Acero inoxidable 440C | 1.4125 | SUS440C

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El acero inoxidable 440C es un acero inoxidable martensítico con alto contenido de carbono y cromo. Pertenece a la serie 400 de aceros inoxidables, que generalmente son magnéticos. En el sector médico, el acero 440C se utiliza ampliamente para la fabricación de bisturíes y otros instrumentos médicos. También se emplea en el sector industrial para la fabricación de moldes de plástico y caucho resistentes a la corrosión. 

1. Aplicaciones

  • Herramientas de corte
  • Aspectos 
  • Materiales para moldes de plástico
  • Piezas de válvulas
  • Engranajes, ejes, levas
  • Instrumentos quirúrgicos y dentales
  • Ballestas
  • Aplicaciones médicas
  • Aplicaciones resistentes al desgaste
  • Industria automotriz
  • Hardware

2. Composición del acero inoxidable 440C

Carbono (C)Cromo (Cr)Manganeso (Mn)Silicio (Si)Molibdeno (Mo)Fósforo (P)Azufre (S)
0.95 – 1.2016.0 – 18.01.00 máximo1.00 máximo0,75 máximo0.040 máximo0,030 máximo

[Referencia: Bringas, JE (Ed.). (2004). Manual de normas comparativas mundiales del acero (3.ª ed.). ASTM International.]

3. Propiedades del acero inoxidable 440C

3.1 Dureza

El acero inoxidable 440C puede alcanzar la dureza más alta entre los aceros inoxidables de la serie 440. La dureza 440C es 59 HRCSe puede endurecer para 60 HRC Cuando se templa a 300 °F (150 °C)El acero inoxidable 440C presenta diferente dureza tras distintos procesos de recocido. Por ejemplo, Una barra recocida puede tener una dureza Rockwell de B-95. Barra forjada, acabada en caliente y recocida, tiene una dureza de 269 HB. Barra forjada, acabada en frío y recocida, tiene una dureza de 285 HB. El alambre en estado recocido tiene una dureza de B97 HRB.

3.2 Propiedades de tracción

  • Recocido:110 ksi (758 MPa), con un mínimo de 110 ksi (758 MPa) para la barra.
  • Tratado térmicamente/endurecido:285 ksi (1965 MPa).
  • Barra acabada en frío:Mínimo 125 ksi (862 MPa).
  • Alambre recocido:Mínimo 140 ksi (965 MPa).
  • Alambre para estampación en frío:Típico 110 ksi (760 MPa).
  • Alambre ligeramente estirado:Típico 120 ksi (830 MPa).
  • MIM (moldeado por inyección de metal) 440 °C después del tratamiento térmico: 876 MPa.

3.3 Límite elástico (desplazamiento de 0,21 TP3T)

  • Recocido:65 ksi (448 MPa), con un mínimo de 65 ksi (448 MPa) para la barra.
  • Tratado térmicamente/endurecido:275 ksi (1896 MPa).
  • Barra acabada en frío:Mínimo 100 ksi (689 MPa).

3.4 Alargamiento en 2 pulgadas (50 mm)

  • Recocido:14%, con un mínimo de 14% para barra.
  • Tratado térmicamente/endurecido: 2%.
  • Barra acabada en frío:Mínimo 7%.
  • Alambre recocido:Mínimo 13%.

3.5 Dureza (tratado térmicamente): 5 ft-lb.

3.6 Módulo de elasticidad:29 x 10^6 psi (aproximadamente 200 GPa).

3.7 Calor específico (32-212 °F):0,11 Btu/lb °F.

3.8 Densidad:Aproximadamente 0,29 lb/pulg.^3 (8,02 g/cm^3) para aceros inoxidables en general.

3.9 Conductividad térmica (20 °C):29,3 W/(m·K).

3.10 Coeficiente de expansión térmica lineal:Aproximadamente 10,5 x 10^-6 K^-1 (en rangos como 20-100 °C, 20-200 °C, 20-300 °C, 20-500 °C).

Referencia:

1. Beswick, JM (Ed.). (2002). Tecnología de acero para cojinetes. ASTM Internacional.

2. Schweitzer, PA (2001). Materiales metálicos: propiedades físicas, mecánicas y de corrosión. Marcel Dekker.

acero inoxidable 440C

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4. Tratamiento térmico

El tratamiento térmico El acero inoxidable 440C, al igual que otros aceros inoxidables martensíticos, generalmente implica austenización, templey revenido. El proceso busca transformar el acero en una microestructura martensítica, que posteriormente se revende para optimizar su equilibrio de dureza, resistencia, ductilidad y resistencia a la corrosión. 

