Tudo Sobre Aço 440 (Propriedades, Força e Usos)

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Propriedades físicas do aço 440
Corrosion resistance & temperature effects
Propriedades Mecânicas
Table 1: Summary of mechanical properties for 440 steel.
Aplicações do aço 440
Summary
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Os metais que são caracterizados como aço são uma classe diversificada de materiais que são parte integrante da sociedade moderna. O aço é uma liga que é feita através da combinação do ferro com o carbono, bem como outros elementos que lhe conferem uma resistência inigualável. Desde o seu início no início do século XX, o aço proliferou em centenas de tipos, cada um com os seus próprios perfis de materiais únicos. Para ajudar a organizar estes aços, The American Iron & Steel Institute (AISI) e a Society of Automotive Engineers (SAE) distinguiram certos tipos de aço, e este artigo explorará uma classe de aço dos aços inoxidáveis ou aqueles que são mais resistentes a manchas, corrosões e ferrugem. Esta classe de aço inoxidável é conhecida como aços 440, e é um material muito popular graças à sua dureza e resistência ao desgaste. Este artigo irá investigar as características, propriedades do material e aplicações do aço 440 para que os leitores possam entender onde ele pode ser utilizado e como melhor aplicar este metal.

Propriedades físicas do aço 440

440 faz parte dos aços inoxidáveis ou aquelas ligas de aço que contêm um mínimo de 10% de cromo, imbuindo estas ligas com maior resistência à corrosão. A AISI criou um índice de nomes de três dígitos para os aços inoxidáveis (ao contrário dos nomes típicos de quatro dígitos dados a outros aços não inoxidáveis; veja nosso artigo sobre os tipos de aços para mais informações), onde o primeiro dígito representa o tipo de aço e elementos de liga. Os aços inoxidáveis também foram designados com base em sua estrutura molecular, onde os aços inoxidáveis podem ser austeníticos, ferríticos, martensíticos ou tipos duplex. As diferenças entre estes tipos residem nas suas estruturas cristalinas, que conferem aos aços inoxidáveis certas características benéficas de trabalho, como o aumento da dureza, maleabilidade ou resiliência à fratura. Para mais informações sobre os aços inoxidáveis, consulte nosso artigo relacionado que descreve os tipos e graus desses metais.

A classe 4xx de aços inoxidáveis são ligados com cromo e são ferríticos ou martensíticos na estrutura. Os aços 440 na verdade se referem a quatro tipos de aço: 440A, 440B, 440C e 440F, que diferem apenas com base no nível de carbono em sua composição. Todos os tipos de aço 440 são escolhas populares, mas o aço 440C é o mais popular dos quatro, pois tem a maior dureza. Abaixo estão as composições químicas de cada tipo:

elementos comuns em todos os aços 440:

16-18% de cromo
1% de manganês
1% de silício
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. Isto é o resultado da sua estrutura martensítica, que aumenta a sua dureza mas deixa-o mais aberto à corrosão do que os aços inoxidáveis austeníticos e ferríticos. Isto não quer dizer que o aço 440 enferruja facilmente, pois é mais resistente à corrosão do que a maioria dos aços, mas entenda que não deve ser escolhido apenas pela sua resistência à ferrugem.

É também importante saber que os aços 440 não funcionam bem a temperaturas extremas. Eles perdem a sua resistência quando a altas temperaturas, porque se temperam demasiado e se tornam mais macios, e perdem a sua ductilidade a uma temperatura inferior a 0o Celsius. Este facto é importante para qualquer projectista que deseje implementar este aço em ambientes particularmente agressivos, pois o aço 440 não seria provavelmente a melhor escolha.

Propriedades Mecânicas

Tabela 1, abaixo, mostra algumas propriedades mecânicas importantes do aço 440. É importante notar que cada mistura de ligas mantém seus próprios valores únicos, e esses valores flutuam com base no tratamento de reforço. 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 vêm de testes experimentais de tensão, onde uma amostra de aço 440 é puxada axialmente e sua tensão vs. tensão é traçada em uma curva. A tensão de ruptura é a quantidade máxima de tensão que um corpo de prova pode sofrer antes de deformar plasticamente (ou permanentemente), e a resistência máxima é a tensão máxima sofrida pelo corpo de prova antes de se fraturar. Essas medidas são úteis em aplicações estruturais, onde um material não deve deformar permanentemente sob peso intenso, e em aplicações de alta tensão onde não deve ocorrer falha.

Dureza do material é uma medida comparativa de quão difícil é arranhar, gravar ou danificar a superfície de um material. Existem muitas escalas como as populares escalas Brinell, Vickers e Mohs, mas o aço é mais frequentemente graduado com base na escala de dureza Rockwell. O aço 440 tem uma dureza Rockwell de 58, o que é considerado bastante duro. Para comparação, os aços duros utilizados para arestas de lâminas têm uma dureza de 60, portanto é claro que o aço 440 é bastante resistente à deformação superficial.

O módulo de elasticidade é uma medida de como um material reage enquanto elástico, ou não deformado de forma permanente. Um alto módulo de elasticidade significa que é necessário um alto nível de tensão para esticar um material, o que pode ser pensado como tendo uma rigidez aumentada. O aço 440 tem um alto módulo de elasticidade, o que significa que ele não cede facilmente à tensão e, como tal, o torna um material rígido em geral.

Testes de impacto de impacto de precisão determinam a quantidade de energia absorvida por um material quando sob condições extremas, ou seja, sob condições de fratura ou tensão elevada. Um pêndulo pesado é balançado em um corpo de prova dentado de aço, onde um manômetro mostrará quanta energia, em Joules, é absorvida através do material. Em geral, os materiais de alta resistência não absorverão facilmente muita energia, pois, em vez disso, simplesmente fraturarão (lembre-se: a fragilidade aumenta com a resistência). Como resultado, a maioria dos aços tem uma pontuação de impacto Charpy relativamente baixa, e 440 aços não são diferentes. É mais uma ilustração da rigidez e resistência dos aços 440, pois absorvem menos de 20 Joules de energia quando atingidos pelo pêndulo de teste Charpy.

Aplicações do aço 440

440 podem ser encontradas na maioria das oficinas mecânicas, pois é um metal fácil de usinar quando recozido e, no entanto, é forte e resistente quando tratado termicamente. Este material é excepcionalmente bom para componentes que devem resistir relativamente bem à corrosão e, no entanto, não se desgastam sob uso repetido. É um excelente aço para bordas de facas, já que sua dureza e sua formabilidade se destacam quando usado para talheres de cozinha. 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