Acer inoxidable SUS420: alta duresa per a aplicacions d'eines

Què és l'acer inoxidable SUS420?

SUS420 és un acer inoxidable martensític especificat a JIS G4303 per a barres i JIS G4304 per a plaques i làmines. La designació cobreix SUS420J1 amb un 0,16-0,25% de carboni i SUS420J2 amb un 0,26-0,40% de carboni, tots dos contenen un 12,00-14,00% de crom. Com que els graus martensítics s'endureixen mitjançant l'extinció, SUS420J2 en particular pot assolir valors de duresa d'uns 50-52 HRC i superiors després d'un tractament tèrmic correcte, cosa que el converteix en un material estàndard per a eines de tall, ganivets, motlles i peces de desgast.

Composició química segons JIS G4303/G4304

La taula següent ofereix els límits de composició estàndard per a SUS420J1 i SUS420J2. Els valors són percentatges màxims tret que es mostri un interval.

Grau	C	Si	Mn	P	S	Cr
SUS420J1	0.16-0.25	1.00	1.00	0.040	0.030	12.00-14.00
SUS420J2	0.26-0.40	1.00	1.00	0.040	0.030	12.00-14.00

Les designacions equivalents inclouen AISI 420, EN 1.4028 (X30Cr13) per a la variant de carboni més alt-, i la família de graus xinesos 3Cr13/4Cr13.

Tractament tèrmic i duresa

L'enduriment consisteix a austenitzar a una temperatura aproximada de 950-1030 C seguida d'un apagat amb oli o aire, i després temperat. S'utilitza un tremp en el rang de 150-370 C per obtenir una alta duresa amb una duresa útil, donant valors típics d'uns 50-52 HRC per a SUS420J2. Normalment s'evita el tremp entre uns 425 i 600 C perquè provoca una forta caiguda de la resistència a l'impacte. Quan es requereix una duresa més alta, s'aplica un tremp a 600-750 C a costa de la duresa. En la condició totalment recuit, l'acer és tou i fàcil de mecanitzar, normalment per sota d'uns 223 HBW.

Mecanitzat i acabat

El mecanitzat, el trepat i el conformat es realitzen millor en estat recuit. Després de l'enduriment, la mòlta és l'operació d'acabat habitual. Si es necessita un grau martensític de mecanitzat lliure-, es pot considerar una variant-afegida de sofre com una alternativa per al mecanitzat de gran-volum.

Propietats clau per a eines

Duresa alta: uns 50-55 HRC després de l'enduriment i el tremp a baixa temperatura, proporcionant una excel·lent resistència al desgast i retenció de vora.

Resistència a la corrosió moderada: suficient per a molts ambients interiors, secs i lleugerament corrosius, i millorada notablement amb poliment o poliment.

Magnètica: l'estructura martensítica és ferromagnètica, la qual cosa és útil per a instal·lacions i manipulació magnètica.

Bona estabilitat dimensional quan es tempera correctament després de l'enduriment.

Eines comuns i aplicacions industrials

SUS420 s'utilitza per a coberts i ganivets, instruments quirúrgics i dentals, insercions i nuclis de motlles d'injecció, fulles de cisalla i tisores, eixos, casquilles, peces de vàlvules i components de desgast general. La combinació de duresa i resistència a l'òxid també s'adapta a les eines de motlle en entorns de producció humits i a components de bombes i vàlvules on n'hi ha prou amb una resistència moderada a la corrosió.

Preguntes freqüents

P1: Quina duresa pot arribar a SUS420J2?

A1: Després de l'enduriment i el tremp a baixa-temperatura, el SUS420J2 sol arribar a uns 50-52 HRC i pot superar els 50 HRC en tractaments òptims, depenent de la mida de la secció i de la temperatura de temperat.

P2: Per què s'evita el tremp entre 425 i 600 C?

A2: El tremp en aquest rang produeix una caiguda pronunciada de la resistència a l'impacte, que pot provocar una fallada trencadissa en el servei. Es prefereix un temperat a baixa-temperatura a 150-370 ºC o un temperat a alta temperatura per sobre d'uns 600 ºC.

P3: SUS420 és magnètic?

A3: Sí. Com a grau martensític, SUS420 és ferromagnètic en totes les condicions.

P4: Quina diferència hi ha entre SUS420J1 i SUS420J2?

A4: El contingut de carboni: SUS420J1 conté 0,16-0,25% de carboni, mentre que SUS420J2 conté 0,26-0,40%. El carboni més alt de J2 permet una major duresa després de l'extinció.

P5: Es pot soldar SUS420?

A5: La soldabilitat és limitada perquè l'estructura martensítica s'endureix al refredar-se per les temperatures de soldadura. Quan la soldadura és inevitable, cal un preescalfament i un tractament tèrmic immediat post-soldadura per evitar l'esquerdament.

P6: Quins són els graus equivalents de SUS420J2?

A6: L'acer correspon aproximadament a AISI 420, EN 1.4028 (X30Cr13) i a la família de graus xinesos 3Cr13/4Cr13, depenent del nivell exacte de carboni.