Totul despre oțelul 440 (proprietăți, rezistență și utilizări)

Ghiduri

Christian Cavallo

Share:
Proprietățile fizice ale oțelului 440
Corrosion resistance & temperature effects
Proprietăți mecanice
Table 1: Summary of mechanical properties for 440 steel.
Aplicații ale oțelului 440
Summary
Sources:
Other Steel Articles

Metalele care sunt caracterizate ca oțel sunt o clasă diversă de materiale care fac parte integrantă din societatea modernă. Oțelul este un aliaj care se obține prin combinarea fierului cu carbon, precum și cu alte elemente care îi conferă o rezistență de neegalat. De la începuturile sale la începutul secolului al XX-lea, oțelul a proliferat în sute de tipuri, fiecare cu propriile profiluri unice de materiale. Pentru a ajuta la organizarea acestor oțeluri, The American Iron & Steel Institute (AISI) și Society of Automotive Engineers (SAE) au distins anumite tipuri de oțel, iar acest articol va explora o clasă de oțeluri din categoria oțelurilor inoxidabile sau a celor care sunt mai rezistente la pete, coroziuni și rugină. Această clasă de oțeluri inoxidabile este cunoscută sub numele de oțeluri 440 și este un material foarte popular datorită durității și rezistenței sale la uzură. Acest articol va investiga caracteristicile, proprietățile materiale și aplicațiile oțelului 440, astfel încât cititorii să înțeleagă unde poate fi folosit și cum se poate aplica cel mai bine acest metal.

Proprietățile fizice ale oțelului 440

Oțelul 440 face parte din categoria oțelurilor inoxidabile sau a acelor oțeluri aliate care conțin minimum 10% crom, ceea ce imprimă acestor aliaje o rezistență sporită la coroziune. AISI a creat un indice de denumire din trei cifre pentru oțelurile inoxidabile (spre deosebire de denumirile tipice de patru cifre date altor oțeluri, altele decât cele inoxidabile; pentru mai multe informații, consultați articolul nostru despre tipurile de oțeluri), în care prima cifră reprezintă tipul de oțel și elementele de aliere. Oțelurile inoxidabile au fost, de asemenea, desemnate în funcție de structura lor moleculară, unde oțelurile inoxidabile pot fi de tip austenitic, ferritic, martensitic sau duplex. Diferențele dintre aceste tipuri constau în structurile rețelelor lor cristaline, care conferă oțelurilor inoxidabile anumite caracteristici de lucru benefice, cum ar fi duritatea crescută, maleabilitatea sau rezistența la rupere. Pentru mai multe informații despre oțelurile inoxidabile, consultați articolul nostru conex care descrie tipurile și clasele acestor metale.

Clasa 4xx de oțeluri inoxidabile sunt aliate cu crom și au o structură ferită sau martensitică. Oțelul 440 se referă de fapt la patru tipuri de oțel: 440A, 440B, 440C și 440F, care diferă doar în funcție de nivelul de carbon din compoziția lor. Toate tipurile de oțel 440 sunt alegeri populare, dar oțelul 440C este cel mai popular dintre cele patru, deoarece are cea mai mare duritate. Mai jos sunt prezentate compozițiile chimice ale fiecărui tip:

Elemente comune la toate oțelurile 440:

16-18% crom
1% mangan
1% siliciu
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. Acesta este rezultatul structurii sale martensitice, care îi crește duritatea, dar îl lasă mai deschis la coroziune decât oțelurile inoxidabile austenitice și feritice. Acest lucru nu înseamnă că oțelurile 440 ruginesc ușor, deoarece sunt mai rezistente la coroziune decât majoritatea oțelurilor, dar înțelegeți că nu ar trebui să fie alese doar pentru rezistența la rugină.

De asemenea, este important să știți că oțelurile 440 nu funcționează bine la temperaturi extreme. Își pierd rezistența atunci când se află la temperaturi ridicate, deoarece se supraîncălzesc și devin mai moi, și își pierd ductilitatea la o temperatură sub 0o Celsius. Acest fapt este important pentru orice proiectant care dorește să implementeze acest oțel în medii deosebit de dure, deoarece oțelul 440 nu ar fi probabil cea mai bună alegere.

Proprietăți mecanice

Tabelul 1, de mai jos, prezintă câteva proprietăți mecanice importante ale oțelului 440. Este important de reținut că fiecare amestec de aliaje deține propriile valori unice, iar aceste valori fluctuează în funcție de tratamentul de întărire. 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. Aceste măsuri provin din testele experimentale de stres, în care un specimen de oțel 440 este desprins axial și deformația sa în funcție de stres este reprezentată pe o curbă. Tensiunea de curgere este valoarea maximă a tensiunii pe care o poate suporta o epruvetă înainte de a se deforma plastic (sau permanent), iar rezistența la rupere este tensiunea maximă la care este supusă epruveta înainte de a se rupe. Aceste măsuri sunt utile în aplicațiile structurale, în care un material nu trebuie să se deformeze permanent sub o greutate intensă, și în aplicațiile cu solicitări mari, în care nu trebuie să se producă defecțiuni.

Duritatea unui material este o măsură comparativă a dificultății de a zgâria, de a grava sau de a deteriora suprafața unui material. Există mai multe scări, cum ar fi popularele scări de duritate Brinell, Vickers și Mohs, dar oțelul este cel mai adesea clasificat pe baza scalei de duritate Rockwell. Oțelul 440 are o duritate Rockwell de 58, care este considerată destul de dură. Pentru comparație, oțelurile dure utilizate pentru muchii de lamă au o duritate de 60, astfel încât este clar că oțelul 440 este destul de rezistent la deformarea suprafeței.

Modulul de elasticitate este o măsură a modului în care un material răspunde în timp ce se deformează în mod elastic, sau nepermanent. Un modul de elasticitate ridicat înseamnă că este nevoie de un nivel ridicat de stres pentru a întinde un material, care poate fi considerat ca având o rigiditate crescută. Oțelul 440 are un modul de elasticitate ridicat, ceea ce înseamnă că nu cedează ușor la solicitări și, ca atare, îl face să fie un material rigid în general.

Testul de impact cariat determină cantitatea de energie absorbită de un material atunci când este supus unor condiții extreme, adică în condiții de fractură sau de deformare ridicată. Un pendul greu este balansat într-un specimen de testare crestat din oțel, unde un indicator va arăta câtă energie, în Jouli, este absorbită prin material. În general, materialele cu rezistență ridicată nu vor absorbi cu ușurință multă energie, deoarece se vor rupe pur și simplu (nu uitați: fragilitatea crește odată cu rezistența). Ca urmare, majoritatea oțelurilor au un scor de impact Charpy relativ scăzut, iar oțelurile 440 nu sunt diferite. Este o altă ilustrare a rigidității și rezistenței oțelurilor 440, deoarece acestea absorb doar mai puțin de 20 de jouli de energie atunci când sunt lovite de pendulul testului Charpy.

Aplicații ale oțelului 440

Oțelul 440 poate fi găsit în majoritatea atelierelor de mașini, deoarece este un metal ușor de prelucrat atunci când este recopt și totuși este puternic și rezistent atunci când este tratat termic. Acest material este excepțional de bun pentru componentele care trebuie să reziste relativ bine la coroziune și totuși să nu se uzeze la utilizări repetate. Este un oțel excelent pentru marginile cuțitelor, deoarece duritatea și totuși formabilitatea sa excelează atunci când este folosit pentru tacâmurile de bucătărie. 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

Share: