Tutto sull'acciaio 440 (proprietà, forza e usi)

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Christian Cavallo

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Proprietà fisiche dell’acciaio 440
Corrosion resistance & temperature effects
Proprietà meccaniche
Table 1: Summary of mechanical properties for 440 steel.
Applicazioni dell’acciaio 440
Summary
Sources:
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I metalli che si caratterizzano come acciaio sono una classe diversificata di materiali che sono parte integrante della società moderna. L’acciaio è una lega che si ottiene combinando il ferro con il carbonio e altri elementi che gli conferiscono una forza ineguagliabile. Dai suoi inizi all’inizio del 20° secolo, l’acciaio ha proliferato in centinaia di tipi, ognuno con i propri profili di materiali unici. Per aiutare a organizzare questi acciai, l’American Iron & Steel Institute (AISI) e la Society of Automotive Engineers (SAE) hanno distinto alcuni tipi di acciaio, e questo articolo esplorerà una classe di acciaio dagli acciai inossidabili o quelli che sono più resistenti a macchie, corrosioni e ruggine. Questa classe di acciaio inossidabile è conosciuta come gli acciai 440, ed è un materiale molto popolare grazie alla sua durezza e resistenza all’usura. Questo articolo analizzerà le caratteristiche, le proprietà del materiale e le applicazioni dell’acciaio 440 in modo che i lettori possano capire dove può essere usato e come applicare al meglio questo metallo.

Proprietà fisiche dell’acciaio 440

L’acciaio 440 fa parte degli acciai inossidabili o di quegli acciai legati che contengono un minimo del 10% di cromo, che conferisce a queste leghe una maggiore resistenza alla corrosione. L’AISI ha creato un indice di denominazione a tre cifre per gli acciai inossidabili (al contrario dei tipici nomi a quattro cifre dati ad altri acciai non inossidabili; vedi il nostro articolo sui tipi di acciai per maggiori informazioni), dove la prima cifra rappresenta il tipo di acciaio e gli elementi di lega. Gli acciai inossidabili sono stati designati anche in base alla loro struttura molecolare, dove gli acciai inossidabili possono essere di tipo austenitico, ferritico, martensitico o duplex. Le differenze tra questi tipi risiedono nelle loro strutture reticolari cristalline, che danno agli acciai inossidabili alcune caratteristiche di lavoro benefiche come una maggiore durezza, malleabilità o resistenza alla frattura. Per ulteriori informazioni sull’acciaio inossidabile, fate riferimento al nostro articolo correlato che descrive i tipi e i gradi di questi metalli.

La classe 4xx di acciai inossidabili sono legati con cromo e hanno una struttura ferritica o martensitica. L’acciaio 440 si riferisce in realtà a quattro tipi di acciaio: 440A, 440B, 440C e 440F, che differiscono solo in base al livello di carbonio nella loro composizione. Tutti i tipi di acciaio 440 sono scelte popolari, ma l’acciaio 440C è il più popolare dei quattro, poiché ha la massima durezza. Di seguito sono riportate le composizioni chimiche di ogni tipo:

Elementi comuni a tutti gli acciai 440:

16-18% cromo
1% manganese
1% 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. Questo è il risultato della sua struttura martensitica, che aumenta la sua durezza ma la lascia più aperta alla corrosione rispetto agli acciai inossidabili austenitici e ferritici. Questo non vuol dire che l’acciaio 440 arrugginisce facilmente, dato che è più resistente alla corrosione della maggior parte degli acciai, ma capire che non dovrebbe essere scelto puramente per la sua resistenza alla ruggine.

È anche importante sapere che gli acciai 440 non lavorano bene a temperature estreme. Perdono la loro forza alle alte temperature perché si surriscaldano e diventano più morbidi, e perdono la loro duttilità a una temperatura inferiore a 0o Celsius. Questo fatto è importante per qualsiasi progettista che desideri implementare questo acciaio in ambienti particolarmente difficili, poiché l’acciaio 440 non sarebbe probabilmente la scelta migliore.

Proprietà meccaniche

La tabella 1, qui sotto, mostra alcune importanti proprietà meccaniche dell’acciaio 440. È importante notare che ogni miscela di leghe ha i suoi valori unici, e questi valori fluttuano in base al trattamento di rinforzo. 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. Queste misure provengono da test di stress sperimentali, in cui un campione di acciaio 440 viene separato assialmente e la sua deformazione rispetto allo stress viene tracciata su una curva. Il carico di snervamento è la quantità massima di sollecitazione che un campione può sperimentare prima di deformarsi plasticamente (o permanentemente), e il carico di rottura è la sollecitazione massima sperimentata dal campione prima che si rompa. Queste misure sono utili nelle applicazioni strutturali, dove un materiale non deve deformarsi permanentemente sotto un peso intenso, e nelle applicazioni ad alta sollecitazione dove non deve verificarsi un cedimento.

La durezza del materiale è una misura comparativa di quanto sia difficile graffiare, incidere o danneggiare la superficie di un materiale. Ci sono molte scale come le popolari scale di durezza Brinell, Vickers e Mohs, ma l’acciaio è più spesso classificato in base alla scala di durezza Rockwell. L’acciaio 440 ha una durezza Rockwell di 58, che è considerata abbastanza dura. Per confronto, gli acciai duri usati per i bordi delle lame hanno una durezza di 60, quindi è chiaro che l’acciaio 440 è abbastanza resistente alla deformazione superficiale.

Il modulo di elasticità è una misura di come un materiale risponde mentre si deforma in modo elastico, o non permanente. Un alto modulo di elasticità significa che è necessario un alto livello di stress per allungare un materiale, che può essere pensato come se avesse una maggiore rigidità. L’acciaio 440 ha un alto modulo di elasticità, il che significa che non cede facilmente alle sollecitazioni, e come tale lo rende un materiale complessivamente rigido.

Il test di impatto carnoso determina la quantità di energia assorbita da un materiale in condizioni estreme, cioè in condizioni di rottura o di alta deformazione. Un pendolo pesante viene fatto oscillare in un provino d’acciaio intagliato, dove un indicatore mostrerà quanta energia, in Joule, viene assorbita attraverso il materiale. In generale, i materiali ad alta resistenza non assorbono facilmente molta energia, perché si fratturano semplicemente (ricordate: la fragilità aumenta con la forza). Di conseguenza, la maggior parte degli acciai ha un punteggio di impatto Charpy relativamente basso, e gli acciai 440 non sono diversi. È un’altra illustrazione della rigidità e della forza degli acciai 440, poiché assorbono solo meno di 20 Joule di energia quando vengono colpiti dal pendolo del test Charpy.

Applicazioni dell’acciaio 440

L’acciaio 440 si trova nella maggior parte delle officine meccaniche, poiché è un metallo facile da lavorare quando è ricotto e tuttavia è forte e resiliente quando viene trattato termicamente. Questo materiale è eccezionalmente buono per i componenti che devono resistere relativamente bene alla corrosione e tuttavia non si usura sotto l’uso ripetuto. È un ottimo acciaio per i bordi dei coltelli, dato che la sua durezza e formabilità eccelle quando viene usato per le posate da cucina. 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

Tutto sull’acciaio 440 (proprietà, forza e usi)

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