Propriedades do aço inoxidável 440C

O 440C é um aço inoxidável martensítico de alto carbono e alto cromo, projetado para máxima dureza e resistência ao desgaste entre os aços resistentes à corrosão. Após tratamento térmico adequado, pode atingir até 60 HRC e é tipicamente utilizado entre 57 e 60 HRC, proporcionando forte resistência à abrasão, ao desgaste de aresta e à deformação superficial sob carga de contato.

Seu alto teor de carbono também significa baixa ductilidade e resistência ao impacto limitada. Isso faz do 440C um material para peças sujeitas a desgaste sob carga estável, não para aplicações estruturais ou sujeitas a impactos. Tudo nesta página decorre dessa única compensação, portanto, é útil interpretar as propriedades como um equilíbrio, em vez de uma lista de pontos fortes.

Composição química do aço inoxidável 440C

A composição do 440C (UNS S44004) equilibra temperabilidade, formação de carbonetos e resistência à corrosão utilizável.

Composição típica (wt%):

ElementoConteúdo (%)
Carbon (C)0,95 a 1,20
Cromo (Cr)16,00 a 18,00
Molibdênio (Mo)0,75 máximo
Manganês (Mn)1,00 máximo
Silício (Si)1,00 máximo
Fósforo (P)0,040 máximo
Enxofre (S)0,030 máximo

Os altos teores de carbono e cromo produzem uma matriz martensítica com grande volume de carbonetos ricos em cromo. Essa estrutura determina a dureza, a resistência ao desgaste e a resistência à compressão, e também reduz a tenacidade. Ler o restante dessas propriedades através da estrutura de carbonetos é a maneira mais rápida de entender o 440C.

440A vs 440B vs 440C: Como o Carbono Altera a Classificação

A família 440 compartilha uma base de cromo e se diferencia principalmente pelo teor de carbono. O carbono controla a dureza máxima que a liga pode atingir e o quanto de tenacidade ela sacrifica.

GrauCarbono (%)Dureza MáximaResistência ao desgasteResistência Relativa
440A0,60 a 0,7556 HRCMédioMais alto
440B0,75 a 0,9558 HRCMédio a altoMédio
440C0,95 a 1,2060 HRCAltoInferior

Mais carbono forma carbonetos ricos em cromo, que aumentam a dureza e a resistência ao desgaste, mas reduzem a ductilidade e a resistência ao impacto. Escolha o 440A quando a resistência à corrosão e a tenacidade importarem mais do que a vida da aresta. Escolha o 440C quando a dureza e a resistência ao desgaste forem a prioridade e a peça puder ser projetada em torno de tenacidade limitada. O 440B fica entre os dois.

Aço inoxidável 440C equivalente

Sistema padrãoDesignação
AISI / SAE440°C / 51440°C
UNSS44004
EN / DIN1.4125
Nome em inglêsX105CrMo17
ASTMA276 (Barras e Formas)
metalurgia do póMIM 440C

A liga EN 1.4125 (X105CrMo17) é o equivalente europeu mais próximo da AISI 440C, com uma faixa de carbono de aproximadamente 0,95 a 1,20% e uma faixa de cromo de 16 a 18%.

Propriedades mecânicas do aço inoxidável 440C

O comportamento mecânico do 440C muda acentuadamente entre as condições recozida e endurecida. Na prática, é fornecido recozido para usinagem e depois tratado termicamente para atingir seu desempenho final. Os dados de propriedades físicas dos graus inoxidáveis estão reunidos no Tabela de propriedades físicas do aço inoxidável.

PropriedadeCondição recozidaCondição endurecida e revenida
DurezaAproximadamente 230 HB (máximo de 270 HB)57 a 60 HRC
Resistência à tracçãoAproximadamente 758 MPaPor volta de 1970 MPa
Resistência ao escoamentoAproximadamente 430 a 450 MPaAproximadamente de 1896 a 1900 MPa
Alongamento13 a 14%Sobre 2%
Redução de ÁreaSobre 25%Sobre 10%
Resistência (Entalhe Charpy em V)Normalmente não é relatado3 a 5 pés-libra
UsinabilidadeSobre o 40% (em comparação com o AISI 1212)Muito ruim

O módulo de elasticidade é de cerca de 200 GPa, semelhante ao da maioria dos aços, portanto não é um fator de seleção. Após o tratamento térmico, o aço adquire resistência e dureza muito altas, enquanto a ductilidade e a resistência ao impacto diminuem. O alongamento de 2% e os baixos valores de Charpy são os números a ter em mente: o 440C suporta bem a carga, mas não a redistribui, de modo que a falha sob sobrecarga ou impacto é súbita e não gradual.

