Сталь 420: характеристики марки

AISI 420 – мартенситная сталь американского происхождения. Ключевым её достоинством является низкая стоимость. Она активно используется в производстве ножей бюджетного сегмента. Такие режущие инструменты будут иметь невысокую цену, но и не стоит ожидать от них каких-то особых характеристик.

Сталь 420
Нож из стали 420.

Характеристика

Известная многим марка стали AISI 420 – это аустенитно-мартенситный сплав, разработанный американскими технологами. В цифрах и буквах, используемых в названии, зашифрованы основные данные об этом металле:

  • AISI – это аббревиатура «Американский Институт Стали и Сплавов», который как раз и разработал данную систему маркировок;
  • трёхзначное число обозначает принадлежность к сталям, устойчивым к коррозиям, где первая цифра 4 определяет отношение к хромоникелемолибденовым сплавам;
  • 20 – это место металла в специальной таблице.

Сталь марки 420 – это один из самых дешёвых материалов, применяемых в ножевом производстве. Из-за своего специфического химического состава она плохо поддаётся закалке, вследствие чего является довольно мягким материалом и плохо держит заточку. Зато этот металл обладает отличной коррозионной стойкостью и доступной стоимостью, благодаря чему он активно применяется для изготовления практически всех импортных ножей, которые имеются на отечественном рынке.

Сталь марки 420
Сталь марки 420 одна из самых дешёвых.

Патенты на производство AISI 420 имеют большое количество стран. Состав всех производимых сталей одинаков, как и технологический процесс. Но обработку и закалку уже готовых изделий в зависимости от места изготовления проводят по-разному.

Именно 420-ую применяют для выпуска практически всех китайских ножей, из-за чего она и приобрела свою дурную славу.

Обычно в восточном исполнении подобные режущие инструменты имеют довольно низкое качество, а их свойства подходят только для создания кухонных моделей. Всё это не означает, что нужно списывать весь «восток», смешивая их изделия с грязью. Так, в Тайване изготавливают хорошие ножи для подводной охоты, а любое японское изделие будет отвечать самым высоким стандартам.

Качество подобной продукции в европейском исполнении на порядок выше, но всё равно находится в бюджетном сегменте. Нож, выпущенный в Испании, практически такой же мягкий, как и китайский, а вот выпущенный Германией, Австрией и Швейцарией имеет более высокую твёрдость и аккуратное исполнение.

Сталь 420 имеет преимущества
Сталь 420 имеет свои преимущества.

Если говорить об американском качестве, то режущие инструменты из 420-ой, производимые United Cuttrely, – это в основном сувенирные модели, а производимые фирмами Back и SOG – довольно неплохие изделия, имеющие твёрдость 57 HRC, хорошую упругость и небольшой вес.

Данные примеры подтверждают одну простую истину: ключевую роль в создании качественных ножей играет не сам металл, а обработка и закалка конечного изделия, которые и позволяют добиться всех необходимых параметров.

Следует отметить черту, которая характерна для всех клинков из 420-ой серии вне зависимости от места изготовления – все они из-за свойств металла довольно массивные, тяжёлые и несколько неудобные при резе.

К тому же если соберётесь покупать ножи из стали 420, необходимо знать следующее: они далеко не всегда маркируются соответственным образом. В случае если на клинке нет никаких надписей или написано Stainless Steel, Stainless, Rostfrei, Super-steel, Inox, что фактически переводится как «нержавейка», скорее всего, он изготовлен именно из этого сплава.

Как и любой другой материал, сталь 420 имеет свои преимущества, которые будут выгодны при определённых условиях, и недостатки, что непосредственно повлияет на её применение.

Плюсы

Среди положительных свойств следует выделить прекрасную антикоррозионную стойкость – главный плюс, немаловажную роль играет и дешевизна материала. Термообработка проводится с применением азота, что позволяет добиться твёрдости 53 HRC, неплохой гибкости и режущих свойств.

При хорошей криогенной обработке и закалке уже готового изделия можно добиться большей упругости и прочности и довести характеристики до уровня более дорогих сплавов, но стоит учитывать, что это скажется на стоимости. Даже после сложных обработок такой инструмент будет иметь уровень потребительских свойств в пределах бюджетного сегмента.

