همه چیز راجع به ورق استیل ۴۲۰

معرفی

فولاد ضد زنگ گرید 420 (ورق استیل ۴۲۰) فولادی با کربن بالا و حاوی حداقل 12 درصد کروم است. مانند هر فولاد ضد زنگ دیگر، درجه 420 نیز می تواند از طریق عملیات حرارتی سخت شود. این ورق فولاد در حالت آنیل شده، انعطاف پذیری خوبی را ارائه می دهد و هنگامی که فلز صیقل داده می شود، یا سخت می شود، مقاومت در برابر خوردگی عالی از خود نشان می دهد. این گرید دارای بالاترین سختی – HRC50 – در بین تمام گریدهای فولاد ضد زنگ با میزان 12% کروم است.

گرید های مشابه

گریدهای فولاد ضد‌زنگ که مشابه فولادهای زنگ نزن درجه 420 هستند، شامل فولادهای مارتنزیتی مانند سایر نسخه‌های گرید 420 با ترکیب وانادیوم، گوگرد و مولیبدن می باشد. درجه غیر استاندارد 420C حاوی کربن است که کمی بیشتر از گرید 420 است.

فولاد های مارتنزیتی

فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی آنهایی هستند که دارای سختی بالا و حاوی میزان کربن بالاتر هستند. این فولادها عموماً با استفاده از روش هایی ساخته می شوند که نیاز به عملیات سخت شدن و تلطیف دارند. شرایط عملیاتی فولادهای مارتنزیتی تحت تأثیر، از دست دادن استحکام، در دماهای بالا و کاهش شکل پذیری است.

خواص استیل ۴۲۰

ورق استیل 420 یک فولاد ضد زنگ مارتنزیتی سخت‌شدنی است که نسخه اصلاح‌شده‌ای از استیل 410 است. این آلیاژ مانند استیل 410،  در ساختار خودحداقل 12 درصد کروم دارد که برای ایجاد خاصیت مقاومت در برابر خوردگی کافی می‌باشد. آلیاژ 420 دارای محتوای کربن بالاتری نسبت به آلیاژ 410 است که برای بهینه سازی ویژگی های استحکام و سختی آن طراحی شده است. استیل ۴۲۰ در شرایط آنیل شده، شکل پذیری خوبی دارد، و می تواند تا حداقل سختی راکول 50 HRC، یعنی بالاترین سختی گریدهای دارای کروم 12 درصد، سخت شود. ورق استیل 420 به دلیل خاصیت سخت شدن، معمولا جوش داده نمی شود، اگرچه این امرامکان پذیر است. فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی برای سختی بالا طراحی شده اند،‌به سبب همین نوع طراحی اغلب اوقات سایرخواص کمرنگ می شوند یا حتی ازبین می روند.

در فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی میزان مقاومت در برابر خوردگی کمتر از گرید‌های آستنیتی است و محدوده عملکرد مفید آنها به دلیل از دست دادن شکل‌پذیری آنها در دماهای زیر صفر و از دست دادن استحکام در اثر حرارت بیش از حد در دماهای بالا، محدود می‌شود. در این آلیاژ بهترین مقاومت در برابر خوردگی آن زمانی حاصل می شود که فلز سخت شده و سطح آن صاف و صیقلی شود.

کاربرد های ورق استیل ۴۲۰:

آلیاژ 420 برای کاربردهای مختلفی استفاده می شود که در آن‌ها مقاومت در برابرخوردگی خوب و سختی فوق العاده لازم است. معمولاً در دماهای بیش از 427 درجه سانتیگراد به دلیل سخت شدن سریع و از دست دادن مقاومت در برابر خوردگی بکاربرده نمی شود. نمونه هایی از کاربردهای آلیاژ 420 عبارتند از:

کارد و چنگال

تیغه های چاقو

وسایل جراحی

دریچه های سوزنی

تیغه های برشی

قیچی

ابزار دست

استانداردهای متداول ورق استیل ۴۲۰:

ASTM/ASME: UNS S42000

EURONORM: FeMi35Cr20Cu4Mo2

DIN: 2.4660

قابلیت ماشینکاری

آلیاژ ۴۲۰ از لحاظ قبلیت ماشینکاری مشابه ماشینکاری برخی از فولاد‌های ابزار با کربن بالا می باشد.

جوشکاری

ورق استیل ۴۲۰ به دلیل ویژگی سخت شدن درهوا معمولاً جوش داده نمی شود.

جوشکاری ممکن است پس از پیش‌گرمایش تا دمای 300-400 درجه فارنهایت انجام شود همچنین  پس از جوشکاری در این دما به مدت 2 ساعت کار گرم توصیه می شود یعنی دما را به آرامی تا 1400 و سپس به 2000-2200 درجه فارنهایت برسانید.

برای جلوگیری از ترک خوردن، پس از انجام فرآیند در کوره، کوره را به آرامی خنک کنید. البته لازم به ذکر است گرم کردن مجدد برای حفظ دمای کار بالای 1600 فارنهایت ضروری است.

