Stal nierdzewna 2H13, X20Cr13, 1.4021, AISI 420, S42000,2Cr13

Stal nierdzewna 2H13, wysokostopowa – chromowa PN-71/ H-86020 1.4021, X20Cr13, AISI 420

Gatunek
stali
 
 
Norma
 
Skład chemiczny  (%)
 
 
C
Mn
Si
P
S
Cu
Cr
Ni
Mo
inne
2H13
PN
0,16
0,25
max
0,80
max
0,80
max
0,040
max
0,030
max
0,30
12,00
14,00
max
0,60
–
–
20H13
20Ch13 20KH13 20х13
GOST
0,16
0,25
max
0,80
max
0,80
max
0,030
max
0,025
max
0,30
12,00
14,00
max
0,60
max
0,30
V max 0,20
W max 0,20
Ti max 0,20
X 20 Cr 13
X20Cr13 1.4021
DIN- EN
PN -EN
0,16
0,25
max
1,50
max
1,00
max
0,040
max
0,015
–
12,00
14,00
–
–
–
X20Cr13
ISO
0,16
0,25
max
1,50
max
1,00
max
0,040
max
0,030
–
12,00
14,00
–
–
–
Z20C 13
AFNOR
0,18
0,23
max
1,00
max
0,75
max
0,040
 
max
0,015
–
12,00
14,00
–––
           S 42000           
AISI 420
     UNS     
AISI
min
0,15
max
1,00
max
1,00
max
0,040
max
0,030
–
12,00
14,00
–
–
–
2Cr13
GB/T
0,16
0,25
max
1,00
max
1,00
max
0,035
max
0,030
–
12,00
14,00
max
0,60
–
–
SUS 420 J1
SUS 420 JL
JIS
0,16
0,25
max
1,00
max
1,00
max
0,040
max
0,030
–
12,00
14,00
max
0,60
–
–

Stal nierdzewna 2H13 (AISI 420, X20Cr13, 1.4021)

Stal nierdzewna 2H13 to gatunek o podwyższonej twardości i wytrzymałości, stosowany głównie w produkcji części maszyn, takich jak:

  • wały,
  • śruby,
  • formy do odlewów pod ciśnieniem.

Charakteryzuje się odpornością na korozję atmosferyczną oraz na działanie określonych czynników chemicznych i środowiskowych. Jest odporna na:

  • Wody naturalne (z wyjątkiem wody morskiej i kopalnianej),
  • Niektóre rozcieńczone zimne kwasy organiczne i nieorganiczne,
  • Benzynę, oleje, smary, ciekłe paliwa, gorące opary ropy naftowej,
  • Alkohol oraz produkty spożywcze, pod warunkiem, że nie zawierają soli

Własności stali według PN-EN 1.4021, X20Cr13

Własności w podwyższonych temperaturach
100oC – Współczynnik rozszerzalności liniowej α20oC i 10,5 x 10-6 oC, ( K-1 ) ,Moduł sprężystości E 212 GPa
200oC – Współczynnik rozszerzalności liniowej α20oC i 11,0 x 10-6 oC, ( K-1 ) ,Moduł sprężystości E 205 GPa
300oC – Współczynnik rozszerzalności liniowej α20oC i 11,5 x 10-6 oC, ( K-1 ) ,Moduł sprężystości E 200 GPa
400oC – Współczynnik rozszerzalności liniowej α20oC i 12,0 x 10-6 oC, ( K-1 ) ,Moduł sprężystości E 190 GPa

Stal nierdzewna 2H13 (1.4021, AISI 420, X20Cr13, ) – Własności mechaniczne

  • Twardość (HB): 180–230 HB (wyżarzona), 480–550 HB (hartowana i odpuszczona)
  • Twardość (HRC): max 50–56 HRC po hartowaniu
  • Wytrzymałość na rozciąganie (Rm): 750–1000 MPa (w stanie hartowanym)
  • Graniczna plastyczności (Rp0,2): 500–800 MPa
  • Wydłużenie (A5): 10–15% (po odpuszczaniu)
  • Udarność (KV, ISO-V): 20–30 J (w stanie hartowanym)
  • Moduł sprężystości E215 GPa

Warunki procesów technologicznych obróbki plastycznej i cieplnej stal nierdzewna 2H13 (X20Cr13, 1.4021, AISI 420)

Kucie – 1100-800oC
Walcowanie – 1100-800oC
Wyżarzanie – 730-780oC
Hartowanie – 980-1030oC
Odpuszczanie – 600-750oC

Własności fizyczne stali 1.4021, 420, 2H13

Gęstość – 7,70 (g*cm3 )
Pojemność cieplna Cp 20oC – 460 ( J*kg-1 * K-1 )
Przewodność cieplna λ – 30 (W*m-1 * K-1 )

Stal nierdzewna 2H13, 1.4021, X20Cr13, AISI 420 – Spawanie

Spawalność stali AISI 420, 1.4021, 2h13 jest ograniczona ze względu na jego tendencję do hartowania się w strefie wpływu ciepła, co może prowadzić do pęknięć zimnych. Zaleca się:

  • Podgrzewanie przed spawaniem do 150–400°C.
  • Odpuszczanie po spawaniu (550–750°C) w celu odprężenia i poprawy ciągliwości.
  • Stosowanie elektrod o podwyższonej zawartości niklu (np. AISI 309) w celu poprawy właściwości złącza.

AISI 420 – Charakterystyka, Odpowiedniki i Normy

420 to stal nierdzewna z grupy martenzytycznych, znana z dobrych właściwości mechanicznych oraz zdolności do hartowania. Dzięki zawartości chromu (12–14%) oraz węgla (0,15–0,46%), materiał ten łączy odporność na zużycie z umiarkowaną odpornością na korozję. Jest szeroko stosowany w aplikacjach, które wymagają wysokiej twardości i dobrej trwałości, takich jak narzędzia tnące, elementy mechaniczne i części maszyn.

