有许多合金在冶金界备受推崇。其中之一是420不锈钢，其成分坚固，性能卓越。由于其在各种高级应用中的重要性，这种材料在现代工程时代脱颖而出。随着我们深入研究，可以发现这种材料的许多品质，这些品质以其可靠性和耐用性而闻名。
碳和铬是 420 不锈钢的主要组成元素，使其具有象征着强度和耐用性的特性。此外，无论是在航空航天、医疗还是厨房用具领域，这种材料在各种应用中的使用证明了它的基础性。除此之外，当这种材料经过热处理后，它为工程师在众多需要高强度和精度的产品中进行测试打开了大门。不要忘记，这种钢具有出色的机械加工性，可以满足复杂几何形状应用的标准。因此，无论您的职业如何，如果您有兴趣了解这种材料的基础知识和神奇之处，本文肯定会揭示 420 不锈钢领先材料在冶金领域推进创新的所有无限可能性。
图 1：420 不锈钢零件
什么是420不锈钢？
它是属于400系列不锈钢的一种钢，其成分中以碳为主要构成元素。 UNS S42000是420不锈钢的别称，是410不锈钢的高C版本。作为一种马氏体不锈钢，它具有良好的强度和硬度等良好的性能。
欲了解更多信息：
420不锈钢有多好？
由于其马氏体性质，它提供了良好的强度和硬度。其次，由于其成分中含有铬（类似于 410），这种材料以其增强的耐腐蚀性而闻名。其独特性能之一是，当这种材料完全硬化时，它具有卓越的拉伸强度和硬度，远远优于其他等级的不锈钢，使其成为需要此类性能的各种工业工具的绝佳选择。
420不锈钢有磁性吗？
是的，这种不锈钢本质上是有磁性的。与其他类型的钢相比，这种材料在退火和硬化条件下均表现出合理的磁性能，但在油淬时难以磁化。而且，显微组织（成分影响）对420不锈钢的磁行为有很大影响。
420不锈钢的不同形式
片材和板材：有各种厚度和宽度的平轧产品。
卷材：连续带材缠绕成卷材
棒材：圆形、方形、六角形和扁形。
线材：有不同直径和等级可供选择。
管材：空心圆柱形产品。
锻件：通过施加压力和热量将金属塑造成所需形状而形成。
粉末：粉末冶金中的用途
应用和用途
420 不锈钢因其基本特性而在众多行业中得到广泛应用。下表说明了应用程序及其用途：
表 1：应用和用途
应用
使用
420不锈钢图片
餐具和厨具
菜刀、剪刀、餐具
手术器械
镊子、手术刀和手术剪刀
工业刀片和切削工具
用于各种制造工艺。
航空航天零部件
飞机轴承、齿轮、阀门部件
泵和阀门组件
用于流体处理系统的泵轴、阀杆和其他部件
汽车部件
排气系统、悬架部件和装饰部件
枪械和国防
枪管、机匣和枪身
石油和天然气设备
阀门、泵和管道
使用420的行业和产品：
以下是一些广泛使用420不锈钢的行业和产品：
图2：420不锈钢工业用途
化学成分：
表2：420不锈钢的化学成分
元素
百分比构成
C
0.15到0.40
Cr
12.0到14.0
Mn
比1.0少
Si
比1.0少
P
比0.04少
S
比0.03少
Fe
均衡
物理性能
表3：420不锈钢的物理性能
特性
价值
密度g /cm³
7.74
熔点°C
1480到1530
导热系数（W/m·K）
24.9
比热容(J/kg·K)
460
电阻率 (nΩ·m)
550
磁性
铁磁
弹性模量（GPa）
200
泊松比
0.27
硬度（洛氏 C）HRC
50-55
机械性能
表4：420不锈钢的机械性能
特性
价值
拉伸强度（MPa）
655到795
屈服强度 (MPa)
415到690
伸长率
15 - 25％
弹性模量（GPa）
190至210
泊松比
0.27
硬度（洛氏 C）HRC
50到55
制造工艺
以下是 420 不锈钢制造过程中涉及的主要步骤的简要说明：
图3：420不锈钢的制造步骤
420不锈钢的热性能
表 5：420 不锈钢的热性能
热性能
价值
熔点 (°C)
1480至1530
比热容(J/kg·K)
460