Visão geral do tratamento térmico do aço inoxidável 440C

O desempenho do 440C depende fortemente do tratamento térmico. Têmpera e revenimento controlados proporcionam sua dureza, resistência ao desgaste e estabilidade dimensional.

ProcessoFaixa de temperaturaObjetivo principal
Recozimento845 a 900°CAmolecer a estrutura para usinagem
Pré-aquecimentoAproximadamente 790°C (várias etapas para peças grandes)Reduzir o estresse térmico e a distorção.
Austenitização1010 a 1065°C (até 1095°C)Dissolver carbonetos e possibilitar o endurecimento
TêmperaAr ou óleoFormam martensita e atingem a dureza.
Tratamento SubzeroAproximadamente -75°C ou menosReduzir a austenita retida
RevenimentoAproximadamente 150 a 370°C (tipicamente 315°C)Ajuste a rigidez e alivie o estresse.

A temperatura de revenido é a principal variável de controle para o resultado final. Para uma análise completa dos valores após têmpera e revenido, e por que os números relatados variam, consulte o [inserir referência aqui]. Página de dureza endurecida 440C.

Como as propriedades do 440C se traduzem em desempenho

As propriedades principais só importam em contexto. Em serviço real, o comportamento do 440C depende do compromisso entre dureza, resistência ao desgaste, resistência à corrosão e tenacidade. Não é possível ler nenhuma delas isoladamente, porque a mesma estrutura de carbonetos que eleva uma geralmente reduz outra.

Resistência ao desgaste

O aço 440C oferece alta resistência ao desgaste graças a uma matriz martensítica dura combinada com um alto volume de carbonetos ricos em cromo. Com dureza de 57-60 HRC, ele resiste tanto ao desgaste adesivo quanto ao abrasivo. A matriz dura limita a deformação da superfície, a adesão, o desgaste por atrito e o engripamento, enquanto os carbonetos resistem ao corte e ao sulcamento durante o contato por deslizamento ou rolamento. É por isso que o 440C mantém uma superfície e um fio estáveis por mais tempo do que a maioria dos aços inoxidáveis.

Os mesmos carbonetos definem o limite. Quando são grosseiros ou distribuídos de forma irregular, criam pontos de tensão localizados que podem iniciar microtrincas sob contato cíclico ou de rolamento. Nessa situação, o modo de falha muda de desgaste estável para fadiga superficial. O tratamento subzero melhora a estabilidade dimensional ao reduzir a austenita retida, mas não altera esse mecanismo. O 440C é confiável sob carregamento estável, mas torna-se menos previsível quando a fadiga de contato conduz a falha.

Resistência à corrosão

O 440C oferece resistência à corrosão moderada e é adequado para serviço leve, como exposição atmosférica, sistemas lubrificados e condições industriais leves. O limite, novamente, vem dos carbonetos. Parte do cromo fica retida nos carbonetos e não pode sustentar a camada de óxido passiva, então o filme protetor é mais fraco do que em graus austeníticos.

O tratamento térmico altera isso ainda mais. Altas temperaturas de austenitização dissolvem mais liga e melhoram a resistência à corrosão, enquanto o revenimento pode reduzi-la ao alterar a composição local. Ajustar para desempenho mecânico pode, portanto, ocorrer às custas da estabilidade à corrosão. Não use o 440C em ambientes ricos em cloretos, meios químicos agressivos ou corrosão em alta temperatura.

Tenacidade e comportamento mecânico

No estado temperado, o 440C é resistente, mas com ductilidade muito baixa, com alongamento de cerca de 2%. Sob carga, não consegue redistribuir a tensão, de modo que, uma vez que um ponto local exceda seu limite, a peça falha com pouco aviso. Os modos de falha típicos incluem lascamento de aresta, iniciação de trincas em concentradores de tensão e fratura frágil súbita sob impacto ou flexão. A baixa ductilidade e os carbonetos atuando como iniciadores de trincas conduzem essas falhas.

A conclusão prática é consistente em todas as três propriedades. O 440C tem bom desempenho sob carregamento estável e bem distribuído, mas torna-se não confiável quando impacto, choque ou concentração de tensão determinam o resultado.

