A 440C rozsdamentes acél egy magas szén- és krómtartalmú martenzites rozsdamentes acél. A 400-as sorozatú rozsdamentes acélokhoz tartozik, amelyek általában mágnesesek. Az orvostudományban a 440C acélt széles körben használják sebészeti kések és egyéb orvosi eszközök gyártásához. Az iparban is használják korrózióálló műanyag és gumi formák gyártásához. 

1. Alkalmazások

• Vágószerszámok
• Csapágyak 
• Műanyag öntőanyagok
• Szelep alkatrészek
• Fogaskerekek, tengelyek, bütykök
• Sebészeti és fogászati eszközök
• Springs
• Orvosi alkalmazások
• Kopásálló alkalmazások
• Autóipar
• Hardver

2. 440C rozsdamentes acél összetétel¹

Szén (C)	Króm (Cr)	Mangán (Mn)	Szilícium (Si)	Molibdén (Mo)	Foszfor (P)	Kén (S)
0,95 – 1,20	16,0 – 18,0	1,00 maximum	1,00 maximum	0,75 maximum	0,040 maximum	0,030 maximum

3. 440C rozsdamentes acél tulajdonságai

3.1 Keménység

A 440C rozsdamentes acél a 440-es sorozatú rozsdamentes acélok közül a legnagyobb keménységet érheti el. A 440C keménység 59 HRC. Edzésre alkalmas 60 HRC amikor temperálva van 150°C (300°F). A 440C rozsdamentes acél keménysége a különböző lágyítási eljárások után eltérő. Például egy lágyított rúd Rockwell-keménysége B-95 lehet. A melegen simított és lágyított kovácsolt rúd keménysége 269 HB. A hidegen simított és lágyított kovácsolt rúd keménysége 285 HB. A lágyított huzal keménysége B97 HRB.

3.2 Szakítószilárdsági tulajdonságok

• Lágyított110 ksi (758 MPa), minimum 110 ksi (758 MPa) rúd esetén.
• Hőkezelt/edzett285 ksi (1965 MPa).
• Hidegen kész bárMinimum 125 ksi (862 MPa).
• Lágyított huzalMinimum 140 ksi (965 MPa).
• Hideg fejű huzalTipikus 110 ksi (760 MPa).
• Könnyű huzalTipikus 120 ksi (830 MPa).
• MIM (fém fröccsöntött) 440C hőkezelés után: 876 MPa².

3.3 Folyáshatár (0,2% eltolás)

• Lágyított65 ksi (448 MPa), legalább 65 ksi (448 MPa) rúd esetén.
• Hőkezelt/edzett275 ksi (1896 MPa).
• Hidegen kész bárMinimum 100 ksi (689 MPa).

3.4 Nyúlás 2 hüvelykben (50 mm)

• Lágyított14%, minimum 14% rúdhoz.
• Hőkezelt/edzett: 2%.
• Hidegen kész bárMinimum 7%.
• Lágyított huzalMinimum 13%.

3.5 Szívósság (hőkezelt): 5 láb-lb.

3.6 Rugalmassági modulus29 x 10^6 psi (körülbelül 200 GPa).

3.7 Fajhő (32-212°F)0,11 Btu/lb °F.

3.8 SűrűségKörülbelül 0,29 lb/in.^3 (8,02 g/cm^3) általában rozsdamentes acélok esetében.

3.9 Hővezető képesség (20°C)29,3 W/(m·K).

3.10 Lineáris hőtágulási együtthatóKörülbelül 10,5 x 10^-6 K^-1 (20-100°C, 20-200°C, 20-300°C, 20-500°C közötti tartományban)³.

4. Hőkezelés

A 440C-os rozsdamentes acél hőkezelése, más martenzites rozsdamentes acélokhoz hasonlóan, jellemzően ausztenitesítést foglal magában., kioltás, és megeresztés. Az eljárás célja az acél martenzites mikroszerkezetté alakítása, amelyet aztán megeresztenek a keménység, a szilárdság, a képlékenység és a korrózióállóság egyensúlyának optimalizálása érdekében. 

4.1 Austenitizing(hardening)

Az ausztenitesítési hőmérséklet a 925–1065 °C (1700–1950 °F). Javasoljuk a következő hőmérsékletet: 1038°C (1900°F), mivel úgy gondoljuk, hogy ez a hőmérséklet biztosítja a legjobb keménységet és korrózióállóságot. Ezenkívül azt javasoljuk, hogy az anyagot előmelegítsük 650°C (1200°F) Ezt a lépést megelőzően minimalizálni kell a torzulást, vetemedést vagy repedést a gyors hevítés vagy edzés során fellépő magas hőmérsékleti gradiensek miatt. Az áztatási időnek elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy a karbidok feloldódjanak az ausztenitben, ami a króm jelenléte miatt lassabb lehet, mint a sima szénacélokban.

