420 Stainless Steel Heat Treatment: Hardness, Tempering and Uses

Ditulis oleh: Emma, Teknis Sales Engineer. Ditulis oleh: Ethan, Material Engineer. Diperbarui: Agustus 2026.

420 stainless steel heat treatment is the process that unlocks this grade's defining characteristic: the ability to reach a high hardness.420 adalah martensitic stainless steel with enough carbon to respond strongly to hardening, which is why it appears in cutlery, wear components, valves, and machined mechanical parts where hardness matters more than corrosion resistance., which is why it appears in cutlery, wear components, valves, and machined mechanical parts where hardness matters more than corrosion resistance.

This article explains why 420 can be hardened, how hardening and tempering affect its properties, and how the heat-treatment condition drives grade selection. Artikel ini menjelaskan mengapa 420 dapat dikeraskan, bagaimana pengerasan dan tempering mempengaruhi sifatnya, dan bagaimana kondisi perawatan panas mendorong seleksi kelas.Ini ditulis untuk insinyur perawatan panas, mesin dan manufaktur insinyur, insinyur bahan, dan pembeli B2B.

1Jawaban langsung.

420 adalah stainless steel martensitic. Through austenitizing, quenching, and tempering, its hardness, strength, and toughness can be adjusted over a wide range.The carbon content gives 420 a pronounced hardening response more so than lower-carbon grades such as 410 (dalam bahasa Inggris)..

The trade-off is real: higher hardness generally comes with lower toughness and a certain corrosion penalty. The final choice must therefore balance hardness, toughness, the corrosion environment, the final choice must therefore balance hardness, toughness, the corrosion environment, the final choice must therefore balance hardness, toughness, the corrosion environment, the final choice must therefore balance hardness, toughness, the corrosion environment, the final choice must therefore balance hardness, toughness, the corrosion environment, the final choice must therefore balance hardness, toughness, the corrosion environment, the final choice must therefore balance hardness, toughness, the corrosion environment, the final choice must therefore balance hardness, toughness, the corrosion environment, the final choice must therefore balance hardness, the final choice must therefore balance hardness, the final choice must therefore balance hardness, the final choice must therefore balance hardness, the final choice must balance hardness, the final choice must therefore balance hardness, the final choice must balance hardness, the final choicethe product form (dalam bahasa Inggris), dan spesifikasi yang berlaku.

2. Quick Comparison of Heat-Treatment Conditions (Perbandingan Cepat Kondisi Pengolahan Panas)

This table describes purpose and general effect, but deliberately avoids absolute hardness values, yang tergantung pada standar, bentuk produk, dan ukuran bagian.

3. Mengapa 420 Can Be Hardened

The hardenability of 420 comes from its metallurgy, yang secara fundamental berbeda dari austenitic stainless steels.

• Struktur Martensitic:420 dirancang untuk membentuk martensite, fase keras, ketika didinginkan dengan cepat dari suhu tinggi.
• Karbon:Karbon adalah elemen yang membuat pengerasan mungkin, dan 420 membawa cukup karbon untuk menghasilkan respons pengerasan yang kuat.
• Kromium:Roughly 12~14% kromium memberikan ketahanan korosi dan mempengaruhi perilaku transformasi.
• Austenitizing:Pemanasan ke dalam rentang austenit melarutkan karbon ke dalam struktur.
• Menghilangkan:Pendinginan cepat mengubah austenite menjadi martensite.
• Formasi Martensite:Hasilnya adalah struktur yang keras, kuat, tapi relatif rapuh.

This is the key difference from austenitic grades such as 304 and 316, yang tetap austenitic on cooling and cannot be hardened by heat treatment in the same way.Memahami perbedaan ini menghindari kesalahan pengadaan umum: menspesifikasikan a martensitic grade like 420 when the intent was actually an austenitic, formable, non-hardenable stainless steel, or vice versa.

4. Proses Pengolahan Panas 420

The main thermal processing steps are annealing, austenitizing, quenching, and tempering, masing-masing dengan peran yang berbeda.

• Penggilingan:Mempermudah material untuk mesin atau membentuk;
• Austenitizing:Heating into the austenite range to dissolve carbon (Pemanasan ke dalam kisaran austenit untuk melarutkan karbon);
• Menghilangkan:Rapid cooling to form martensite;
• Pembersih:Reheating to reduce brittleness and set the final hardness; Menghangatkan kembali untuk mengurangi ketegangan dan menetapkan kekerasan akhir;
• Pendinginan:The cooling rate after austenitizing controls martensite formation;
• Bagian ketebalan:Bagian yang lebih tebal mendingin lebih lambat dan mungkin tidak mengeras secara mendalam.

Jika rentang suhu tertentu dikutip, sumber, kondisi, dan rentang penerapan harus dinyatakan.A parameter set from one product form or section size shouldn't be treated as a universal procedure for all 420 products (A parameter set from one product form or section size shouldn't be treated as a universal procedure for all 420 products) adalah suatu parameter yang ditetapkan untuk semua produk.Dalam praktiknya, pemproses panas dan desainer bekerja sama untuk memastikan bahwa siklus yang dipilih menghasilkan kekerasan yang diperlukan sambil meninggalkan bagian dalam kondisi yang dapat digunakan dan stabil.

