Todo sobre el acero 440 (propiedades, resistencia y usos)

Guías

Cristian Cavallo

Comparte:
Propiedades físicas del acero 440
Corrosion resistance & temperature effects
Propiedades mecánicas
Table 1: Summary of mechanical properties for 440 steel.
Aplicaciones del acero 440
Summary
Sources:
Other Steel Articles

Comparte:

Los metales que se caracterizan como acero son una clase diversa de materiales que forman parte integral de la sociedad moderna. El acero es una aleación que se fabrica combinando hierro con carbono, así como otros elementos que le proporcionan una resistencia inigualable. Desde sus inicios a principios del siglo XX, el acero ha proliferado en cientos de tipos, cada uno con sus propios perfiles de material. Para ayudar a organizar estos aceros, el American Iron & Steel Institute (AISI) y la Society of Automotive Engineers (SAE) han distinguido ciertos tipos de acero, y este artículo explorará una clase de acero de los aceros inoxidables o aquellos que son más resistentes a las manchas, las corrosiones y el óxido. Esta clase de acero inoxidable se conoce como los aceros 440, y es un material muy popular gracias a su dureza y resistencia al desgaste. En este artículo se investigarán las características, las propiedades del material y las aplicaciones del acero 440 para que los lectores puedan entender dónde se puede utilizar y cuál es la mejor forma de aplicar este metal.

Propiedades físicas del acero 440

El acero 440 forma parte de los aceros inoxidables o de aquellos aceros aleados que contienen un mínimo del 10% de cromo, lo que imbuye a estas aleaciones de una mayor resistencia a la corrosión. La AISI ha creado un índice de nomenclatura de tres dígitos para los aceros inoxidables (a diferencia de los nombres típicos de cuatro dígitos que se dan a otros aceros no inoxidables; consulte nuestro artículo sobre los tipos de aceros para obtener más información), donde el primer dígito representa el tipo de acero y los elementos de aleación. Los aceros inoxidables también se han designado en función de su estructura molecular, donde los aceros inoxidables pueden ser de tipo austenítico, ferrítico, martensítico o dúplex. Las diferencias entre estos tipos radican en sus estructuras de red cristalina, que confieren a los aceros inoxidables ciertas características de trabajo beneficiosas, como una mayor dureza, maleabilidad o resistencia a la fractura. Para obtener más información sobre los aceros inoxidables, consulte nuestro artículo relacionado que describe los tipos y grados de estos metales.

La clase 4xx de aceros inoxidables está aleada con cromo y tiene una estructura ferrítica o martensítica. El acero 440 se refiere en realidad a cuatro tipos de acero: 440A, 440B, 440C y 440F, que sólo se diferencian por el nivel de carbono en su composición. Todos los tipos de acero 440 son opciones populares, pero el acero 440C es el más popular de los cuatro, ya que tiene la mayor dureza. A continuación se muestran las composiciones químicas de cada tipo:

Elementos comunes en todos los aceros 440:

16-18% de cromo
1% de manganeso
1% de silicio
0.75% Molybdenum
0.04% Phosphorus
0.03% sulfur
Some percentage of Carbon

440A steel

0.6-0.75% Carbon

440B steel

0.75-0.95% Carbon

440C and 440F steels

0.95-1.20% Carbon

All 440 steels are hardenable, meaning they gain additional strength via heat treatment, and they are considered a high carbon alloy steel. When strengthened using this process, 440 steels are the hardest of all the stainless steels, making them both abrasion-resistant as well as corrosion-resistant. When in its soft «annealed» state, 440 steel is easily worked, machined, and manipulated into shape, where it can then be hardened and gain the increased strength for which it is known.

Corrosion resistance & temperature effects

While most stainless steels are resistant to rusting, 440 steels are slightly less corrosion resistant. Esto es el resultado de su estructura martensítica, que aumenta su dureza pero lo deja más abierto a la corrosión que los aceros inoxidables austeníticos y ferríticos. Esto no quiere decir que el acero 440 se oxide fácilmente, ya que son más resistentes a la corrosión que la mayoría de los aceros, pero entienda que no debe ser elegido puramente por su resistencia a la oxidación.

También es importante saber que los aceros 440 no funcionan bien a temperaturas extremas. Pierden su resistencia cuando están a altas temperaturas porque se sobre templan y se vuelven más blandos, y pierden su ductilidad a una temperatura inferior a 0o Celsius. Este hecho es importante para cualquier diseñador que desee aplicar este acero en entornos especialmente duros, ya que el acero 440 probablemente no sería la mejor opción.