4.2 Quenching

Ausztenitesítés után a 440C acélt jellemzően edzik levegő vagy olaj.Az olajos edzés 1038°C (1900°F) vagy 1040°C (1900°F) hőmérsékleten egy gyakori választás. A edzés után az acél martenzitessé, egy kemény, mégis rideg szerkezetté alakul.

4.3 Tempering

A kioltást követő lépés a megeresztés, amelynek célja a keménység csökkentése, a szívósság és a képlékenység növelése, valamint a belső feszültség enyhítése.

A megeresztési hőmérséklet a 200°C és 350°C között (392°F és 662°F között). A különböző megeresztési hőmérsékletek eltérő keménységi szinteket eredményeznek, az alábbiak szerint:

Hőmérséklet (°C)	Hőmérséklet (°F)	Keménység (HRC)
150	300	60
315	600	57
425	800	58
480	900	57
540	1000	55

Meg kell jegyezni, hogy a 440C-os rozsdamentes acél és hasonló, magas széntartalmú martenzites rozsdamentes acélok megeresztése a következő tartományban történik: 427 °C és 566 °C között (800 °F és 1050 °F között) keményedési ridegséget és az ütésállóság és a korrózióállóság csökkenése.
Ha a szívósság növelése érdekében a fent említett hőmérsékleti tartományon kívüli megeresztés szükséges, akkor a következő megeresztési hőmérsékletet javasoljuk: 593°C (1100°F) vagy magasabb. Az ezen a hőmérsékleten történő megeresztés javítja az ütésállóságot és a korrózióállóságot, de némi keménységet veszít.

4.4 Különleges szempontok a 440C acél hőkezelésénél

• Előmelegítés: A fő edzési (ausztenitesítési) folyamat előtt javasoljuk a 440C-os rozsdamentes acél előmelegítését kb. 650°C (1200°F). Ez segít biztosítani az egyenletesebb hőmérséklet-eloszlást és minimalizálni a hősokkot a következő ausztenitesítési szakaszban.
• Lassú hűtés kovácsolás után: Nagy széntartalmú acélok, például a 440C esetében kovácsolás után lassú hűtést, vagy szakaszos hűtést javasolunk, amely magában foglalja a 150-250°C-ra való hűtést, a körülbelül 650°C-ra való újramelegítést, majd a végső hűtést. Ez segít megelőzni a repedéseket és a szemcsehatár-karbidok képződését.
• A visszatartott ausztenit kezelése: A frissen edzett 440C acél esetenként jelentős mennyiségű visszamaradt ausztenitet tartalmazhat (térfogatban potenciálisan 20-30%). Ha ezt nem kezelik, ez a visszamaradt ausztenit idővel spontán átalakulhat, ami méretváltozásokhoz és a repedések fokozott kockázatához vezethet. A fagypont alatti hőmérsékleten történő hidegkezelés a kioltás után hatékonyan átalakíthatja ezt a visszamaradt ausztenitet megeresztetlen martenzitté. Ezt a hidegkezelést legalább egy standard megeresztési ciklusnak kell követnie az újonnan képződött martenzit megeresztésére és a belső feszültségek enyhítésére.
• Hegesztés utáni hőkezelés (PWHT): Hegesztett 440C anyagú alkatrészek esetében a PWHT (préselési hőkezelés) szinte mindig szükséges lépés. Ez a kezelés a hegesztési varratban és a hőhatásövezetben képződött martenzit edzésére, valamint a maradék feszültségek enyhítésére szolgál. A 440C PWHT hőmérsékleti tartománya a következő: 480°C és 750°C között (895°F és 1380°F között).

5. Egyenértékű osztályzatok

• DIN EN (Európa): 1.4125 (X105CrMo17)
• JIS (Japán): SUS440C
• ISO: X105CrMo17
• GB (Kína): 9Cr18Mo vagy 95Cr18

6. Hasonlítsa össze a 440C-t más acélokkal

6.1 440C vs. D2

D2 szerszámacél kiváló kopásállóság, méretstabilitás és nagy keménység jellemzi hidegalakító szerszámalkalmazásokban, de nehezen megmunkálható és hegeszthető, valamint korlátozott szívóssággal rendelkezik.