5. Hardness and Tempering

Hardening dan tempering bekerja sama untuk mencapai keseimbangan properti yang dimaksud.

• As-quenched hardness:Immediately after quenching, 420 can reach a high hardness, but the structure is brittle;
• Pembersih:Reheating relieves internal stress and trades a controlled amount of hardness for improved toughness.
• Hardness/toughness balance:The tempering step is where this balance is set. Langkah tempering adalah di mana keseimbangan ini ditetapkan.
• Tempering temperature:Temperature tempering yang lebih tinggi umumnya mengurangi kekerasan lebih lanjut tetapi meningkatkan ketangguhan;
• Tempering time:Waktu pada suhu juga mempengaruhi sifat akhir;
• Stabilitas dimensi:Tempering dan relief stres yang tepat berkontribusi pada stabilitas dimensi dalam layanan.

Different temper conditions produce different mechanical properties, so it is not correct to say "Higher hardness is always better". Karena kondisi temper yang berbeda menghasilkan sifat mekanik yang berbeda, jadi tidak benar untuk mengatakan "Higher hardness is always better"." The target hardness must be matched to the actual service requirements " " The target hardness must be matched to the actual service requirements " " The target hardness must be matched to the actual service requirements, termasuk ketangguhan dan perilaku dimensi.

A useful way to think about the sequence is as a deliberate property trade-off. Annealing memaksimalkan machinability, hardening memaksimalkan hardness and strength,and tempering restores toughness at a controlled cost in hardness dan tempering memulihkan ketangguhan pada biaya yang terkendali dalam kekerasanPilihan temper seringkali merupakan keputusan paling penting dalam sebuah komponen 420, karena menentukan apakah bagian itu dioptimalkan untuk kinerja pemotongan, ketahanan aus,atau kombinasi yang seimbang dari keduanya.

6Sifat Mekanis

The mechanical properties of 420 are inseparable from its heat-treatment condition:

• Kekerasan:Ranges widely from annealed to hardened states;
• Kekuatan tarik:Rises with hardening, falls with tempering towards the annealed condition. Rises with hardening, falls with tempering towards the annealed condition. Rises with hardening, falls with tempering towards the annealed condition. Rises with hardening, falls with tempering towards the annealed condition.
• Kekuatan output:Similarly depends on the condition;
• Perpanjangan:Generally higher when annealed and lower after hardening;
• Ketangguhan:Higher after tempering than in the as-quenched state;
• Resistensi keausan:Generally improved by higher hardness. Umumnya ditingkatkan oleh kekerasan yang lebih tinggi.

7. Korosi dan Service Limits

420 has moderate corrosion resistance, and heat treatment doesn't turn it into a high-alloy chloride-resistant grade. 420 memiliki ketahanan korosi yang moderat, dan perawatan panas tidak mengubahnya menjadi kelas yang tahan tinggi terhadap klorida.

• Eksposur atmosfer:Adequate in many mild, dry environments;
• Kelembaban:Suitable where moisture exposure is limited or controlled (cocok di mana paparan kelembaban terbatas atau terkontrol);
• Klorida:Ketahanan terbatas; klorida dapat menyebabkan pitting;
• Pitting:Dapat terjadi di mana klorida berkonsentrasi;
• Korosi celah:Tight gaps tetap berisiko.

Performa korosi dipengaruhi oleh surface finish, heat treatment, passivation, and the environment.dan 420 should not be described as a 316L-level chloride-resistant stainless steel.

Untuk kelas martensitic, pedoman praktis adalah untuk menjaga harapan layanan sejajar dengan apa yang dibangun untuk.420 mendapatkan tempatnya dalam aplikasi mekanik dan keausan di mana kekerasan adalah prioritas dan paparan korosi ringan atau terkontrol. Where the environment is the primary threat ∙ chloride-laden, marine, or chemically aggressive ∙ a higher-alloy grade is generally the better starting point, ∙ Where the environment is the primary threat ∙ chloride-laden, marine, or chemically aggressive ∙ a higher-alloy grade is generally the better starting point, ∙ Where the environment is the primary threat ∙ chloride-laden, marine, or chemically aggressive ∙ a higher-alloy grade is generally the better starting point,regardless of how carefully the 420 has been heat treated Tidak peduli seberapa hati-hati 420.

8. Aplikasi dan Seleksi

420 digunakan di mana kekerasan dan ketahanan aus adalah persyaratan mengemudi:

• Penggorengan
• Surgical and instrument components where applicable (komponen bedah dan instrumen)
• Klep;
• Arus;
• Cetakan;
• Komponen tahan aus;
• Bagian-bagian mekanik yang diproses dan diperkuat.

Pertimbangkan 420 ketika:

• High hardness or wear resistance is important;
• Pengolahan panas adalah bagian dari desain;
• Moderate corrosion resistance is sufficient. Resistensi korosi moderat sudah cukup.

