AISI 420 | 1.4021 | AFNOR Z20C13 | X20Cr13 | Acier inoxydable
Informations sur le matériau selon DIN EN 10088-3
L'acier inoxydable AISI 420 est un acier au chrome martensitique, également connu sous les désignations 1.4021, AFNOR Z20C13 et X20Cr13. En raison de sa teneur élevée en chrome, ce matériau possède une bonne résistance à la corrosion (valeur PREN 12,0 - 14,0). Le matériau peut être utilisé jusqu'à une température de 400°C. Il possède une dureté de ≤ 230 HB, une densité de 7,7 kg/dm³ (à température ambiante) et une résistance à la traction de 750 à 850 N/mm². Une bonne aptitude au polissage caractérise cette qualité d'acier inoxydable, qui peut également être polie à haute brillance. Ce matériau peut être transformé par tous les procédés de soudage courants (à l'exception du soudage à l'arc) et se prête également bien au forgeage. Les autres possibilités de transformation comprennent le formage à froid et l'usinage par enlèvement de copeaux. Cet acier n'est généralement pas utilisé pour la frappe à froid. Il est souvent utilisé pour la fabrication d'outils de coupe tels que des couteaux ou à des fins décoratives dans l'architecture et le design.
Spécifications du matériau
Numéro de matériau EN : 1.4021
Nom abrégé EN : X20Cr13
Norme EN : 10088-3
Classe de structure : Martensite
Normes et désignations comparables
AFNOR Z20C13
AISI 420
B.S. 420S37
CSN 17022
JIS SUS420J1
PN 2H13
SS 2303
UNE F.3402
Propriétés et composition chimique de l'acier inoxydable AISI 420 / 1.4021
C | Si | Mn | P | S | N | Cr | Cu | Mo | Ni | Ti |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0,16 - 0,25 | ≤ 1,00 | ≤ 1,50 | ≤ 0,04 | ≤ 0,03 | - | 12,0 - 14,0 | - | - | - | - |
Part de masse en % selon DIN EN 10088-3
Abréviations : C = carbone, Cr = chrome, Cu = cuivre, Mn = manganèse, Mo = molybdène, N = azote, Ni = nickel, P = phosphore, S = soufre, Si = silicium, Ti = thallium.
Propriétés physiques
Magnétisabilité : présente
Densité (kg/dm³) : 7,7
Conductivité thermique (jusqu'à 20°C) : 30
Résistance électronique à température ambiante (en Ω mm²/m) : 0,6
Capacité thermique spécifique (à une température allant jusqu'à 20°C) : 460
Propriétés mécaniques
Ø in mm | WBZ | HHB | Rp0,2 in MPa | Rm in MPa | A5 in % | AV in J |
|---|---|---|---|---|---|---|
≤ 160 | QT800 | - | ≥ 600 | 800 - 950 | ≥ 12 | ≥ 20 |
≤ 160 | QT700 | - | ≥ 500 | 700 - 850 | ≥ 13 | ≥ 25 |
Abréviations : HHB = dureté HB, WBZ = état de traitement thermique
Limites d'élasticité à température élevée à l'état recuit en solution
Temp in °C | QT | 100 °C | 150 °C | 200 °C | 250 °C | 300 °C | 350 °C | 400 °C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Rp1,0 in Mpa | +QT800 | ≥ 515 | ≥ 495 | ≥ 475 | ≥ 460 | ≥ 440 | ≥ 405 | ≥ 355 |
Rp0,2 in Mpa | +QT700 | ≥ 460 | ≥ 445 | ≥ 430 | ≥ 415 | ≥ 395 | ≥ 365 | ≥ 330 |
L'acier inoxydable AISI 420 / AFNOR Z20C13 possède une bonne soudabilité. Le matériau peut être travaillé avec tous les procédés de soudage courants tels que le soudage TIG, MAG et UP, mais il ne convient pas au soudage à l'arc. Il faut veiller à ne pas utiliser de gaz contenant de l'azote ou de l'hydrogène, car ceux-ci peuvent avoir une influence négative sur les propriétés mécaniques du matériau. Avant le soudage, le matériau doit être chauffé à une température comprise entre 100°C et 300°C. Après le soudage, le matériau doit être refroidi à une température inférieure à 120°C avant de subir un revenu à environ 650°C dans le cadre du traitement thermique. Les matériaux 1.4302 (X5CrNi19-9), 1.4502 (X8CrTi18) et 1.4551 (X5CrNiNb19-9) peuvent être utilisés comme consommables de soudage.
Forgeage
Le matériau AISI 420 / 1.4021 est facile à forger. Il doit d'abord être chauffé lentement à plus de 850°C, suivi d'un chauffage rapide entre 1150°C et 1180°C. Le forgeage peut ensuite être effectué dans une plage de température de 1100°C à 950°C. Il convient ensuite de procéder à un refroidissement lent dans le four. Si des couleurs de revenu ou de la calamine se forment, elles doivent être éliminées car elles ont une influence négative sur la résistance à la corrosion. Ce matériau peut être utilisé pour le forgeage à main levée et le forgeage articulé.
Traitement thermique et formage à chaud
Recuit d'adoucissement (+A) (refroidissement lent au four ou à l'air) : 745-825 °C
Formage à chaud (refroidissement lent au four) : 1100-800 °C
Trempe et revenu (+ QT) (refroidissement à l'air, à l'huile ou au polymère) : 950-1050 °C
Revenu (+ QT700) (refroidissement à l'air, dans l'huile ou le polymère) : 650-750 °C
Revenu (+ QT800) (refroidissement à l'air, dans l'huile ou le polymère) : 600-700 °C
Usinabilité
Le matériau AISI 420 présente une usinabilité moyenne, qui dépend de sa dureté et de sa résistance. Les valeurs d'usinabilité sont comparables à celles de nuances d'acier similaires.
Résistance à la corrosion
L'acier inoxydable martensitique AISI 420 (1.4021, X20Cr13) possède une bonne résistance à la corrosion (la valeur PREN est de 12,0 - 14,0) en raison de sa teneur élevée en chrome de 12-14%. Ceci est particulièrement vrai pour les milieux non chlorés tels que les acides organiques, les savons ou les solvants. La résistance à la calamine du matériau est assurée jusqu'à 600°C. Veuillez noter que le matériau ne présente aucune résistance à la corrosion intercristalline.
Domaine d'application de l'acier inoxydable AISI 420 / 1.4021
L'acier inoxydable AISI 420 (AISI 420, X20Cr13) est très répandu dans différents secteurs industriels. Dans l'industrie de la coutellerie, cet acier est souvent utilisé pour la fabrication de couteaux, de ciseaux et d'autres outils de coupe. Dans l'industrie pétrolière, il est souvent utilisé pour les pièces de pompes, les vannes et les tuyaux en raison de sa bonne résistance aux environnements corrosifs. Cet acier est également utilisé dans la construction mécanique, par exemple pour la fabrication de composants. Dans l'industrie hydraulique, il est utilisé pour les vérins et les composants hydrauliques en raison de sa résistance et de sa dureté. L'industrie automobile utilise l'acier inoxydable AISI 420 / AFNOR Z20C13 pour sa résistance à l'usure et sa dureté dans des pièces telles que les essieux, les vilebrequins et les composants de transmission. Dans l'industrie chimique et pétrochimique, le matériau est utilisé dans la construction de réservoirs. Cet acier inoxydable est également utilisé à des fins décoratives dans l'architecture et le design, car il se polit et s'affine facilement. Dans l'industrie alimentaire, il joue un rôle important, notamment dans la fabrication d'ustensiles de cuisine et de machines pour la transformation des aliments.
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