Prezentare tehnică de oțel 440C

Oțel 440C Prezentare tehnică: Oțelul 440C este un oțel inoxidabil martensitic cu conținut ridicat de carbon și crom, cu o compoziție tipică de 0,95-1,20% Carbon și 16,0-18,0% Crom. Acest lucru dă o duritate ridicată, ajungând la aproximativ Rockwell C 60, făcând acest grad potrivit pentru aplicații care necesită o rezistență excelentă la uzură, cum ar fi tacâmurile și rulmenții cu bile. Oferă o bună rezistență la coroziune.

1. Compoziție chimică din oțel 440C

Limitele standard de compoziție chimică sunt detaliate mai jos:

Componentă	%
Carbon (C)	0.95 – 1.20
Crom (Cr)	16.0 – 18.0
Mangan (Mn)	1,00 max
Siliciu (Si)	1,00 max
Molibden (Mo)	0,75 max
Fosfor (P)	0,040 max
sulf (S)	0,030 max

2. Proprietăți mecanice ale oțelului 440C:

• Acest oțel atinge o duritate ridicată, de obicei 56-58 HRC recoaptă, ajungând până la 58 HRC după tratamentul termic.
• Călirea de la 1050°C în ulei dă 60 HRC. Un tratament ulterior la rece la -75 °C timp de 1 oră poate crește acest lucru la 61,5 HRC.
• Revenirea reduce duritatea: revenirea la 150°C are ca rezultat 61 HRC; Revenirea la 200°C produce 59 HRC.
• Conform ASTM A 276-03, duritatea maximă pentru 440B și 440C bar/forma recoaptă (condiție A) finisată la rece este de 285 HB.
• JIS G 4303:1998 specifică o duritate minimă de 56 HRC pentru SUS440B finisat la cald (HF) (Q ≤ 75) și 58 HRC pentru SUS440C în aceleași condiții.

3. Proprietăți fizice ale oțelului 440C:

Proprietățile fizice cheie sunt enumerate aici:

Proprietate	Valoare
Temperaturi critice aproximative
Ac1 (începutul formării austenitei la încălzire)	815-865°C
Ar1 (începutul formării de ferită/carbură la răcire)	765-665°C
Ms (începutul formării martensitei)	145°C
Conductivitate termică (la 20°C)	29,3 W/(m·K)
Coeficient de expansiune liniară (20 până la 100°C)	10,5 μm/m·K
Coeficient de expansiune liniară (20 până la 200°C)	10,5 μm/m·K
Coeficient de expansiune liniară (20 până la 300°C)	10,5 μm/m·K
Coeficient de expansiune liniară (20 până la 500°C)	11,7 μm/m·K

4. Aplicații

• Tacâmuri: duritatea ridicată permite o margine ascuțită durabilă, în timp ce rezistența la coroziune rezistă alimentelor și spălării. Prin urmare, este obișnuit pentru lamele de cuțit de înaltă calitate.
• Rulmenți: duritatea sa ridicată și rezistența la uzură îl fac potrivit pentru rulmenți cu bile și componente, în special acolo unde este necesară și rezistența la coroziune. Este specificat ca oțel pentru rulmenți rezistent la uzură și la coroziune.
• Instrumente chirurgicale și dentare: Combinația de duritate ridicată (retenție a marginilor), rezistență la uzură (longevitate) și rezistență bună la coroziune (rezistă la sterilizare/fluide corporale) face ca 440C să fie adecvat pentru instrumentele chirurgicale și dentare.
• Componentele supapei: Rezistența la coroziune a 440C împotriva diferitelor medii și rezistența la uzură împotriva curgerii fluidului sprijină utilizarea acestuia în duze și părți ale supapelor.
• Matrite din plastic: Rezistența ridicată, duritatea și rezistența la coroziune fac din 440C o alegere comună pentru matrițele din plastic.
• Aplicații marine: Nivelurile ridicate de crom asigură o rezistență suficientă la coroziune pentru utilizare în atmosfere marine sau medii cu apă de mare, deși există limitări.
• Aplicații care necesită rezistență ridicată la uzură: în general, conținutul ridicat de carbon face din 440C o opțiune preferată de oțel inoxidabil unde rezistența mai mare la uzură este primară.
• Componente pentru medii corozive: AISI 440C este utilizat pe scară largă acolo unde rezistența la coroziune este un aspect cheie.

5. Tratament termic

Procesul de tratament termic recomandat pentru oțel 440C:

5.1 Forjare

Post-forjare, gradele mai mari de carbon, cum ar fi 440C, necesită o răcire lentă și atentă pentru a preveni fisurarea. Se poate folosi un ciclu de răcire întrerupt: răcirea aerului la 150-250°C, reîncălzirea la ~650°C, apoi răcirea în cele din urmă. Acest lucru reduce la minimum formarea excesivă de carbură la granițare.