عملیات تشکیل رادیکال منجر به ترک خوردن می شود.

آنیل کردن آلیاژ ۴۲۰ باید در دمای بین 1550-1650 فارنهایت (843-900 درجه سانتیگراد)

انجام شود و سپس اجازه دهید خنک شدن کوره آهسته انجام شود.

ترکیبات شیمیایی استیل ۴۲۰

کربن: 0.30-0.40

منگنز: حداکثر 1.00

سیلیکون: حداکثر 1.00

Chromium: 12.00-14.00

نیکل: حداکثر 0.50

مولیبدن: حداکثر 0.50

فسفر: حداکثر 0.040

گوگرد: حداکثر 0.030

مس: حداکثر 0.50

آلومینیوم: حداکثر 0.15

قلع: حداکثر 0.050

آهن: متعادل

عملیات حرارتی

برای نشان دادن بالاترین سطح سختی ممکن، استیل و یا هر محصول فولاد ضد زنگ 420 باید تحت عملیات حرارتی قرار گیرد. عملیات حرارتی فولاد ضد زنگ 420 معمولاً با بازپخت شروع می شود و با سخت شدن ادامه می یابد.

بازپخت در عملیات حرارتی

بازپخت فرآیندی است، شامل حرارت دادن فولاد بین 840 درجه سانتیگراد تا 900 درجه سانتیگراد و سپس اجازه دادن به خنک شدن آهسته در کوره تا حدود 600 درجه سانتیگراد و در نهایت اجازه دادن به فلز برای خنک شدن در هوا است.

در این حالت، فولاد ضد زنگ دارای شکل پذیری عالی است و می تواند به اشکال مختلف دستکاری شود. در طول سخت شدن، فولاد ضد زنگ 420 تا دمایی بین 980 درجه سانتیگراد تا 1035 درجه سانتیگراد گرم می شود و بلافاصله پس از آن در هوا یا روغن خاموش می شود، که هر دو آنها فرآیندهای خنک کننده سریع هستند. ممکن است هر یک از روش های کوئنچ انتخاب شود، اما برای مقاطع فلزات سنگین، کوئنچ با روغن موثرتر است. پس از خاموش کردن، برای دستیابی به خواص مکانیکی خوب و افزایش سختی، عموما فولاد را معتدل می کنند یا آن را تا زیر دمای بحرانی پایین تر می آورند.

در این حالت دمای فولاد را بین 150 تا 350 درجه سانتی گراد پایین می آورند.

سایر روش هایی مرتبط با عملیات حرارتی

سایر روش هایی که معمولاً روی فولاد ضد زنگ 420 انجام می شود شامل جوشکاری و ماشینکاری است. فرآیند جوشکاری یک انتخاب ایده آل برای کسانی است که مایل به ایجاد اتصالات قوی هستند. توجه داشته باشید که این فلز در حین بازپخت به راحتی ماشین کاری می شود، اما زمانی که به سختی بالاتر از 30 HRC می رسد، مشکلات بسیاری در این زمینه ایجاد می کند.

هنگامی که فولاد ضد زنگ 420 تحت عملیات حرارتی قرار گرفت، مقاومت خوبی در برابر خوردگی ناشی از اسیدهای ملایم، آب شیرین، هوا و مواد غذایی از خود نشان می‌دهد و به خوبی به کاربردهای ذکر شده در بالا کمک می‌کند. برای حفظ سلامت و خواص مثبت فولاد ضد زنگ 420، باید دستورالعمل های نگهداری و مراقبت خاصی دنبال شود. اگر این دستورالعمل‌ها اجرا نشوند، ممکن است فولاد در معرض تغییر رنگ، زنگ زدگی یا تأثیر مواد به شدت خورنده قرار گیرد. این امر به ویژه در محیط هایی، مانند استخرهای شنای سرپوشیده یا خدمات نگهداری که از مواد شیمیایی  استفاده می کنند، صادق است.

در محیط کارگاهی، برای جلوگیری از آلودگی توسط فولاد کربن یا آهن آزاد، که اغلب منجر به خوردگی سریع شده و موضعی می شود، از تمیز کردن ابزار بین فرآیندها استفاده کنید. نقاط متداول که در آن آلودگی رخ می دهد عبارتند از: روی قفسه های ذخیره سازی فولادی، ابزارهای مورد استفاده با فلزات دیگر، روی تسمه های تکمیلی، روی چرخ های سنگ زنی، برس های سیمی،  سنگ زنی یا جرقه های جوشکاری، و در مجاورت فولاد کربنی.