4.1 Austenitización (endurecimiento)

La temperatura de austenización es 925 a 1065 °C (1700 a 1950 °F)Recomendamos una temperatura de 1038 °C (1900 °F), ya que creemos que esta temperatura proporcionará la mejor dureza y resistencia a la corrosión. Además, sugerimos precalentar el material a... 650 °C (1200 °F) Antes de este paso, se debe minimizar la distorsión, la deformación o el agrietamiento causados por los altos gradientes térmicos durante el calentamiento o enfriamiento rápido. El tiempo de remojo debe ser suficiente para garantizar que los carburos se disuelvan en el... austenita, que puede ser más lento que en los aceros al carbono simples debido a la presencia de cromo.

4.2 Temple

Después de la austenización, el acero 440C normalmente se templa en aire o aceite. El enfriamiento con aceite a temperaturas como 1038 °C (1900 °F) o 1040 °C (1900 °F) es una opción común. Después del temple, el acero se transforma en martensita, una estructura dura pero quebradiza.

4.3 Templado

El paso posterior al temple es el revenido, cuyo objetivo es reducir la dureza, mejorar la tenacidad y la ductilidad y aliviar la tensión interna.

La temperatura de revenido es 392 °F a 662 °F (200 °C a 350 °C)Diferentes temperaturas de revenido dan como resultado distintos niveles de dureza, como se indica a continuación:

Temperatura (°C)Temperatura (°F)Dureza (HRC)
15030060
31560057
42580058
48090057
540100055

Se debe tener en cuenta que el templado del acero inoxidable 440C y de aceros inoxidables martensíticos con alto contenido de carbono similares en el rango de 427 °C a 566 °C (800 °F a 1050 °F) Dará como resultado fragilidad y un temple Disminución de la resistencia al impacto y la resistencia a la corrosión.
Si es necesario templar fuera del rango de temperatura mencionado anteriormente para mejorar la tenacidad, recomendamos una temperatura de templado de 593 °C (1100 °F) o superior. El revenido a esta temperatura mejora la resistencia al impacto y a la corrosión, pero sacrifica algo de dureza.

4.4 Consideraciones especiales en el tratamiento térmico del acero 440C

  • Precalentamiento: Antes del proceso principal de endurecimiento (austenización), sugerimos precalentar el acero inoxidable a 440 °C aproximadamente 650 °C (1200 °F)Esto ayuda a garantizar una distribución de temperatura más uniforme y minimizar el choque térmico durante la etapa de austenización posterior.
  • Enfriamiento lento después del forjado: Para aceros con alto contenido de carbono, como el 440C, recomendamos un enfriamiento lento tras el forjado o un enfriamiento intermitente, que consiste en enfriar a 150-250 °C, recalentar a aproximadamente 650 °C y finalmente enfriar. Esto ayuda a prevenir el agrietamiento y la formación de carburos en los límites de grano.
  • Manejo de la austenita retenida: El acero 440C recién templado puede contener en ocasiones una cantidad significativa de austenita retenida (potencialmente 20-30% por volumen). Si no se soluciona, esta austenita retenida puede transformarse espontáneamente con el tiempo, lo que provoca cambios dimensionales y un mayor riesgo de agrietamiento. Realizar un tratamiento de frío a temperaturas bajo cero tras el temple puede transformar eficazmente la austenita retenida en martensita sin revenir. Este tratamiento de frío debe ir seguido de al menos un ciclo de revenido estándar para revenir la martensita recién formada y aliviar las tensiones internas.
  • Tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT): Para componentes soldados de material 440C, el tratamiento PWHT es casi siempre necesario. Este tratamiento sirve para templar la martensita formada en la soldadura y la zona afectada por el calor, así como para aliviar las tensiones residuales. El rango de temperatura PWHT para 440 °C es 480 °C a 750 °C (895 °F a 1380 °F).

5. Calificaciones equivalentes

  • DIN EN (Europa): 1.4125 (X105CrMo17)
  • JIS (Japón): SUS440C
  • ISO: X105CrMo17
  • GB (China): 9Cr18Mo o 95Cr18

6. Compare el 440C con otros aceros

6.1 440C frente a D2

El acero para herramientas D2 se caracteriza por una excelente resistencia al desgaste, estabilidad dimensional y alta dureza en aplicaciones de herramientas de trabajo en frío, pero es difícil de mecanizar y soldar y tiene una tenacidad limitada.

CaracterísticaAcero inoxidable 440CAcero para herramientas D2
Clasificaciónacero inoxidable martensíticoAcero para herramientas de trabajo en frío con alto contenido de carbono y cromo
Característica principalResistencia a la corrosiónResistencia al desgaste y estabilidad dimensional
Dureza59-62 horas de resistencia58-62 horas de resistencia
Resistencia al desgasteBienExcelente
TenacidadPobre; generalmente considerado frágil debido a las grandes partículas de carburo primario.Regular a bajo; no recomendado para aplicaciones que requieran alta resistencia a los golpes.
Resistencia a la corrosiónExcelente; diseñado para resistir aire, agua dulce, productos químicos y ácidos alimentarios sin enchaparse.Limitado; tiene una resistencia apreciable a las manchas cuando se pule, pero no es un verdadero acero inoxidable ya que la mayoría del cromo forma carburos.
MaquinabilidadDifícil grabar/revelar la microestructura debido a la alta resistencia química.Difícil de trabajar y rectificar. A menudo se considera "no soldable" con métodos convencionales.
Estabilidad dimensionalBien.Excelente; conocido por su mínima distorsión durante el tratamiento térmico.
Aplicaciones típicasCuchillos finos, herramientas quirúrgicas, rodamientos de bolas, pistas, moldes de inyección para materiales corrosivos.Matrices de larga duración, punzones de perforación, herramientas de recorte, troquelado de metales para producción en masa.