导热系数（W/m·K）
24.9
热膨胀（μm/m·K）
10.4
如何热处理 420 不锈钢
热处理后的 420 不锈钢具有很大的价值，因为根据应用用途，该工艺可带来各种增强的性能。以下是该材料的不同热处理工艺：
退火
将420不锈钢加热到800-900℃左右，并保证足够的均热时间，均匀加热，然后在炉内缓慢冷却。
该工艺可消除内应力并提高可加工性。
淬火
420 SS 被加热到奥氏体化温度，通常在 950-1050°C 之间，然后在合适的介质（即油或水中）中快速冷却，从而导致马氏体转变。
它导致硬而脆的结构。
回火
淬火 420 SS 钢回火至较低温度，通常在 150-400°C 之间，以消除内应力，从而提高韧性和延展性。
回火包括重新加热钢并根据所需的机械性能将其在该温度下保持特定时间。
加工 420 不锈钢
机械加工是制造或开发行业中特定部件的重要组成部分。同样，当加工 420 不锈钢部件时，通常包括切割成型和钻孔等多项操作，其中精度和准确度是主要因素。
加工 420 级不锈钢时需要考虑几个重要因素。下面列出了其中一些因素：
工具选择： 通常使用硬质合金和高速钢刀具来加工 420 SS。
切削速度和进给量： 根据需要完成的操作，必须根据试样（工件）的几何形状确定优化的切削速度和进给率。
冷却剂： 用于润滑目的，提高刀具寿命和平稳加工。
芯片控制： 通过选择适当的操作参数来防止切屑形成，从而防止表面光洁度不良。
表面光洁度：对加工工件的切削参数影响很大。
刀具磨损监测： 为了保持尺寸和性能精度，监测刀具磨损起着关键作用，并在出现严重损坏之前及时更换损坏的刀具。
安全须知： 加工 420 不锈钢时必须遵守所有强制性安全协议，以避免因接触热量或金属碎片而发生事故。
钣金加工
钣金制造是一种包括对特定材料的薄片进行成型和成形的过程。该过程由几个步骤组成，具体取决于该材料的要求和所需性能[16]。以下是此过程中涉及的强制性步骤：
图 4：钣金制造步骤
完成钣金制造过程中涉及的所有上述步骤可确保 420 不锈钢在不同应用（即汽车、医疗、航空航天和许多其他工业应用）中获得优质产品。
表面处理
表面精加工是制造特定 420 不锈钢产品时所需的一个主要步骤，因为它在增强部件的整体美观性方面发挥着重要作用，并且还提高了该特定部件的整体性能。除了研磨和抛光之外，还使用许多方法。以下是 420 SS 表面精加工最常用的一种：
钝化： 去除不锈钢表面的游离铁和其他污染物，形成钝化氧化层，增强耐腐蚀性
电解抛光： 去除不锈钢零件的表面材料，获得光滑、闪亮的表面，并提高耐腐蚀性。
电镀和涂层： 与一层另一种金属或保护材料可以增强耐腐蚀性，提高表面硬度，并提供装饰或功能特性
质量和标准合规性
必须遵守某些标准和认证，特别是 420 级不锈钢手术器械和刀片。这些标准如下：
图5：手术器械和刀片的质量标准和认证
ISO 7153-1:2016，手术器械 - 材料
ISO 13485:2016，医疗器械 - 质量管理体系
ISO 7740:1985，手术器械
ISO 17664:2017，保健品加工
ISO 14971:2007，医疗器械 - 风险管理在医疗器械中的应用
欧盟医疗器械指令 93/42/ECC，I 类
遵守上述标准至关重要，尤其对于刀片和手术器械等产品来说，因为这些标准无论是质量、性能还是安全性都符合要求的标准。
与其他不锈钢的比较
420不锈钢与304不锈钢
表 5：420 不锈钢与 304 不锈钢
特性
420不锈钢
304不锈钢
组成成分
0.15% C、12-14% Cr、少量 Mn、Si，有时还有 Mo 或 Ni。
0.08% C、18-20% Cr，以及不同含量的 Ni、Mn，有时还有 Mo。
耐腐蚀性
中
优
硬度
通常更坚硬、更耐用
更柔和
应用
刀片、手术器械和机械零件
食品加工、化学加工、制药