Минусы

Основной минус этой марки – она с трудом поддаётся закалке, что не позволяет достичь большего показателя твёрдости. В итоге получается довольно мягкий сплав, имеющий низкое содержание углерода. В связи с этим характерной чертой является плохая устойчивость к внешним повреждениям и механическим нагрузкам.

По этой же причине сталь плохо держит заточку: ножи постоянно приходится подтачивать. Но это не мешает зарубежным мастерам работать с металлом и изготавливать изделия, пользующиеся большим спросом. Несколько увеличить срок эксплуатации позволит тщательный и постоянный уход.

Сталь 420
Сталь 420 с трудом поддаётся закалке.

Что влияет на характеристики сплава

Окончательная характеристика любой стали зависит от двух основных параметров:

  • химического состава;
  • термомеханической обработки.

Первое является перечнем различных легирующих элементов, которые позволяют в сумме добиваться параметров, неприсущих отдельно взятой добавке.

Термомеханическая обработка металлов заключается в изменении межатомных расстояний посредством механического воздействия под температурой и закалке, которая непосредственно влияет на прочность и твёрдость стали.

Химический состав

По сути, 420 является базовой маркой хромистых металлов, потому что её состав включает в себя минимальное регламентированное число элементов, влияющих на свойства стали:

  • марганец – 0,8%;
  • углерод – 0,15%;
  • кремний – 0,8%;
  • хром – 0,13-0,17%.
В модифицированных версиях этого сплава применяются и другие добавки, которые необязательны к регламентированию из-за очень низкого допустимого содержания (сотые и тысячные доли).
Клинок
Клинок из стали 420.

Как элементы влияют на структуру

В зависимости от процентной концентрации каждого элемента структура будет видоизменяться, как и её рабочие свойства, которые являются результатом взаимодействия легирующих добавок:

  1. Базовую роль играет кристаллическая решётка, которая в этом случае образована базовым компонентом (Fe – железо) и её изменение в сочетании с определёнными химическими элементами.
  2. Следующий момент – это взаимодействие веществ на уровне молекул: образование новых карбидов и различных второстепенных соединений, а также их месторасположение в кристаллической решётке.
  3. Последнее – это сегрегация, то есть способность атомов изменяться под воздействием высоких температур, образовывая новые связи и тем самым влияя на конечные свойства.

Характеристики любой стали регулируются такими основными параметрами:

  • прочность;
  • пластичность;
  • вязкость;
  • устойчивость к коррозионным воздействиям;
  • электропроводимость;
  • закаливаемость;
  • свариваемость.
AISI 420
Изделия из стали AISI 420 получают мартенситным методом.

Максимальное воздействие на каждый параметр оказывают легирующие компоненты. В основе таких процессов лежит способность кристаллической решётки изменять свою структуру, так, любое её искажение вне зависимости от применяемого вещества приводит к увеличению показателя прочности:

  • углерод – его атомы в два раза меньше атомов железа, за счёт чего они легко помещаются между вторыми, образуя карбиды, что искажает решётку. Чем больше его содержание в составе, тем сталь прочнее, но при этом она становится более хрупкой;
  • хром – при содержании в пределах 13-17% придаёт сплаву стойкость к ржавлению и несколько увеличивает прочность. Объясняется это уникальным свойством образовывать оксидную плёнку на соседних молекулах, которые по размеру равны молекуле хрома. На поверхности такая плёнка создаёт прочный щит, через который не могут проникать атомы кислорода, что исключает коррозию следующих слоёв;
  • кремний – применяется как технологическая добавка для удаления остаточного кислорода при выплавке. Он не образует карбиды, однако сдвигает их в сторону границ зерна, что делает структуру более однородной;
  • марганец – наиболее эффективен при использовании его с кремнием в пропорциях 1:1. В таком случае марганец обеспечивает стабильность легирующего сплава, исключая смещение ядер, благодаря чему получается плотная и однородная кристаллическая решётка.

Термомеханическая обработка

Изделия из стали AISI 420 получают мартенситным методом, который проводится в два этапа:

  1. Сначала получают заготовку, отливая её в приготовленную форму и тщательно регулируя температурный режим. Резкое остывание приводит к негативным последствиям, одно из которых – высокая хрупкость, поэтому кристаллизация должна протекать медленно.
  2. Вторым этапом будет изготовление будущей детали или механизма. Если изделие получается при помощи отлива, то следующим шагом будет механическое воздействие: выточка, очистка, подгон под шаблон.

