Сталь 420 для ножей: плюсы и минусы, характеристики, аналоги, отзывы

Общая информация

Как известно, одним из главных элементов в составе такой стали выступает углерод. Он содержится по массе в количестве до 2%. Это позволяет получать непревзойденную прочность, а также хорошую износостойкость. При этом, на долгое время сохраняется острая режущая кромка, даже если вы эксплуатируете нож каждый день.

Если заглянуть немного в историю, то можно увидеть, что такая сталь применялась до 20 века. Это обусловлено тем, что она была проста в изготовлении, а также подходила для многих предметов в доме. Но со временем нержавеющая сталь вытеснила углеродистую полностью из производства ножей. Этому существует достойное объяснение, потому что нержавеющая сталь имеет несколько главных преимуществ. Но в любом случае всё же нужно посмотреть на основные достоинства и недостатки, чтобы лучше понимать всю концепцию выбора.

Химический состав

Сталь 420 относится к аустенитно-мартенситным сталям, основные технические характеристики которых зависят от расположения элементов в ее кристаллической решетке. Этот тип сплавов проходит обязательную процедуру закалки, но проходит она довольно сложно.

Эта хромированная сталь с довольно низким содержанием углерода (С) — 0.15%, который непосредственно влияет на прочность готовых клинков и добавляет твердость стали 420. Из преобладающих элементов главными являются хром (Cr) и марганец (Mn), и следующие компоненты:

• Хром присутствует в соотношении 12,0–14.0%. Он улучшает процедуру закалки, увеличивает износоустойчивость и наделяет металл антикоррозийными свойствами, то есть он становится нержавеющим.
• Марганец (0,10%) укрепляет материал и делает его более надежным.
• Среди легирующих компонентов на первом месте находится кремний (1%). Он улучшает показатели износоустойчивости и прочности.
• Содержание фосфора — 0,04%. Он относится к вредным технологическим примесям. Большое количество элемента повышает хрупкость металла, а чем выше содержание углерода, тем ниже качество готового изделия.

В химсоставе присутствует сера, также являющаяся вредным компонентом, снижающим пластичность, устойчивость к коррозии, сопротивляемость истиранию. Компоненты, входящие в состав стали 420, определяют основные свойства и качества стали.

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.

Физические свойства стали AISI 420

Металл имеет следующие физические свойства:

• в зависимости от количества углерода и режима закалки сплав может иметь твёрдость в 50-55HRC;
• предельная прочность варьируется в диапазоне 550-620 МПа;
• от количества углерода зависит относительное удлинение, оно может быть 20-26%;
• модуль Юнга достигает 195 ГПа;
• удельная теплоёмкость равна 450 Дж/кг*К;
• теплопроводность сплава 27,4 Вт/м*К.

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.

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

Плюсы и минусы 420 стали

Сталь 420 для ножей имеет свои плюсы, которые проявляются при определенных условиях, и минусы, непосредственно влияющие на применение клинков.

Среди положительных свойств и ярко выраженных плюсов металла выделяют отличную антикоррозийную устойчивость и невысокую стоимость. При хорошей обработке и закалке они приобретают высокую упругость и тонкость готовых клинков.

Термообработка проводится с применением азота, что дает возможность получать сталь твёрдости 53 HRC хорошей гибкости, что улучшает свойства режущего инструмента.

При этом, по отзывам специалистов, она с трудом поддается закалке, что не позволяет повысить уровень твердости. Если она остается мягкой, это значит, что содержание углерода (С) довольно низкое. В связи с этим характерны и невысокие показатели стойкости к механическим повреждениям.

По этой же причине сталь плохо держит заточку: ножи постоянно приходится подтачивать. Но это не мешает зарубежным мастерам-ножевикам работать с металлом и изготавливать изделия, пользующиеся большим спросом. Продлить срок эксплуатации позволяют регулярная заточка и тщательный уход.

Характеристики

420нс относится к категории High Carbon (в отечественной металлургии такие стали называют высокоуглеродистыми) — это более легированный вариант стандартной мартенситной нержавейки 420. Наличие хрома и высокое содержание углерода позволяет обеспечить кромке стойкость и хорошие режущие свойства. Ножи из этой стали отличаются хорошей коррозионностойкостью и лёгкостью обработки, так что изделия из неё попадают в категорию доступных ножей со средними теххарактеристиками.

До высокого класса ножи недотягивают, поскольку их приходится время от времени затачивать.

Российские аналоги

Марка стали 420 имеет российский аналог – сплав 20Х13, но обычно в эту линейку включают 30Х13, 40Х13, 65Х13.

