durezza e la resistenza all'usura sono requisiti primari ed è sufficiente una moderata resistenza alla corrosione.

NAITE TECH può rivedere le specifiche del materiale insieme al disegno, alla durezza richiesta e al percorso di produzione prima della produzione.

Revisione della qualità dei materiali

420 può essere rivisto rispetto ai requisiti dell'applicazione come:

• Durezza finale richiesta

• Resistenza all'usura

• Resistenza meccanica

• Robustezza

• Ambiente di corrosione

• Requisiti di lavorazione CNC

• Requisiti del trattamento termico

• Requisiti di macinazione

• Tolleranza dimensionale

• Finitura superficiale

• Forma del prodotto

• Specifica ASTM/EN applicabile

• Requisiti di certificazione e tracciabilità

Laddove un altro grado di acciaio inossidabile fornisce un adattamento migliore, le alternative tipiche includono:

Prestazioni meccaniche martensitiche generali → 410

Durezza massima più elevata → 440°C

Elevata resistenza strutturale + migliore tenacità → 17-4 PH

Maggiore produttività della lavorazione → 416

Migliore resistenza generale alla corrosione → 304

Maggiore resistenza al cloruro → 316 / 316L

Revisione dei requisiti di durezza

La durezza è uno degli elementi di specifica più importanti per l'acciaio inossidabile 420.

La designazione del grado da sola non definisce la durezza finale.

Le proprietà finali dipendono da:

• Contenuto di carbonio

• Stato materiale di partenza

• Temperatura di austenizzazione

• Tempo di attesa

• Metodo di spegnimento

• Temperatura di rinvenimento

• Dimensione della sezione

• Rettifica o finitura finale

Per i componenti tecnici controllati, l'intervallo di durezza richiesto deve essere indicato nel disegno o nelle specifiche di acquisto.

Un requisito come:

420 / UNS S42000 / ASTM A276 / Durezza finale XX–XX HRC

è più utile per la produzione che semplicemente:

Acciaio inossidabile 420

Revisione del trattamento termico

420 sviluppa le sue utili proprietà di elevata durezza attraverso il convenzionale trattamento termico martensitico.

Una tipica sequenza di produzione può includere:

Materiale ricotto

↓

Lavorazione grezza

↓

Lavorazione semifinita

↓

Austenitizzante

↓

Tempra

↓

Temperamento

↓

Finitura della macinazione

↓

Lucidatura/Passivazione se richiesta

Il trattamento termico deve essere selezionato in base all’equilibrio richiesto tra:

Durezza / Resistenza / Tenacità / Resistenza all'usura / Distorsione

La massima durezza ottenibile non è automaticamente la condizione corretta per ogni componente.

Revisione di lavorazione e rettifica

420 è generalmente più facile da lavorare prima dell'indurimento finale.

Importanti considerazioni sulla produzione includono:

Lavorazione ricotta
La maggior parte delle lavorazioni di tornitura, fresatura, foratura e filettatura dovrebbero normalmente essere completate prima della tempra finale.

Tolleranza per il trattamento termico
Le caratteristiche di precisione potrebbero richiedere una tolleranza di materiale aggiuntiva prima del trattamento termico.

Controllo della distorsione
L'estinzione può introdurre cambiamenti dimensionali o deformazioni.

Rettifica della finitura
I diametri critici dell'albero, le superfici dei cuscinetti e le caratteristiche di usura possono richiedere la rettifica dopo il trattamento termico.

Caratteristiche filettate
Le filettature dovrebbero generalmente essere completate prima dell'indurimento, ove possibile, a meno che il progetto non richieda uno specifico processo di post-trattamento.

Revisione dell'ambiente di corrosione

420 fornisce una moderata resistenza alla corrosione, ma non dovrebbe essere selezionato principalmente per servizi con corrosione grave.

I fattori importanti includono:

• Concentrazione di cloruro

• Esposizione all'umidità

• Temperatura operativa

• Finitura superficiale

• Geometria della fessura

• Depositi

• Prodotti chimici per la pulizia

• Condizione di trattamento termico

Laddove la resistenza alla corrosione prevale nell'applicazione, un altro grado potrebbe essere più appropriato.

