Acier inoxydable 420 | Dureté, composition, propriétés

Il existe de nombreux alliages qui suscitent une grande admiration dans le monde de la métallurgie. L’un d’eux est l’acier inoxydable 420 avec sa composition vigoureuse et ses propriétés remarquables. Ce matériau se démarque à l’ère de l’ingénierie moderne en raison de son importance dans diverses applications de niveau avancé. Au fur et à mesure que nous approfondissons cette étude, nous pouvons découvrir de nombreuses qualités de ce matériau bien connu pour sa fiabilité et sa durabilité.

Le carbone et le chrome étant les principaux éléments constitutifs de l'acier inoxydable 420, ils possèdent des propriétés qui symbolisent à la fois la résistance et l'endurance. De plus, ce matériau s'avère fondamental de par son utilisation dans diverses applications que ce soit dans le domaine de l'aérospatiale, du médical ou dans les ustensiles de cuisine. En plus de cela, lorsque ce matériau est traité thermiquement, cela ouvre la porte aux ingénieurs pour le tester dans de nombreux produits qui nécessitent une résistance et une précision élevées. Sans oublier que cet acier offre une excellente usinabilité pour répondre aux critères des applications exigeant des géométries complexes. Ainsi, quel que soit votre métier, si vous souhaitez acquérir les bases et connaître les merveilles de ce matériau, cet article dévoile sûrement toutes les possibilités infinies de l'acier inoxydable 420, matériau leader pour l'innovation avancée dans le monde métallurgique.

Fig 1 : 420 pièces en acier inoxydable

Qu'est-ce que l'acier inoxydable 420?

C'est un type d'acier qui appartient à la série 400 d'acier inoxydable, le carbone étant le principal élément constitutif de sa composition. UNS S42000 est un autre nom pour l'acier inoxydable 420 et est une version à C élevé de l'acier inoxydable 410. Étant un acier inoxydable martensitique, il contient des propriétés prometteuses telles qu'une bonne résistance et dureté.

Pour plus d'informations:

Quelle est la qualité de l’acier inoxydable 420 ?

Il offre une bonne résistance ainsi qu’une bonne dureté grâce à sa nature martensitique. Deuxièmement, ce matériau est bien connu pour sa résistance accrue à la corrosion due à la présence de chrome dans sa composition (similaire au 410). L'une de ses propriétés uniques est que lorsque ce matériau est complètement durci, il possède une résistance à la traction et une dureté exceptionnelles, bien meilleures que les autres qualités d'acier inoxydable, ce qui en fait un choix remarquable pour divers outils industriels exigeant de telles propriétés.

L'acier inoxydable 420 est-il magnétique?

Oui, cette nuance d’acier inoxydable est de nature magnétique. Comparé à d'autres types d'acier, ce matériau présente des propriétés magnétiques raisonnables à la fois à l'état recuit et durci, mais il est difficile à magnétiser lors d'une trempe à l'huile. De plus, la microstructure (effet sur la composition) a un impact important sur le comportement magnétique de l'acier inoxydable 420.

Différentes formes d'acier inoxydable 420

• Feuilles et plaques : produits laminés plats disponibles en différentes épaisseurs et largeurs.
• Bobine : bandes continues enroulées en bobines
• Barre : ronde, carrée, hexagonale et plate.
• Fil : Disponible en différents diamètres et qualités.
• Tube et tuyau : produits cylindriques creux.
• Pièces forgées : formées en appliquant une pression et de la chaleur pour façonner le métal dans les formes souhaitées.
• Poudre : utilisation dans la métallurgie des poudres

Applications et utilisations

L'acier inoxydable 420 trouve de nombreuses applications dans de nombreuses industries en raison de ses propriétés fondamentales. Vous trouverez ci-dessous le tableau illustrant les applications ainsi que leurs utilisations :

Tableau 1 : Application et utilisations

Industries et produits qui utilisent le 420 :

Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des industries et des produits qui utilisent largement les aciers inoxydables 420 :

Fig 2 : 420 Utilisation industrielle de l'acier inoxydable

Composition chimique:

Tableau 2 : Composition chimique de l'acier inoxydable 420 

Propriétés physiques

Tableau 3 : Propriétés physiques de l'acier inoxydable 420

Propriétés mécaniques

Tableau 4 : Propriétés mécaniques de l'acier inoxydable 420

Processus de fabrication

Vous trouverez ci-dessous la brève description montrant les principales étapes impliquées dans la fabrication de l'acier inoxydable 420 :