磁性能参数
磁
退火状态下无磁性
成本
不会那么贵
更贵
316 与 420 不锈钢
表 6：316 与 420 不锈钢
特性
316不锈钢
420不锈钢
组成成分
16-18% Cr、10-14% Ni、2-3% Mo 和少量其他元素，如 C、Mn、Si 和 S。
0.15% C、12-14% Cr、少量 Mn、Si，有时还有 Mo 或 Ni。
耐腐蚀性
优
中
硬度
降低。
更坚硬、更耐用
应用
海洋应用、化学加工、制药、
刀片、手术器械和机械零件。
磁性能参数
无磁性，
磁
成本
更贵
不会那么贵
440钢与420钢
表 7：440 与 420 钢
特性
440不锈钢
420不锈钢
组成成分
0.95-1.20% C、16-18% Cr、0.75% Mo 和少量 Mn、Si、P 和 S。
0.15% C、12-14% Cr、少量 Mn、Si，有时还有 Mo 或 Ni。
耐腐蚀性
减
中
硬度
更多
减
应用
轴承
刀片、手术器械和机械零件。
磁性能参数
440不锈钢由于其马氏体结构而具有磁性。
磁
成本
更贵
不会那么贵
3cr13不锈钢与420不锈钢对比
表 8：3cr13 不锈钢与 420
特性
3Cr13不锈钢
420不锈钢
组成成分
含有铬 (12-14%)、碳 (0.3%) 以及一些锰、硅、磷
0.15% C、12-14% Cr、少量 Mn、Si，有时还有 Mo 或 Ni。
耐腐蚀性
中
中
强度
强度适中
更高的强度
硬度
各不相同，通常约为 55 HRC
各不相同，通常约为 50-55 HRC
可加工性
良好的可加工性
良好的可加工性
焊接性
良好的焊接性
焊接性一般至良好
应用
刀、剪刀、
工业刀片、切削工具
420 与其他 400 系列等级表
表 9：420 与其他 400 系列等级表
特性
420 SS
410 SS
430 SS
440C 不锈钢
C （％）
0.15-0.40
0.08-0.15
0.12
0.95-1.20
铬（%）
12-14
11.5-13.5
16-18
16-18
硬度（洛氏 C）
50-55 HRC
40-50 HRC
20-30 HRC
58-62 HRC
耐腐蚀性
中
中
中
固德
强度
更高
中
中
高
磁性
是
是
是
是
应用
刀、剪刀、
汽车部件，
厨具，
高性能
手术器械
工业设备、
水槽、电器
刀具、轴承、
420不锈钢的优点和缺点
以下是420不锈钢的优缺点：
优点和局限性
图 5：420 不锈钢的优点和局限性
CNC 加工不锈钢的最佳实践
420 不锈钢 CNC 加工服务提供主要基于精度和准确度的开发和制造解决方案。除了提供公差和灵活性之外，它还提供定制各种原型，无论 420 SS 的生产是小规模还是大规模，以满足客户的要求。除此之外，它还提供具有成本效益的解决方案和尺寸精度，确保为众多工业应用提供高质量的组件。
总结
420 不锈钢融合了不同要求的特性，如良好的硬度、加工能力以及中等的耐腐蚀性，证明了其在高要求材料中的多功能性，尤其是不同工业部门和航空航天部件。其次，成本低廉，这吸引了买家以更便宜的价格保持耐用性和性能。但在考虑将这种材料用于任何应用时，最好同时考虑优点和局限性。总体而言，420 不锈钢的大量使用证明了其在现代工程领域的可靠性和可持续性。
常见问题
420不锈钢相当于什么？
X20Cr13 (1.4021)、X30Cr13 (1.4028) 和日本牌号 SUS420J2 被认为大致相当于 420 不锈钢。
420不锈钢刀具
高硬度、良好的耐腐蚀性、可加工性以及经济性和性能等特性促进了其在刀具中的使用。
420钢不防锈吗？
440C 不锈钢具有中等防锈能力，但仅适用于温和环境，为了长时间保持该防锈水平，应考虑定期保存和储存技术。除了这些条件之外，它还可能会生锈，尤其是在恶劣的环境条件下。