5.2 Austenitizare

Se încălzește la o temperatură adecvată, de obicei 1038-1040°C (1900°F), pentru a transforma microstructura în austenită și pentru a obține o duritate/rezistență optimă la coroziune. Țineți la temperatură pentru a asigura o dizolvare adecvată a carburilor.

5.3 stingere

Răcirea rapidă după austenitizare formează martensită. Călirea cu ulei sau călirea cu aer sunt metode standard, în funcție de dimensiunea secțiunii și viteza de răcire dorită.

5.4 Călirea

Martensita stinsă necesită revenire pentru a reduce fragilitatea și pentru a crește duritatea menținând în același timp suficient Pentru 440°C, temperați între 200°C și 350°C (aproximativ 400°F până la 660°F). Temperatura specifică dictează echilibrul final duritate/tenacitate.

5.5 Revenirea la 204°C (400°F) după austenitizare și stingerea uleiului este o practică standard pentru a optimiza duritatea și rezistența la coroziune.

• Revenirea între 400°C și 600°C este în general evitată deoarece poate provoca sensibilizare (precipitarea carburilor de crom mai grosiere), reducând rezistența la coroziune.
• Reducerea tensiunilor: Pentru a reduce tensiunile interne, efectuați reducerea tensiunilor după forjare sau prelucrare grea. Pentru materialul întărit, reducerea tensiunilor este puțin mai mică (14 până la 28 °C sau 25 până la 50 °F) decât ultima temperatură de revenire.

6. Rezistența la coroziune a oțelului 440C

6.1 Formarea carburilor și epuizarea cromului:

Formarea grosieră de carbură eutectică (în timpul solidificării și tratamentului termic) leagă cromul semnificativ, reducând cromul „liber” disponibil în matricea martensitică pentru stratul pasiv protector. Acest lucru afectează rezistența generală la coroziune în comparație cu oțelurile inoxidabile cu conținut scăzut de carbon.

6.2 Comparație cu alte grade martensitice:

În comparație cu clase precum 420, 440C oferă o rezistență mai mare la uzură (datorită mai multor carburi), dar o rezistență la coroziune ușor mai mică în unele medii din cauza epuizării cromului. Încă se consideră că are o rezistență bună la coroziune.

6.3 Influența tratamentului termic: Tratamentul termic adecvat este esențial.

• Austenitizarea are ca scop dizolvarea carburilor și maximizarea cromului în soluție, deși pe baza conținutului de carbon, carburile nedizolvate vor rămâne.
• Revenirea la temperatură mai scăzută (200°C-350°C) este recomandată pentru a echilibra duritatea și rezistența la coroziune.
• Evitați călirea între 400°C-600°C, deoarece aceasta provoacă sensibilizare (precipitări mai grosiere de carbură de crom) și afectează rezistența la coroziune.

6.4 Performanța în medii specifice:

• 440C pasivat nu a arătat nicio rugină la testele de imersie în apă de la robinet.
• 440C convențional poate dezvolta rugina în testele de imersie în soluție de NaCl 3,5%, spre deosebire de unele oțeluri mai noi aliate cu azot.
• În general, obținerea unei rezistențe bune la coroziune prin întărirea oțelului necesită cel puțin 10-11% crom „liber” în matricea post-tratament termic. Oțelurile cu conținut ridicat de carbon precum 440C au nevoie de exces de crom în aliajul inițial pentru a îndeplini acest lucru.

6.5 Contextul aplicațiilor

În ciuda efectului carbonului, 440C este utilizat pe scară largă acolo unde sunt necesare duritate ridicată, rezistență la uzură și rezistență rezonabilă la coroziune (de exemplu, tacâmuri, rulmenți). Cu toate acestea, în comparație cu alte clase de inox sau aliaje specializate, este posibil să nu fie alegerea optimă pentru medii puternic corozive (de exemplu, expunerea constantă la apă sărată).

Întrebări frecvente

1. Este 440C un oțel japonez?

Nu, 440C este o denumire americană (AISI/ASTM).

2. Este D2 sau 440C mai bine?

• Alegeți D2 pentru rezistență maximă la uzură abrazivă acolo unde coroziunea este minoră sau mediul este blând (de exemplu, scule de prelucrare la rece, matrițe de lungă durată). D2 oferă rezistență superioară la uzură și stabilitate dimensională pentru astfel de aplicații.
• Alegeți 440C pentru un echilibru între rezistență bună la uzură și rezistență semnificativă la coroziune (de exemplu, matrițe, tacâmuri și rulmenți în medii umede sau ușor chimice).

3. Oțelul 440C este bun pentru un cuțit?

Da, combinația sa de duritate, rezistență la uzură și rezistență la coroziune face din 440C un material foarte potrivit și popular pentru multe cuțite.