Fig 3 : Étapes de fabrication de l'acier inoxydable 420 

Propriétés thermiques de l'acier inoxydable 420

Tableau 5 : Propriétés thermiques de 420 aciers inoxydables

Comment traiter thermiquement l’acier inoxydable 420

Les aciers inoxydables 420 traités thermiquement pourraient être d'une grande valeur car ce processus conduit à diverses propriétés améliorées en fonction de l'utilisation de l'application. Voici différents procédés de traitement thermique pour ce matériau :

Recuit

• Chauffer l'acier inoxydable 420 à une température d'environ 800-900°C et assurer un temps de trempage suffisant pour un chauffage uniforme suivi d'un refroidissement lent dans le four.
• Ce processus soulage les contraintes internes et améliore l'usinabilité.

Trempe

• Le 420 SS est chauffé à la température d'austénitisation, généralement entre 950 et 1050 XNUMX °C, puis refroidi rapidement dans un milieu approprié, c'est-à-dire de l'huile ou de l'eau, ce qui entraîne une transformation martensitique.
• Cela conduit à une structure dure et fragile.

Trempe

• L'acier 420 SS trempé est revenu à une température plus basse, généralement entre 150 et 400 °C, pour soulager les contraintes internes et améliorer la ténacité et la ductilité.
• La trempe consiste à réchauffer l'acier et à le maintenir à cette température pendant une durée déterminée en fonction des propriétés mécaniques souhaitées.

Usinage de l'acier inoxydable 420

L'usinage est un élément important lors de la fabrication ou du développement d'un composant particulier dans une industrie. De même, lorsqu'un composant en acier inoxydable 420 est usiné, il comprend généralement plusieurs opérations telles que la découpe, le façonnage ainsi que le perçage, la précision et l'exactitude étant les facteurs primordiaux.

Plusieurs facteurs importants doivent être pris en compte lors de l'usinage de l'acier inoxydable de nuance 420. Certains d'entre eux sont indiqués ci-dessous :

Sélection des outils : Généralement, on utilise des outils en carbure et en acier rapide pour l'usinage de l'acier inoxydable 420.

Vitesses de coupe et avances : en fonction de l’opération à effectuer, la vitesse de coupe et l’avance optimales doivent être déterminées en fonction de la géométrie de l’échantillon (pièce).

Liquide de refroidissement : Utilisé à des fins de lubrification, il prolonge la durée de vie de l'outil et assure un processus fluide.

Contrôle des copeaux : Prévention de la formation de copeaux afin d’éviter une mauvaise finition de surface grâce à la sélection de paramètres de fonctionnement appropriés.

État de surface : Forte influence sur les paramètres de coupe pour l'usinage de la pièce.

Surveillance de l'usure des outils : Pour maintenir la précision dimensionnelle et les performances, la surveillance de l'usure des outils joue un rôle essentiel, notamment pour remplacer à temps les outils endommagés avant tout dommage grave.

Précautions de sécurité : Tous les protocoles de sécurité obligatoires doivent être suivis lors de l'usinage de l'acier inoxydable 420 afin d'éviter les accidents dus à l'exposition à la chaleur ou aux copeaux de métal.

Fabrication de tôles

La fabrication de tôles est un processus qui consiste à former et à façonner de fines feuilles d'un matériau particulier. Ce processus comprend plusieurs étapes en fonction des exigences et des propriétés souhaitées de ce matériau [16]. Vous trouverez ci-dessous les étapes obligatoires impliquées dans ce processus :

Fig 4 : Étapes de fabrication de la tôle

Le respect de toutes les étapes mentionnées impliquées lors de la fabrication de la tôle garantit des produits de qualité en acier inoxydable 420 dans différentes applications, à savoir l'automobile, le médical, l'aérospatiale et de nombreuses autres applications industrielles.

Finition de surface

La finition de surface est une étape majeure requise lors de la fabrication d'un produit particulier en acier inoxydable 420, car elle joue un rôle majeur dans l'amélioration de l'aspect esthétique global du composant et favorise également les propriétés globales de cette pièce particulière. De nombreuses méthodes sont utilisées outre le meulage et le polissage. Voici les plus couramment utilisés pour la finition de surface du 420 SS :

Passivation : élimine le fer libre et autres contaminants de la surface de l'acier inoxydable, créant une couche d'oxyde passive qui améliore la résistance à la corrosion.

