Czy stal 4140 jest nierdzewna?

NIE, stal 4140 nie jest stalą nierdzewną. Jest ona konsekwentnie klasyfikowana jako stal niskostopowa o średniej zawartości węgla, a konkretnie stop chromowo-molibdenowy (Cr-Mo).

Co to jest stal nierdzewna

Stal nierdzewna to szeroka grupa stopów na bazie żelaza, charakteryzujących się przede wszystkim zwiększoną odpornością na korozję. Ta wyjątkowa właściwość jest osiągana przez dodanie minimalnej ilości chromu, zwykle 10,5% wagowo, chociaż niektóre definicje mogą określać 11%, 11,5% lub nawet 12% chromu. Oprócz chromu stale nierdzewne zwykle zawierają maksymalną zawartość węgla mniejszą niż 1,2% i mogą zawierać inne pierwiastki stopowe, takie jak nikiel, molibden, mangan, krzem, tytan, niob, azot, siarka, miedź, aluminium, wanad i wolfram.

Cecha „nierdzewna” pochodzi z spontanicznego tworzenia się cienkiej, niewidocznej i silnie przylegającej pasywnej warstwy na powierzchni stali, gdy jest ona wystawiona na działanie środowiska utleniającego, takiego jak powietrze lub napowietrzona woda. Ta pasywna warstwa składa się głównie z tlenku chromu (Cr2O3) i działa jak bariera, chroniąc leżący pod spodem metal przed dalszą korozją poprzez hamowanie dyfuzji tlenu i jonów metalu. Wyjątkową cechą tej powłoki jest jej zdolność do samonaprawy: jeśli zostanie uszkodzona przez zarysowanie lub ścieranie, natychmiast odbudowuje się w obecności tlenu.

Analiza dlaczego 4140 nie jest stalą nierdzewną

Aby zostać sklasyfikowaną jako stal nierdzewna, stal zazwyczaj wymaga zawartości chromu (Cr) wynoszącej co najmniej 10,5% do 12%. Jednak skład chemiczny stali 4140 pokazuje, że jej zawartość chromu (Cr) zazwyczaj mieści się w zakresie od 0,80% do 1,20%. Wartość ta jest znacznie poniżej progu zawartości chromu dla stali nierdzewnej. Dla porównania, martenzytyczny Stal nierdzewna 410 ma zawartość chromu od 11,5% do 13,5%, natomiast stal nierdzewna ferrytyczna 430 ma zawartość chromu od 16,0% do 18,0%.

Mimo że stal niskostopowa 4140 ma nieco lepszą odporność na korozję niż niestopowa stal węglowa, w przypadku zastosowań zewnętrznych nadal należy ją pokrywać powłoką ochronną.

Pod względem zastosowań 4140 jest stosowany przede wszystkim w zastosowaniach wymagających wysokiej odporności na skręcanie i naprężenia odwrotne, takich jak sztywne elementy wału. Jest to całkowicie inne od zastosowań odpornych na korozję stali nierdzewnej.

Stal 4140 jest klasyfikowana jako „stal węglowa średniostopowa” lub „stal niskostopowa”. Jest również określana jako stop chromowo-molibdenowy. Ponadto, chociaż jest szeroko stosowana w warsztatach narzędziowych, nie jest uważana za rodzaj stali narzędziowej.

Podsumowując, skład chemiczny stali 4140 oraz jej klasyfikacja w podręcznikach materiałowych jednoznacznie wskazują, że należy ona do kategorii stali niskostopowych, a nie stali nierdzewnych.