440鋼のすべて（特性、強度、用途）

ガイド

鉄として特徴づけられる金属は、現代社会に不可欠な多様な材料の一種であります。 鉄は、鉄に炭素や他の元素を加えて作られる合金で、比類ない強度を備えています。 20世紀初頭に誕生して以来、鉄は何百種類にも増え、それぞれが独自の材料特性を持っている。 これらの鋼を整理するために、アメリカ鉄鋼協会（AISI）と自動車技術者協会（SAE）は、ある種の鋼を区別している。この記事では、ステンレス鋼や汚れ、腐食、錆に強い鋼の中から、鋼の種類を探ってみることにする。 このステンレス鋼は440鋼と呼ばれ、その硬度と耐摩耗性により高い人気を誇っている。

440 鋼の物理的特性

440鋼は、ステンレス鋼または最低 10%のクロムを含む合金鋼の一部であり、これらの合金に腐食に対する抵抗力を強めています。 AISIは、ステンレス鋼のための3桁の命名インデックスを作成しました（他の、非ステンレス鋼に与えられる典型的な4桁の名前とは対照的に、より詳細については、鋼の種類に関する記事をご覧ください）。 また、ステンレス鋼は分子構造に基づいて指定されており、オーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系、二相鋼がある。 これらの種類の違いは結晶格子構造にあり、これによりステンレス鋼は硬度、可鍛性、破壊に対する反発力など、特定の有益な加工特性を持つようになる。

ステンレス鋼の 4xx クラスは、クロムと合金化され、フェライトまたはマルテンサイト構造になっています。 440鋼は、実際には、440A、440B、440C、および440F鋼の4種類の鋼を指し、これらは、その組成中の炭素のレベルに基づいてのみ異なっているのです。 440鋼はどの種類も人気があるが、中でも440C鋼は最も硬度が高く、人気がある。 以下は、各タイプの化学組成です：

すべての 440 鋼に共通する元素：

• 16-18% クロム
• 1% マンガン
• 1% シリコン
• 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. これは、マルテンサイト構造であるためで、オーステナイト系やフェライト系ステンレス鋼よりも硬度は高くなりますが、腐食しやすくなっています。 これは、440 鋼がほとんどの鋼よりも耐食性が高いので、簡単に錆びるということではありませんが、純粋に錆の回復力のために選択すべきではないことを理解してください。

また、440 鋼が極端な温度ではうまく機能しないことを知ることも重要です。

また、440 鋼は、極端な温度ではうまく機能しないということも知っておく必要があります。 この事実は、特に過酷な環境でこの鋼を使用したい設計者にとって重要であり、440 鋼はおそらく最良の選択ではありません。

機械的特性

以下の表 1 は、440 鋼のいくつかの重要な機械特性を示しています。 各合金ブレンドは独自の値を保持しており、これらの値は強化処理によって変動することに注意することが重要です。 Table 1 shows values for AISI 440 stainless steel, which is closest to 440C steel:

Table 1: Summary of mechanical properties for 440 steel.

440 steel has impressively high strengths, as can be seen through its ultimate and tensile yield strengths. これらの指標は、440 鋼の試験片を軸方向に引き離し、そのひずみ対応力を曲線にプロットする実験的応力試験から得られたものです。 降伏応力とは、試験片が塑性変形（または永久変形）するまでに受けることのできる最大応力であり、極限強度とは、試験片が破壊するまでに受ける最大応力である。

材料の硬度は、材料の表面を引っかいたり、エッチングしたり、損傷したりするのがどれほど難しいかを比較する尺度です。 ブリネル、ビッカース、モースなど、多くの硬度スケールがありますが、鋼はロックウェル硬度スケールに基づき等級付けされることが最も多いようです。 440スチールのロックウェル硬度は58で、かなり硬いとされる。

弾性係数は、材料が弾性的に、または永久に変形しない状態で、どのように反応するかを示す尺度です。

弾性係数とは、材料が弾性的に、つまり永久に変形しない状態でどのように反応するかを示す尺度です。弾性係数が高いということは、材料を伸ばすのに高いレベルの応力が必要であり、それは剛性が高いことと考えることができます。

シャルピー衝撃試験は、極端な条件下、つまり破壊または高歪み条件下で、材料が吸収するエネルギー量を測定します。 重い振り子を鋼鉄のノッチ付き試験片に振り下ろすと、材料に吸収されたエネルギーがジュール単位で表示されます。 一般に、強度の高い材料はエネルギーを吸収しにくく、単に破壊してしまうからだ（強度が高いほど脆くなることを忘れてはならない）。 その結果、ほとんどの鋼材のシャルピー衝撃値は比較的低く、440鋼材も例外ではありません。 これは、440 鋼の剛性と強度のもう 1 つの例で、Charpy 試験の振り子で打ったときに、20 ジュール未満のエネルギーしか吸収しません。

440鋼の用途

焼鈍すると簡単に加工でき、熱処理すると強度と弾力性がある金属なので、ほとんどの機械工場で見かけることができます。 この材料は、比較的よく腐食に耐える必要があり、かつ、繰り返し使用しても摩耗しない部品に非常に適しています。 硬度が高く、成形性に優れているため、キッチンカトラリーとして使用する場合、ナイフの刃に最適な鋼材である。 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:

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

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