2. 440 °C frente a 1095

1095 es un acero con alto contenido de carbono que se puede endurecer para lograr mayor resistencia y se usa comúnmente para resortes y aplicaciones donde la resistencia a la corrosión no es un factor principal.

CaracterísticaAcero inoxidable 440CAcero 1095
ClasificaciónAcero inoxidable martensíticoAcero con alto contenido de carbono / Acero para resortes
Resistencia a la corrosiónBienPobre
DurezaMuy alta. Se puede tratar térmicamente hasta alcanzar 60 HRC, ofreciendo excelente dureza y resistencia al desgaste.Alta. También se puede templar hasta ~60 HRC, pero su templabilidad suele ser inferior a la de aceros aleados como el 440C.
Retención de bordesExcelenteBueno. Se caracteriza por su filo muy fino, pero puede que no lo conserve tanto como a 440 °C con un uso intensivo.
TenacidadModerado. Puede ser algo frágil a niveles muy altos de dureza.Bueno. Generalmente se considera más resistente que el acero 440C, especialmente al templarse para aplicaciones de resortes.
Aplicaciones principalesHerramientas de corte, hojas de cuchillos, instrumentos quirúrgicos, rodamientos de bolas y pistas.Resortes, cuchillos y otras herramientas donde la dureza es fundamental y la corrosión no es una preocupación importante.
Ventaja claveResistencia superior a la corrosión y al desgaste.Buena tenacidad y facilidad de afilado.

3. Acero inoxidable 440C frente a 316

El acero inoxidable 316 es un grado de cromo-níquel clasificado como acero inoxidable austenítico. Los aceros inoxidables austeníticos normalmente no son magnéticos.

CaracterísticaAcero inoxidable 440CAcero inoxidable 316
Tipo de aceroMartensíticoAustenítico
Característica claveAlta dureza y resistencia al desgasteResistencia superior a la corrosión
DurezaMuy alta (puede alcanzar hasta 60 HRC)Más suave y dúctil
Resistencia a la corrosiónBueno, pero menos resistente que el 316, especialmente a los cloruros.Excelente, particularmente resistente a los cloruros (“grado marino”)
Propiedades magnéticasFerromagnético (magnético)Generalmente no magnético
SoldabilidadGeneralmente no se recomienda para soldar.Bueno, especialmente la versión 316L de bajo contenido en carbono.
Elementos clave de aleaciónAlto contenido de carbono (0,95-1,20%), alto contenido de cromo (16-18%)Molibdeno (2-3%), níquel (10-14%), bajo contenido de carbono (<0,08%)
Aplicaciones comunesRodamientos de bolas, pistas, cuchillos de alta calidad, instrumentos quirúrgicos, herramientas de corteFerretería marina, equipos de procesamiento de alimentos, procesamiento químico, plantas de reprocesamiento nuclear

Preguntas frecuentes

1. ¿El 440C es un acero japonés?

No, 440C es una designación estadounidense (AISI/ASTM).

2. Es D2 ¿O 440C mejor?

  • Elija D2 para obtener la máxima resistencia al desgaste abrasivo en aplicaciones con poca corrosión o en entornos templados (p. ej., herramientas para trabajo en frío, matrices de gran tamaño). D2 ofrece una resistencia al desgaste y estabilidad dimensional superiores para estas aplicaciones.
  • Elija 440C para lograr un equilibrio entre una buena resistencia al desgaste y una resistencia significativa a la corrosión (por ejemplo, moldes, cubiertos y cojinetes en entornos húmedos o ligeramente químicos).

3. ¿El acero 440C es bueno para un cuchillo?

Sí, es una combinación de dureza, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión lo que hace que el 440C sea un material muy adecuado y popular para muchos cuchillos.

4. ¿El 440C mantiene su filo?

Sí, el acero 440C goza de gran prestigio por su capacidad de retención de filo. Se afirma explícitamente que ofrece la "mejor retención de filo" de la serie 440 y se utiliza comúnmente en herramientas de corte, incluyendo cuchillos finos personalizados e instrumental quirúrgico.

5. ¿El 440C es resistente a la oxidación?

440C es un tipo de acero inoxidable martensítico que está diseñado para tener resistencia a la corrosión.

6. ¿El acero inoxidable 440C es magnético?

Sí, El acero inoxidable 440C es magnético.

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