Le alternative tipiche includono:

Migliore resistenza generale alla corrosione → 304

Maggiore resistenza al cloruro → 316L

Elevata resistenza + migliore resistenza al cloruro → 2205 Duplex

Servizio grave del cloruro → 2507 Super Duplex

Revisione delle specifiche

Per i progetti controllati, i requisiti di materiale e produzione possono essere esaminati insieme a:

• 420/UNS S42000

• Specifica ASTM/EN applicabile

• Forma del prodotto

• Dimensioni del materiale

• Condizione di partenza

• Requisito di durezza finale

• Requisito del trattamento termico

• Indennità di macinazione

• Finitura superficiale

• Requisiti di certificazione

• Tracciabilità del calore/lotto

• Documentazione sui trattamenti termici

Il disegno tecnico e le specifiche di acquisto dovrebbero avere la precedenza sui dati generali di riferimento del sito web.

Qualità dei materiali e tracciabilità per l'acciaio inossidabile 420

Per i componenti 420 trattati termicamente, potrebbe essere necessario controllare sia l'identità del materiale che la condizione finale del trattamento termico.

Verifica del grado del materiale

Il materiale specificato può essere verificato rispetto ai requisiti di disegno e acquisto prima della produzione.

L'identificazione tipica può includere:

420/UNS S42000

Laddove venga specificata una EN o un'altra designazione internazionale, dovrebbero essere confermate anche le effettive specifiche chimiche e del prodotto invece di basarsi solo su una conversione del grado nominale.

Condizione del materiale iniziale

Le condizioni del materiale in entrata possono influenzare sia la lavorazione che la risposta al trattamento termico finale.

Le condizioni iniziali tipiche possono includere:

• Ricotto

• Ricotto dolce

• Finito a freddo

• Terra

• Altre condizioni di fornitura specificate

Per componenti ad alta lavorazione, il materiale ricotto è generalmente la condizione iniziale preferita.

Rapporti di prova del mulino

È possibile fornire rapporti sui test di produzione per materiali e progetti applicabili in cui è richiesta la certificazione dei materiali.

A seconda della fonte del materiale e delle specifiche, una MTR può includere:

• Grado del materiale

• Numero di calore

• Composizione chimica

• Proprietà meccaniche

• Specifiche del prodotto

• Stato materiale

• Dimensioni del prodotto

Certificazione Trattamenti Termici

Laddove la durezza finale dipenda dal trattamento termico controllato, potrebbero essere richieste registrazioni del trattamento termico.

A seconda del progetto, la documentazione può includere:

• Processo di trattamento termico

• Temperatura di austenizzazione

• Metodo di spegnimento

• Temperatura di rinvenimento

• Tempo di attesa

• Identificazione del forno o del lotto

• Data del trattamento

• Risultati finali della durezza

La documentazione richiesta deve essere concordata prima della produzione.

Verifica della durezza

Il test di durezza può essere utilizzato per verificare la condizione finale del trattamento termico.

A seconda del disegno o del piano di ispezione, la verifica può specificare:

• Scala di durezza

• Intervallo di durezza richiesto

• Luogo di prova

• Numero di punti di prova

• Criteri di accettazione

Per i componenti soggetti ad usura di precisione, la durezza finale dovrebbe essere valutata insieme ai requisiti dimensionali e superficiali.

Tracciabilità del calore e del lotto

Le informazioni su calore, lotto o batch possono essere conservate laddove si applicano requisiti di tracciabilità.

Ciò può essere particolarmente rilevante per:

• Componenti di precisione trattati termicamente

• Componenti di valvole e pompe

• Parti resistenti all'usura

• Ripetere la produzione

• Specifiche dei materiali controllati

• Fonti di materiali approvate dal cliente

Ispezione del materiale in entrata

Il materiale 420 in entrata può essere controllato per:

• Identificazione del materiale

• Forma del prodotto

• Dimensioni

• Condizioni superficiali

• Difetti visibili

• Documentazione materiale

• Condizione iniziale dove specificata

Per i componenti sottoposti a trattamento termico di precisione, la condizione del materiale iniziale deve essere confermata prima che la sequenza di produzione sia finalizzata.