Последняя в России не менее популярна, чем 420. Главные их сходства – высокая степень противостояния коррозии и небольшая цена. В остальном же 65Х15 имеет свои преимущества, которые ценят российские мастера по изготовлению ножей. Среди явных плюсов: простота и легкость заточки, отличная прочность, устойчивость к повреждениям и гибкость.

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

Сталь 420HC – американский высокоуглеродистый сплав

Известная многим под названием сталь AISI 420 является ничем иным, как американским аналогом аустенитно-мартенситной стали. В Российских ГОСТах эти марки маркируются так: 20Х13, 30Х13, 40Х13. Буквенно-цифровое обозначение AISI 420 определяется стандартом, где:

• AISI — это аббревиатура Американского Института Стали и Сплавов, которым была разработана эта система маркировки;
• Трехзначное число определяет отношение к нержавеющей стали. Первая цифра -4- уточняет принадлежность к хромоникелемолибденовым сплавам;
• Коэффициент 20 определяет местонахождение в таблице.

Где используется сталь 420

Недорогая марка стали применяется для изготовления бюджетных ножей и широко используется водителями, рыбаками, туристами, охотниками. Главное, на что они обращают внимание – великолепная устойчивость к агрессивным средам. Средняя режущая способность изделий в данном случае отходят на второй план. Отзывы свидетельствуют, что технические характеристики стали 420 вполне приемлемы.

Любители побродить по лесам и горам, посидеть с ружьем в ожидании добычи или спуститься к морским обитателям, готовы регулярно править и подтачивать клинки, но быть уверенными, что в воде или влажной среде нож не заржавеет.

Не меньшей популярностью пользуются ножи, изготовленные из стали 65Х13., которая, как и 420, обладает прекрасными антикоррозийными характеристиками. Среди них – разделочные, туристические, а также – пластунские, которые станут отличным подарком коллекционерам. Они представляют настоящее произведение искусства.

Например, пластунский нож Витязь, который можно приобрести в интернет-магазине КавказСувенир али Аскерова, порадует изумительно красивой резьбой, выполненной на мельхиоровом навершии, прочным фиксированным клинком и ножнами из натуральной кожи.

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 420.

Ножи из стали AISI 420

Сталь 420 – это одна из самых популярных сталей, низкого ценового сегмента. Главным ее преимуществом является хорошее противодействие коррозии и относительная простота заточки. Это делает возможным заточить изделие без проблем в походных условиях. У сплава есть свои постоянные покупатели, которым нравятся характеристики металла.

Складной нож Antonini Old Bear

Изделие Old Bear – новая эксклюзивная линия складных ножей от итальянского производителя Antonini. Эта компания на протяжении трех поколений выпускает режущий инструмент в наиболее распространенном промышленном секторе в области Маниаго (Порденоне), историческом центре производства металлообработки со времен Средневековья. Характеристики ножа:

• Длина ножа: 210 мм;
• Длина клинка: 90 мм;
• Длина рукояти: 120 мм;
• Толщина клинка: 1,9 мм;

• Материал клинка: Сталь 420;
• Материал рукояти: Орех, латунь;
• Производитель: Antonini (Италия);
• Вес ножа: 62 грамм.

Эксклюзивная линия складных ножей.

Нож FOX European Hunter

Нож European Hunter выполнен в классическом стиле с рукоятью из наборной кожи, которая обеспечивает отличное сцепление даже в сырую или холодную погоду. Чтобы обеспечить отличные режущие свойства, толщина клинка остается умеренной, всего 3 миллиметра. В комплект входят прочные кожаные ножны. Характеристики клинка:

• Длина ножа: 255 мм;
• Длина клинка: 140 мм;
• Длина рукояти: 115 мм;
• Ширина клинка: 25 мм;

• Толщина обуха: 3 мм;
• Материал клинка: Сталь 420;
• Материал рукояти: Кожа;
• Вес: 133 грамм.

Классический нож с рукоятью из наборной кожи.

Нож складной Antonini Maniaghese

Изделие Maniaghese – небольшой, но практичный складной нож выполненный в классическом европейском стиле. Клинок изготовлен из прочной нержавеющей стали, имеет фиксатор типа Slip-Joint. Накладки на рукоять выполнены из стабилизированной древесины Котибе. Характеристики изделия:

• Длина ножа: 188 мм;
• Длина клинка: 83 мм;
• Длина рукояти: 105 мм;
• Ширина клинка: 15 мм;
• Толщина обуха: 2,5 мм;

• Материал клинка: AISI 420;
• Материал рукояти: Дерево;
• Страна-производитель: Италия;
• Производство: Antonini, Italy;
• Вес: 60 грамм.

Практичный складной нож.