440C versus outros aços inoxidáveis e aços para ferramentas

Escolher o aço 440C fica mais fácil quando você percebe como ele equilibra dureza, resistência ao desgaste, resistência à corrosão e tenacidade em comparação com os aços com os quais geralmente compete.

Propriedade440C420440A / 440BD2316
Tipo de açoInoxidável martensíticoInoxidável martensíticoInoxidável martensíticoAço para ferramentasAço inoxidável austenítico
Dureza MáximaCerca de 60 HRC46 a 54 HRC56 a 58 HRC60 a 62 HRCNão endurecível
Resistência ao desgasteAltoMédioMédioMuito altoBaixo
Resistência à corrosãoMédioMédioMédio a altoBaixoExcelente
TenacidadeBaixoMédioMédioMuito baixoAlto
UsinabilidadePobreModeradoModeradoPobreBom

O 440C equilibra resistência ao desgaste e resistência à corrosão. Em comparação com o 420 ou o 440A, oferece maior dureza e maior vida ao desgaste. Comparado ao D2, troca parte da resistência ao desgaste por melhor resistência à corrosão. Comparado ao 316, oferece resistência e dureza muito maiores, mas resistência à corrosão muito menor.

Quando usar o aço inoxidável 440C

O 440C é adequado para aplicações que exigem alta dureza e resistência ao desgaste, resistência à corrosão moderada e carregamento estável.

É comum em ferramentas de corte de precisão, como facas, instrumentos cirúrgicos e lâminas finas, onde a retenção do fio é crucial. Apresenta bom desempenho em peças de contato rolante, como esferas e pistas de rolamento, especialmente onde a resistência à corrosão supera a dos aços para rolamentos padrão. Em sistemas de fluidos, é utilizado em sedes de válvulas, válvulas de agulha e peças de bombas que operam em água doce ou fluidos industriais leves. Também serve como inserto para moldes plásticos de polímeros abrasivos ou levemente corrosivos, onde a dureza superficial e a estabilidade dimensional são importantes. Para uma descrição completa por tipo de componente, consulte a página de aplicações do aço 440C.

Quando NÃO usar aço inoxidável 440C

Escolha o 440C somente quando tenacidade, forte resistência à corrosão ou fabricação fácil forem os requisitos principais.

Sua baixa tenacidade faz com que tenha desempenho ruim sob impacto ou flexão, tornando-o inadequado para peças estruturais ou com carregamento dinâmico. Sua resistência à corrosão é limitada em ambientes ricos em cloretos ou marinhos, onde graus austeníticos como o 316 são mais confiáveis. O alto teor de carbono e o comportamento de têmpera ao ar tornam a soldagem não confiável. Perde dureza em temperaturas elevadas e não é adequado para serviço em alta temperatura. A usinagem é difícil mesmo no estado recozido, e o desgaste da ferramenta é alto, de modo que graus de corte fácil são frequentemente mais práticos para peças complexas ou de alto volume.

440C Aplicações Baseadas em Propriedades

A gama de aplicações decorre diretamente da combinação de alta dureza, resistência ao desgaste e resistência moderada à corrosão. O aço 440C é utilizado principalmente em peças sujeitas a fricção, contato por rolamento ou carregamento superficial repetido, incluindo rolamentos resistentes à corrosão, componentes de válvulas, instrumentos de precisão, ferramentas de corte e lâminas industriais. Onde são necessárias tanto resistência ao desgaste quanto proteção básica contra corrosão, ele aparece em instrumentos médicos, equipamentos para processamento de alimentos e componentes selecionados das indústrias aeroespacial e petrolífera. Processos de metalurgia do pó, como a moldagem por injeção de metal, são utilizados para produzir peças pequenas e complexas onde a usinagem é ineficiente, incluindo componentes automotivos de precisão, mecanismos de travamento e conjuntos miniatura resistentes ao desgaste.

Devido à sua baixa tenacidade e limitada estabilidade térmica, o aço 440C geralmente é evitado em aplicações sujeitas a impactos, estruturais e de alta temperatura.

Aplicações 440C Usos comuns do aço inoxidável 440C com base em seus limites de dureza, resistência ao desgaste, resistência à corrosão e tenacidade. Guia de tratamento térmico a 440°C Orientações sobre recozimento, têmpera, resfriamento rápido, tratamento térmico abaixo de zero e revenimento para o aço inoxidável 440C.

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