Propiedades mecánicas

La tabla 1, a continuación, muestra algunas propiedades mecánicas importantes del acero 440. Es importante tener en cuenta que cada mezcla de aleación tiene sus propios valores únicos, y estos valores fluctúan en función del tratamiento de refuerzo. Table 1 shows values for AISI 440 stainless steel, which is closest to 440C steel:

Table 1: Summary of mechanical properties for 440 steel.

Mechanical Properties	Metric	English
Ultimate Tensile Strength	1750 MPa	254000 psi
Tensile Yield Strength	1230 MPa	186000 psi
Hardness (Rockwell)
Modulus of Elasticity	200 GPa	29000 ksi
Charpy Impact	19.0 J	14.0 ft-lb

440 steel has impressively high strengths, as can be seen through its ultimate and tensile yield strengths. Estas medidas proceden de pruebas de tensión experimentales, en las que una muestra de acero 440 se separa axialmente y su deformación frente a la tensión se traza en una curva. El límite elástico es la cantidad máxima de tensión que puede experimentar una muestra antes de deformarse plásticamente (o permanentemente), y la resistencia última es la tensión máxima experimentada por la muestra antes de fracturarse. Estas medidas son útiles en aplicaciones estructurales, en las que un material no debe deformarse permanentemente bajo un peso intenso, y en aplicaciones de alta tensión en las que no debe producirse un fallo.

La dureza del material es una medida comparativa de lo difícil que es rayar, grabar o dañar la superficie de un material. Existen muchas escalas, como las populares escalas de dureza Brinell, Vickers y Mohs, pero el acero se clasifica con mayor frecuencia en función de la escala de dureza Rockwell. El acero 440 tiene una dureza Rockwell de 58, que se considera bastante dura. A modo de comparación, los aceros duros utilizados para los bordes de las cuchillas tienen una dureza de 60, por lo que está claro que el acero 440 es bastante resistente a la deformación de la superficie.

El módulo de elasticidad es una medida de cómo responde un material mientras se deforma elásticamente, o de forma no permanente. Un módulo de elasticidad alto significa que se requiere un alto nivel de tensión para estirar un material, lo que puede considerarse como una mayor rigidez. El acero 440 tiene un alto módulo de elasticidad, lo que significa que no cede fácilmente a la tensión, y como tal lo convierte en un material rígido en general.

Las pruebas de impacto agudo determinan la cantidad de energía absorbida por un material cuando se encuentra en condiciones extremas, es decir, en condiciones de fractura o de alta tensión. Se hace oscilar un péndulo pesado en una muestra de ensayo con muescas de acero, donde un medidor mostrará la cantidad de energía, en julios, que absorbe el material. En general, los materiales de alta resistencia no absorben fácilmente mucha energía, sino que simplemente se fracturan (recuerde que la fragilidad aumenta con la resistencia). Como resultado, la mayoría de los aceros tienen una puntuación de impacto Charpy relativamente baja, y los aceros 440 no son diferentes. Es otro ejemplo de la rigidez y resistencia de los aceros 440, ya que sólo absorben menos de 20 julios de energía cuando son golpeados por el péndulo de la prueba Charpy.

Aplicaciones del acero 440

El acero 440 puede encontrarse en la mayoría de los talleres de mecanizado, ya que es un metal fácil de mecanizar cuando está recocido y, sin embargo, es fuerte y resistente cuando se trata térmicamente. Este material es excepcionalmente bueno para componentes que deben resistir relativamente bien la corrosión y sin embargo no se desgastan con el uso repetido. Es un acero estupendo para los filos de los cuchillos, ya que su dureza y a la vez su moldeabilidad son excelentes cuando se utiliza para los cubiertos de cocina. There are some other notable applications of 440 steel, listed below:

Mold and dies
Valve components
Instruments/measurement devices
Textile components
Ball bearings

to name but a few.

Summary

This article presented a brief summary of the properties, strength, and applications of 440 steel. For information on other products, consult our additional guides or visit the Thomas Supplier Discovery Platform to locate potential sources of supply or view details on specific products.

Sources:

https://www.academia.edu
http://web.mit.edu/1.51/www/pdf/chemical.pdf
http://www.astmsteel.com/product/440c-stainless-steel-aisi/
https://continentalsteel.com/stainless-steel/grades/alloy-440/
http://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?matguid=704ebd5797b944898f5cf39260fecce0
https://www.yorksaw.com/rockwell-hardness/
http://www.materials.unsw.edu.au/tutorials/online-tutorials/1-charpy-impact-test