Jellegzetes	440C rozsdamentes acél	D2 szerszámacél
Osztályozás	Martenzites rozsdamentes acél	Magas szén- és krómtartalmú hidegalakító szerszámacél
Elsődleges jellemző	Korrózióállóság	Kopásállóság és méretstabilitás
Keménység	59-62 HRC	58-62 HRC
Kopásállóság	Jó	Kiváló
Szívósság	Gyenge; általában törékenynek tekinthető a nagy elsődleges keményfém részecskék miatt.	Közepes vagy alacsony; nem ajánlott nagy ütésállóságot igénylő alkalmazásokhoz.
Korrózióállóság	Kiváló; bevonat nélkül készült, levegővel, édesvízzel, vegyszerekkel és ételsavval szembeni ellenállásra tervezték.	Korlátozott; polírozás után jelentős ellenállással rendelkezik a foltosodással szemben, de nem igazi rozsdamentes acél, mivel a legtöbb króm keményfémeket képez.
Megmunkálhatóság	Nehéz maratni/feltárni a mikrostruktúrát a magas vegyi ellenállás miatt.	Nehéz megmunkálni és csiszolni. Hagyományos módszerekkel gyakran “nem hegeszthetőnek” tekintik.
Méretstabilitás	Jó.	Kiváló; hőkezelés során minimális torzulásról ismert.
Tipikus alkalmazások	Finom kések, sebészeti eszközök, golyóscsapágyak, futógörgők, fröccsöntő formák korrozív anyagokhoz.	Hosszú szériás szerszámok, lyukasztók, vágószerszámok, fémek tömeggyártása.

2. 440C vs. 1095

Az 1095 egy magas széntartalmú acél, amely szilárdság szempontjából edzhető, és általában rugókhoz és olyan alkalmazásokhoz használják, ahol a korrózióállóság nem elsődleges tényező.

Jellemző	440C rozsdamentes acél	1095 acél
Osztályozás	Martenzites rozsdamentes acél	Magas széntartalmú acél / rugóacél
Korrózióállóság	Jó	Szegény
Keménység	Nagyon magas. Hőkezelhető akár 60 HRC keménységig, kiváló keménységet és kopásállóságot biztosítva.	Magas. Kb. 60 HRC-ig is edzhető, de az edzhetősége általában alacsonyabb, mint az ötvözött acéloké, például a 440C-é.
Élmegtartás	Kiváló	Jó. Ismert arról, hogy nagyon finom élezést produkál, de intenzív használat mellett sem biztos, hogy 440°C-ig megőrzi ezt az állapotot.
Szívósság	Mérsékelt. Nagyon magas keménységi szinteken kissé rideg lehet.	Jó. Általában szívósabbnak tartják, mint a 440°C, különösen rugós alkalmazásokhoz megeresztve.
Elsődleges alkalmazások	Vágószerszámok, késpengék, sebészeti eszközök, golyóscsapágyak és futógörgők.	Rugók, kések és egyéb szerszámok, ahol a szívósság kritikus fontosságú, és a korrózió nem jelent komoly problémát.
Fő előny	Kiváló korrózióállóság és kopásállóság.	Jó szívósság és könnyű élezés.

3. 440C rozsdamentes acél vs. 316

A 316-os rozsdamentes acél egy króm-nikkel minőségű, ausztenites rozsdamentes acélként besorolt. Az ausztenites rozsdamentes acélok jellemzően nem mágnesesek.

Jellemző	440C rozsdamentes acél	316 rozsdamentes acél
Acél típusa	Martenzites	Ausztenites
Fő jellemző	Nagy keménység és kopásállóság	Kiváló korrózióállóság
Keménység	Nagyon magas (akár 60 HRC-t is elérhet)	Lágyabb és képlékenyebb
Korrózióállóság	Jó, de kevésbé ellenálló, mint a 316-os acél, különösen a kloridokkal szemben	Kiváló, különösen ellenálló a kloridokkal szemben (“tengeri minőségű”)
Mágneses tulajdonságok	Ferromágneses (mágneses)	Általában nem mágneses
Hegeszthetőség	Általában nem ajánlott hegesztéshez	Jó, különösen a 316L alacsony széntartalmú változat
Kulcsfontosságú ötvözőelemek	Magas széntartalmú (0,95-1,20%), magas krómtartalmú (16-18%)	Molibdén (2-3%), Nikkel (10-14%), Alacsony széntartalmú (<0,08%)
Gyakori alkalmazások	Golyóscsapágyak, futógörgők, kiváló minőségű kések, sebészeti eszközök, vágóeszközök	Tengerészeti hardverek, élelmiszer-feldolgozó berendezések, vegyipari feldolgozás, nukleáris újrafeldolgozó üzemek

1. Bringas, JE (szerk.). (2004). Összehasonlító Világacél Szabványok Kézikönyve (3. kiadás). ASTM International. ↩︎
2. Beswick, JM (szerk.). (2002). Csapágyacél technológia. ASTM International. ↩︎
3. Schweitzer, Pennsylvania (2001). Fémes anyagok: fizikai, mechanikai és korróziós tulajdonságok. Marcel Dekker.  ↩︎

GYIK