Jangan gunakan 420 secara langsung untuk:

• Lingkungan klorida yang parah;
• Eksposur laut;
• Layanan kimia yang sangat agresif;
• Aplikasi di mana ketahanan korosi adalah persyaratan desain utama.

9Standards and RFQ Requirements (standar dan persyaratan RFQ)

When buying 420, the heat-treatment condition must be specified. Ketika membeli 420, kondisi perlakuan panas harus ditentukan.

• UNS S42000:The UNS designation for 420;
• "Sistem pemasangan" adalah sistem pemasangan yang terdiri dari:Standar harus cocok dengan bentuk produk;
• Bentuk produk:Sheet, plate, bar, or rod;
• Kondisi perawatan panas:Annealed, hardened, or tempered as required;
• Kekerasan / persyaratan mekanik:The target hardness or strength range;
• Permukaan:Kondisi permukaan yang dibutuhkan;
• MTC:Sertifikat uji materi;
• PMI:Positive material identification where required (Identifikasi material positif jika diperlukan)
• Pengujian:Setiap persyaratan mekanik atau inspeksi yang ditentukan.

RFQ harus mengkonfirmasi minimal: grade, UNS designation, product form, standard, dimensions, heat-treatment condition, hardness or mechanical requirements, surface condition,dan persyaratan inspeksi.

Kesalahan Pembelian yang Umum

• Treating 420 like an ordinary austenitic stainless steel;
• Chasing hardness maksimum tanpa mempertimbangkan ketangguhan;
• Neglecting tempering and expecting a tough as-quenched part;
• Equating hardness with corrosion resistance (Membandingkan kekerasan dengan ketahanan korosi);
• Campuran data mekanik dari bentuk produk yang berbeda;
• Failing to confirm the heat-treatment condition; gagal untuk mengkonfirmasi kondisi perawatan panas;
• Using 420 directly in severe chloride service (menggunakan 420 secara langsung dalam layanan klorida berat);
• Tidak memverifikasi UNS, standard, dan MTC;
• Treating one heat-treater's parameters as a universal standard. Mengobati satu parameter heat-treater sebagai standar universal.

FAQ

Q1: Dapatkah 420 stainless steel diobati panas?
Ya. 420 adalah martensitic stainless steel, jadi bisa dikeraskan dan dipanaskan melalui perawatan panas, tidak seperti austenitic grades seperti 304 dan 316.

Q2: How hard can 420 stainless steel become?
420 can reach a high hardness because of its carbon content, but the achievable value depends on carbon, section size, cooling rate, and tempering. Tidak ada hardness tunggal yang berlaku untuk setiap bentuk produk.

Q3: What heat treatment is used for 420 stainless steel?
The typical sequence is austenitizing, quenching to form martensite, and then tempering to set the final hardness and toughness.

Q4: Why is tempering necessary after hardening 420?
The as-quenched condition is hard but brittle. membuat bagian yang cocok untuk layanan.

Q5: Apakah tempering mengurangi 420 stainless steel hardness?
Tempering memperdagangkan jumlah kekerasan yang terkontrol untuk ketahanan yang lebih baik, dan suhu tempering menentukan berapa banyak kekerasan yang diberikan.

Q6: Apakah 420 stainless steel tahan korosi?
It has moderate corrosion resistance, suitable for many mild environments, but it is not a high-alloy chloride-resistant grade and should not be used in severe chloride or marine service.

T7: Apakah 420 lebih baik dari 410 untuk kekerasan?
Secara umum ya. 420 memiliki kandungan karbon yang lebih tinggi dari 410, yang memungkinkan untuk mencapai kekerasan yang lebih tinggi.

Q8: Apakah 420 cocok untuk lingkungan klorida?
It has limited chloride resistance and is not recommended for severe chloride or marine service, where pitting can occur.

Q9: Apa itu UNS S42000?
The applicable product standard (such as ASTM A240 or A276) depends on the product form.

Q10: What heat-treatment information should be included in a 420 stainless steel RFQ?
Include the grade, UNS designation, product form, standard, dimensions, the required heat-treatment condition, target hardness or mechanical requirements, surface condition, dan lainnyaand any inspection requirements (dan persyaratan pemeriksaan apa pun).

Bacaan yang berkaitan

• 420 Stainless Steel Sheet: Grades, Condition and Thickness
• 420 Stainless Steel Plate: Heat Treatment and Hardness
• 420 Stainless Steel Coil: Finish and Tolerance
• 410 Stainless Steel Heat Treatment: Hardening, Tempering and Properties
• 416 Stainless Steel Machinability: Heat Treatment and Corrosion Limits
• Martensitic Stainless Steel Grades: Hardening and Selection

Sources and Further Reading

Untuk standar otoritatif, data kelas, dan prinsip-prinsip pengolahan panas, organisasi berikut menyediakan materi teknis pada stainless steel grades:

• ASTM International ️ https://www.astm.org/
• worldstainless ️ https://worldstainless.org/
• British Stainless Steel Association (BSSA) https://bssa.org.uk/
• Nickel Institute https://nickelinstitute.org/
• Outokumpu https://www.outokumpu.com/
• Alleima https://www.alleima.com/
• ISO ️ https://www.iso.org/