PMI e verifica aggiuntiva dei materiali

Laddove sia richiesta un'ulteriore verifica della lega, è possibile prendere in considerazione l'identificazione positiva del materiale o un altro metodo concordato di verifica del materiale.

Il metodo, i criteri di accettazione e la documentazione dovrebbero essere concordati prima della produzione.

Importante:
il PMI può aiutare a verificare la chimica della lega ma non conferma la durezza finale, le condizioni di rinvenimento o le prestazioni meccaniche complete.

Controllo dimensionale finale

Poiché il 420 viene normalmente sottoposto a tempra e rinvenimento, è necessario considerare la distorsione del trattamento termico per i componenti con tolleranza stretta.

L'ispezione finale può includere:

• Dimensioni critiche

• Diametri dell'albero

• Planarità

• Rettilineità

• Rotondità

• Concentricità

• Caratteristiche del filo

• Superfici rettificate

Ove richiesto, è possibile eseguire la rettifica finale prima dell'accettazione dimensionale.

Supporto alla documentazione

A seconda dei requisiti del progetto, la documentazione di supporto può includere:

Certificato materiale / MTR / CoC / Certificato di trattamento termico / Rapporto sulla durezza / Registri di calore o lotto / Registri di ispezione in entrata / Rapporti di ispezione dimensionale / Ulteriore documentazione di qualità concordata

Nota su qualità e tracciabilità

Per i componenti in acciaio inossidabile 420, potrebbe essere necessario trattare la certificazione del materiale e la verifica del trattamento termico come controlli separati.

Il certificato del materiale identifica la lega fornita.

I registri del trattamento termico e della durezza verificano il processo utilizzato per sviluppare la condizione meccanica finale.

Se un progetto richiede uno specifico intervallo di durezza, un certificato di trattamento termico, uno standard di materiale o la tracciabilità del numero di calore, tali requisiti dovrebbero essere identificati durante il preventivo.

Riferimenti tecnici

Le informazioni tecniche presenti in questa pagina sono destinate a riferimento tecnico e alla selezione preliminare dei materiali.

I requisiti relativi al materiale finale, al trattamento termico e alle proprietà meccaniche devono essere verificati rispetto alle specifiche di prodotto applicabili.

ASTM Internazionale

ASTM A276 / A276M
Barre e profilati in acciaio inossidabile.

Rilevante per molti componenti da 420 barre utilizzati per la lavorazione CNC.

ASTM A479 / A479M
Barre e forme in acciaio inossidabile per applicazioni su caldaie e recipienti a pressione in cui sono specificati il ​​grado e i requisiti applicabili.

ASTM A240 / A240M
Piastre, fogli e nastri di acciaio inossidabile in cui il prodotto piatto Tipo 420 richiesto è coperto dalle specifiche applicabili.

Standard europei

I relativi acciai inossidabili martensitici possono essere specificati nelle norme di prodotto EN 10088 applicabili.

Poiché i gradi di tipo 420 possono variare nel contenuto di carbonio, è necessario verificare l'esatta designazione EN anziché presumere che si tratti di una conversione diretta uno a uno.

Designazioni dei materiali

Tipo AISI/ASTM: 420

UN: S42000

Grado comparabile EN comune: 1.4021*

Designazione EN comune: X20Cr13*

Famiglia JIS: SUS 420J1 / SUS 420J2*

*Le designazioni internazionali possono differire in termini di gamma di carbonio e requisiti delle specifiche. Confermare l'effettiva equivalenza prima dell'acquisto controllato.

Riferimenti tecnici aggiuntivi

Le informazioni sui materiali e sui trattamenti termici possono essere esaminate anche rispetto ai dati tecnici pubblicati da:

• ASTM Internazionale

• Associazione britannica dell'acciaio inossidabile

• Mondo inossidabile

• Principali produttori di acciaio inossidabile

• Specifiche di trattamento termico applicabili

• Standard del cliente o del settore

Nota tecnica

I dati generali del sito Web non devono sostituire la valutazione ingegneristica specifica dell'applicazione laddove i requisiti di durezza, usura, fatica, frattura, corrosione o sicurezza sono fondamentali.