Électropolissage : élimine la matière superficielle des pièces en acier inoxydable, ce qui donne une finition lisse et brillante avec une meilleure résistance à la corrosion.

Placage et revêtement : l’application d’une couche d’un autre métal ou d’un matériau protecteur peut améliorer la résistance à la corrosion, accroître la dureté de surface et conférer des propriétés décoratives ou fonctionnelles.

Qualité et conformité aux normes

Il est obligatoire de suivre certaines normes et certifications notamment pour les instruments chirurgicaux et les lames de couteaux en acier inoxydable de qualité 420. Ces normes sont mentionnées ci-dessous :

Fig 5 : Norme de qualité et certification pour les instruments chirurgicaux et les lames de couteaux

• ISO 7153-1:2016, Instruments chirurgicaux - Matériaux 
• ISO 13485:2016, Dispositifs médicaux - Systèmes de management de la qualité
• ISO 7740:1985, Instruments de chirurgie
• ISO 17664:2017, Transformation des produits de santé 
• ISO 14971:2007, Dispositifs médicaux - Application de la gestion des risques aux dispositifs médicaux
• Directive européenne sur les dispositifs médicaux 93/42/ECC, classe I

Le respect des normes mentionnées ci-dessus est crucial et très important, en particulier pour les produits tels que les lames de couteaux et les instruments chirurgicaux, car ces normes répondent aux critères requis, qu'il s'agisse de qualité, de performance ou de sécurité.

Comparaison avec d'autres aciers inoxydables

Acier inoxydable 420 contre 304

Tableau 5 : acier inoxydable 420 vs 304 

Acier inoxydable 316 vs 420

Tableau 6 : Acier inoxydable 316 vs 420 

Acier 440 contre 420

Tableau 7 : acier 440 vs 420

Acier inoxydable 3cr13 contre 420

Tableau 8 : acier inoxydable 3cr13 vs 420 

Tableau des qualités 420 par rapport aux autres séries 400

Tableau 9 : Tableau des qualités 420 par rapport aux autres qualités de la série 400

Avantages et inconvénients de l'acier inoxydable 420

Voici les avantages et les inconvénients de l’acier inoxydable 420 :

Avantages et limites

Fig 5 : Avantages et limites de l'acier inoxydable 420

Meilleures pratiques dans l'usinage CNC de l'acier inoxydable

Les services d'usinage CNC pour l'acier inoxydable 420 offrent des solutions de développement et de fabrication principalement basées sur la précision et l'exactitude. En plus d'offrir tolérance et flexibilité, il propose également de personnaliser les différents prototypes, que la production du 420 SS soit à petite ou à grande échelle répondant aux exigences du client. En plus de cela, il fournit des solutions rentables avec une précision dimensionnelle garantissant des composants de haute qualité pour de nombreuses applications industrielles.

Conclusion:

Les aciers inoxydables 420 avec un mélange de différentes propriétés exigeantes comme une bonne dureté, une capacité d'usinage ainsi qu'une résistance modérée à la corrosion prouvent leur polyvalence parmi les matériaux très demandés, en particulier pour différents secteurs industriels et composants aérospatiaux. Deuxièmement, le coût est très abordable, ce qui attire les acheteurs afin de maintenir la durabilité et les performances à un tarif beaucoup moins cher. Mais il est bon de considérer à la fois les avantages et les limites lorsque l’on considère ce matériau pour toute application. Dans l’ensemble, la grande utilisation de l’acier inoxydable 420 prouve sa fiabilité et sa durabilité dans ce monde d’ingénierie moderne.

QFP

À quoi correspond 420 équivalents en acier inoxydable ?

X20Cr13 (1.4021), X30Cr13 (1.4028) et la nuance japonaise SUS420J2 sont considérées comme à peu près équivalentes aux aciers inoxydables 420.

420 aciers inoxydables pour couteaux

Des propriétés telles qu'une dureté élevée, une bonne résistance à la corrosion et une usinabilité, ainsi qu'un prix abordable et des performances favorisent son utilisation dans les couteaux.

L'acier 420 est-il résistant à la rouille ?

L'acier inoxydable 440C offre une résistance modérée à la rouille, mais uniquement pour les environnements doux et afin de maintenir ce niveau de résistance pendant une période prolongée, des techniques de conservation et de stockage régulières doivent être envisagées. En dehors de ces conditions, il peut être exposé à la rouille, notamment dans des conditions environnementales agressives.