تمیز کاری ورق استیل ۴۲۰

فولاد ضد زنگ 420 را با شستن آن با آب گرم و صابون یا مواد شوینده ملایم تمیز نگه دارید و سپس آن را با آب سرد بشویید. برای تقویت سطح، آن را خشک کنید. با کمی مراقبت و تمیز کردن، قطعات و محصولات فولادی ضد زنگ 420 می تواند سال ها دوام بیاورد. آنها ارزش سرمایه گذاری را دارند

مقاومت در برابر خوردگی

در شرایط سخت شده، فولادهای گرید420 در برابر آب شیرین، مواد قلیایی، هوا، غذاها و اسیدهای ملایم مقاوم هستند. خواص مقاومت در برابر خوردگی درجه 420 در شرایط آنیل شده کاهش می یابد. مقاومت به خوردگی گرید 420 کمتر از آلیاژهای فریتی گرید 430 با 17 درصد کروم، فولادهای گرید 410 و سایر گریدهای آستنیتی است.

برای مقایسه ورق استیل ۴۲۰ با ورق استیل ۴۳۰ می توانید مقاله ورق استیل ۴۳۰ را بخوانید.

این گرید فولادی در کارد و چنگال مانند چاقوهای حکاکی، چاقوهای رومیزی و غیره کاربرد دارد. فولادهای درجه 420 ، مقاومت خوردگی خوبی در برابر مواد غذایی دارند، اما قرار گرفتن مداوم فلزات در معرض مواد غذایی شسته نشده می تواند منجر به خوردگی حفره ای شود.

مقاومت در برابر حرارت

فولادهای ضد زنگ درجه 420 دارای مقاومت پوسته پوسته شدن تا دمای 650 درجه سانتیگراد هستند. با این حال، دمای بالاتر از دمای استاندارد برای این درجه مناسب نیست.

فرآیند بازپخت

برای بازپخت، فولادهای زنگ نزن درجه 420 را می توان در دمای 840 تا 900 درجه سانتیگراد گرم کرد و به دنبال آن آهسته کوره تا دمای 600 درجه سانتیگراد خنک کرد و سپس خنک شدن با هوا انجام شود.

فرآیند آنیل

گرید 420 را می توان در دمای 735 تا 785 درجه سانتی‌گراد آنیل کرد و سپس با هوا خنک کرد.

فرآیند سخت شدن

این فرآیند شامل گرم کردن فولادهای درجه 420 در دمای 980 تا 1035 درجه سانتیگراد و به دنبال آن خنک کردن با  هوا یا روغن است. کوئنچ روغن معمولاً برای مقاطع فلزات سنگین ترجیح داده می شود. برای دستیابی به سختی بالا و خواص مکانیکی خوب، در دمای 150 تا 370 درجه سانتیگراد انجام می شود. درجه 420 نباید بین 425 تا 600 درجه سانتیگراد گرم شود.

عملیات جوشکاری

پیش‌تر در مورد جوشکاری این مدل ورق استیل توضیح دادیم اما برای درک هرچه بهتر مطلب و ارائه نکات تکمیلی‌تر قسمتی را مجددا به این مطلب اختصاص دادیم.

ورق استیل420 با استفاده از میله های جوشکاری، پوشش داده شده با فلزات درجه 420، برای دستیابی به اتصالات با استحکام بالا، جوش داده می شوند. در طول این فرآیند، فولاد در دمای 150 تا 320 درجه سانتیگراد و پس از حرارت تا 610 تا 760 درجه سانتیگراد گرم می شوند. در شرایط، قطعات با استفاده از میله های پرکننده درجه 309 برای دستیابی به اتصالات انعطاف پذیر جوش داده می شوند. با این حال، الکترودها یا میله های درجه 309 برای جوشکاری فولادهای درجه 420 توسط AS 1554.6 توصیه می شود.

ماشینکاری

فولادهای درجه 420 به راحتی در حالت آنیل ماشین کاری می‌شوند، اما ماشین کاری آنها با سختی بیشتر از 30HRC دشوار است. یکی از آسان‌ترین جایگزین‌های ماشین‌کاری شده، فولاد درجه ۴۱۶ با ماشینکاری آزاد است.

سایر کاربرد‌های ورق استیل ۴۲۰

کاربردهای کلیدی فولادهای ضد زنگ درجه 420 عبارتند از:

تیغه های برشی

دریچه های سوزنی

تجهیزات جراحی

کارد و چنگال

قیمت ورق استیل ۴۲۰

در خصوص قیمت ورق استیل ۴۲۰ باید بدانید که قیمت  ثابت و تعیین شده ای وجود ندارد و این محصول نیز همچون سایر محصولات با توجه به ضخامت، مقدار سفارش، ابعاد و سایر عوامل تعیین می شود همچنین در شرایط کنونی با توجه به وارداتی بودن محصول و همچنین متغیر بودن نرخ ارز که منجر به نوسان قیمت ها می شود نمی توان نرخ ثابتی برای این محصول تعیین کرد لذا نیاز است پیش از اقدام به ثبت سفارش ابتدا از فروشگاه‌های معتبرقیمت را استعلام بگیرید و سپس اقدام به خرید کنید .