Деталь можно получить посредством работы с заготовкой – обычным куском стали. В таком случае для будущей закалки необходимо учесть все изменения, связанные с деформированием структуры.

Закалка проходит при довольно невысоких температурах, для мартенситных сталей достаточно нагрева свыше 200 градусов.

Основным моментом в этом процессе является отпуск, то есть выдержка однородной температуры после нагрева. Во время этого протекают реакции, которые формируют конечную структуру сплава. Время выдержки зависит от будущего применения стали.

Листы стали
Листы стали 420.

Применение

420 – коррозионно-стойкая марка стали или, как её часто называют, медицинская или пищевая нержавейка. Это один из тех сплавов, что активно применяется в работе большого количества механизмов, так как используется для изготовления элементов, которые могут работать при температуре до 450 градусов под высокими нагрузками.

Помимо ножевого производства 420-ая интенсивно используется во многих отраслях:

  • изготовление мерительных и режущих инструментов, игл карбюраторов, поршневых стоков, деталей двигателей;
  • производство лопаток и ответственных деталей турбин;
  • выпуск крепежей и износостойких прокладок;
  • выпуск пружин и рессор для автомобилей;
  • производство кухонных принадлежностей.
Кухонный инструмент
Из стали 420 делают кухонные инструменты.

Аналоги

Ближайший аналог стали 420 по своим свойствам и составу является отечественный сплав 65Х15, который на российском рынке имеет не меньшую популярность. Главные их сходства – это практически идентичная характеристика, отличное противостояние коррозионным процессам, рабочие показатели среднего уровня и низкая себестоимость. В остальном имеет некоторые преимущества над 420-ой, которые по достоинству ценятся отечественными мастерами. Среди них:

  • отличная прочность;
  • устойчивость к повреждениям;
  • гибкость.

65Х13 нередко применяется для изготовления медицинского инструмента, но чаще – для ножей разного предназначения: бытовых, охотничьих, кухонных.

Сплав 65Х15
Кухонные ножи их сплава 65х15.

Отзывы

Олег, 29 лет, Павлоград: «Это самая ширпотребная сталь, идёт на сувенирные ножи чисто на предмет «чтобы было», дешёвые дайверские ножи (самый стойкий вариант против коррозии, заточка – Г), дешёвые кухонники».
Игорь, 33 года Мариуполь: «420 – это один шаг от суперсталей НЕРЖ, STAINLESS STEEL и ROSTFREI, известных по боевым тактическим ложкам, замаскированным под ножи. 420, в отличие от них, может даже иметь режущую кромку. Но недолго. Зато её можно точить о камень, не мыть неделями и хранить в пепси-коле без особых для неё последствий».
Артур, 28 лет, Ереван: «У Кершей ножи из 420-ых сталей называются «рабочими». Видимо, это означает, что такой нож стоит недорого, удобен, и редко кому жалко его испоганить, если возникнет такая нужда. В целом – сталь как сталь. Мягонькая довольно (даже царапается от ношения), нержавеющая, стоит копейки. Но лучше её использовать где-то в другом месте, а не на клинке».
Предыдущая
СтальCталь ZDP-189
Следующая
СтальСталь Р12
Евгений Наставнёв
Евгений Наставнёв

Увлекаюсь ножами уже много лет. Собрал внушительную коллекцию клинков. Хочу поделиться своими накопившимися знаниями про самые часто используемые в жизни людей хозяйственно-бытовые инструменты.

Оцените автора
Ваш Нож
Добавить комментарий

  1. Аватар
    штрассе

    “420 это дешевый рабочий инструмент в походе, который легко заточить и не жалко сломать/потерять. При правильном технологическом процессе, вполне хорошая сталь. Часто делают в толщину клинка 5 и даже 6.5мм”

    У меня есть пару ножей. Один уж как лет 7 из 420стали и 440с. Вполне норм как рабочие инструменты за небольшие деньги. Для всего остального есть топор и пила с молотком, которых не заменит ни один супер лимитет едишн нож.

    Ответить