Odpowiedniki w różnych systemach norm

AISI 420 ma kilka wariantów o różnym poziomie węgla, które w europejskich i międzynarodowych normach klasyfikowane są jako osobne gatunki.

System normOdpowiednik AISI 420Alternatywne oznaczenia
UNS (Unified Numbering System)S42000–
EN/DIN (Europa, Niemcy)1.4021X20Cr13
1.4028X30Cr13
1.4031X39Cr13
1.4034X46Cr13
1.2083X40Cr14
1.2316X38CrMo16
JIS (Japonia)SUS420J1Zbliżony do 1.4021
SUS420J2Odpowiednik 1.4034

Podział wariantów AISI 420 według zawartości węgla

Zmienna ilość węgla w składzie tej stali sprawia, że poszczególne odmiany mogą mieć różne właściwości. W praktyce stosuje się nieformalny podział na trzy główne grupy:

Typ AISI 420Zawartość węgla (C)Odpowiedniki EN/DIN
AISI 420A0,15–0,25%1.4021 (X20Cr13)
AISI 420B0,26–0,35%1.4028 (X30Cr13)
AISI 420C0,40–0,46%1.4034 (X46Cr13)

Niższa zawartość węgla zwiększa plastyczność, ale obniża twardość po hartowaniu. Wersja z maksymalną ilością węgla osiąga bardzo wysoką twardość, kosztem większej kruchości i nieco słabszej odporności na korozję.

Normy ASTM i zastosowanie AISI 420

W normach ASTM AISI 420 występuje w kilku różnych kategoriach produktowych, w zależności od przeznaczenia:

Norma ASTMZakres zastosowania
ASTM A276Pręty stalowe walcowane i kute
ASTM A240Blachy i taśmy odporne na korozję
ASTM A484Ogólne wymagania dotyczące półproduktów ze stali nierdzewnej
ASTM A493Druty sprężynowe ze stali nierdzewnej
ASTM A580Druty do zastosowań ogólnych
ASTM A682Stale narzędziowe nierdzewne

W przeciwieństwie do systemu europejskiego, w normach ASTM nie występują osobne numery gatunkowe dla poszczególnych odmian AISI 420. Cała grupa tych stali jest oznaczana wspólnym symbolem, a jedynym ustandaryzowanym kodem w systemie UNS pozostaje S42000.

Właściwości i obszary zastosowania

Stal AISI 420 jest często wybierana ze względu na dużą odporność na ścieranie, możliwość hartowania do wysokiej twardości oraz łatwą obróbkę cieplną. Typowe zastosowania obejmują:

  • Noże, ostrza i narzędzia tnące – dzięki dobrej twardości po zahartowaniu.
  • Części maszyn i mechanizmów – wymagające wytrzymałości i odporności na zużycie.
  • Elementy form wtryskowych i narzędzia precyzyjne – gdzie liczy się trwałość i odporność na obciążenia dynamiczne.
  • Sprężyny i podzespoły w przemyśle motoryzacyjnym – dzięki odpowiedniej kombinacji wytrzymałości i plastyczności.

Podsumowanie

  • AISI 420 to grupa stali nierdzewnych martenzytycznych, różniących się zawartością węgla i wynikającymi z tego właściwościami.
  • W Europie jej odpowiedniki to 1.4021, 1.4028, 1.4034 i inne, zależnie od zawartości węgla.
  • ASTM nie stosuje osobnych numerów dla wariantów AISI 420, ale normy takie jak ASTM A276 czy A240 określają dopuszczalne formy wyrobu.
  • Stal ta znajduje zastosowanie w przemyśle narzędziowym, mechanicznym i motoryzacyjnym, a jej właściwości można dostosować w procesie obróbki cieplnej.

Dzięki hartowaniu AISI 420 zapewnia dobrą twardość i odporność na zużycie, co czyni ją popularnym wyborem w wymagających zastosowaniach.

Stal nierdzewna 2H13 bądź zamiennik ( 1.4021, X20Cr13, AISI 420, 20X13 ), firma oferuje jako pręty walcowane ( ciągnione, surowe, szlifowane etc ), pręty kute (skórowane, surowe), blachy gorącowalcowane, rury bezszwowe ( rury według GB/T 2Cr13 )

Zobacz także inne stale nierdzewne

2H13 – stal chromowa x20cr13, 1.4021, AISI 420
4H13 – stal chromowa 4h13, x46cr13, 1.4034
H17 – stal wysokochromowa X6Cr17, 1.4016, AISI 430
2H17N2 – stal chromowo-niklowa 1.4057, 1.4044
3H17M – stal chromowo-molibdenowa X39CrMo17-1, 1.4122
H18 – stal wysokochromowa 1.4112, 1.4125, AISI 440C

Stale nierdzewne według PN – EN, DIN, ASTM, AISI, GB/T, AFNOR, ISO i inne, nie posiadające odpowiednika według starszych norm PN
1.4418 – chromowo niklowo molibdenowa X4CrNiMo16-5-1
1.4313 – chromowo niklowo molibdenowa X3CrNiMo13-4
1.4542 – chromowo niklowo miedziowa X5CrNiCuNb16-4

Zobacz opisy pozostałych stali specjalnych wysokostopowych

stale wysokostopowe do pracy przy podwyższonych temperaturach
stal nierdzewna
stal żaroodporna i żarowytrzymała
stale kwasoodporna, odporne na korozję