Мартенситные нержавеющие стали 440A, 440B и 440C: градиент твердости в условиях износа

Семейство 440: твердость по содержанию углерода

440A, 440B и 440C — это закаливаемые мартенситные нержавеющие стали, определенные в ASTM A276 (пруток) и A240 (пластина). Они имеют одинаковую основу (16-18% хрома и до 0,75% молибдена) и отличаются одним решающим элементом: углеродом. Более высокий уровень углерода означает больше карбидов после термообработки, что означает более высокую твердость, лучшее удержание кромки и большую износостойкость за счет более низкой коррозионной стойкости и ударной вязкости.

Химический состав согласно ASTM A276

Элемент (мас.%)	440А УНС С44002	440Б УНС С44003	440C УНС S44004
C	0.60-0.75	0.75-0.95	0.95-1.20
Мин.	1,00 макс.	1,00 макс.	1,00 макс.
Си	1,00 макс.	1,00 макс.	1,00 макс.
P	0,040 макс.	0,040 макс.	0,040 макс.
S	0,030 макс.	0,030 макс.	0,030 макс.
Кр	16.00-18.00	16.00-18.00	16.00-18.00
Мо	0,75 макс.	0,75 макс.	0,75 макс.

Твердость и износостойкость

После полной закалки закалкой в ​​масле и низкотемпературного-отпуска типичная максимальная твердость достигает примерно 56 HRC для 440A, 58 HRC для 440B и 60 HRC для 440C, что делает 440C одной из самых твердых из стандартных марок нержавеющей стали. Твердость напрямую влияет на износостойкость и удержание кромки: 440A подходит для легкой резки, 440B — для умеренного промышленного износа, а 440C — для резки с высокими -напряжениями, подшипников и скольжения.

Скидка на коррозионную стойкость-

Коррозионная стойкость противоположна твердости. Чем выше содержание углерода, тем больше карбида хрома образуется во время термообработки и тем меньше хрома остается в матрице для создания пассивной пленки.. 440Поэтому A лучше всего противостоит ржавчине из трех, при эксплуатации в сухих помещениях и в умеренных условиях на открытом воздухе при нормальном обслуживании.. 440C является наиболее уязвимым, с видимым риском точечной коррозии во влажной или прибрежной среде, если не покрыто или не смазано маслом. Ни один из трех материалов не пригоден для эксплуатации в морских условиях, химикатах или условиях повышенной-влажности без защиты.

Практика термообработки

Типичная практика: закалка 440А от 1010-1060 С, 440В от 1020-1070 С и 440С от 1010-1070 С, закалка в масле или принудительном воздухе, затем отпуск при 150-200 С для 440А и 440С и 175-225 С для 440B для баланса твердости и ударной вязкости.. 440C часто подвергается тройному отпуску при температуре 150–200 C для преобразования остаточного аустенита и предотвращения хрупкости. Чрезмерный отпуск при более высоких температурах снижает твердость и устойчивость кромки, поэтому отпуск необходимо контролировать в соответствии с требованиями применения.

Приложения, ограничения и альтернативы

440A: кухонные ножи, ножницы, небольшие ручные инструменты и столовые приборы, для которых допустимо периодическое воздействие влаги.. 440B: промышленные режущие лезвия, деревообрабатывающие инструменты и подшипники с умеренным-износом.. 440C: хирургические скальпели, прецизионные дорожки подшипников, седла клапанов и промышленные пильные полотна, требующие максимальной износостойкости. Все три марки имеют плохую свариваемость, и их не следует использовать в сварных узлах без строгого предварительного нагрева и отпуска после-сварки. Если требуется одновременно стойкость к коррозии и твердость, вместо этого рассмотрите дисперсионно-твердеющую марку UNS S17400.

Часто задаваемые вопросы

Какой класс 440 лучше всего подходит для ножей?

440C обеспечивает лучшее удержание кромки и износостойкость и представляет собой классическую-ножевую сталь высокого класса, но требует осторожного обращения с ней от коррозии.. 440А хорошо сохраняет заточку при использовании на кухне и лучше противостоит ржавчине; по этой причине многие бытовые лезвия используют 440A или 440B.

Почему 440C тверже, но менее устойчив к коррозии, чем 440A?

Более высокий уровень углерода образует больше карбидов хрома во время закалки, которые повышают твердость, но потребляют хром, который в противном случае сохранял бы пассивную пленку. Таким образом, твердость и коррозионная стойкость во всем семействе дополняют друг друга.

Можно ли сваривать нержавеющую сталь серии 440?

Плохо. Мартенситная структура легко затвердевает и трескается в сварных швах. Если сварки избежать невозможно, требуется строгий предварительный нагрев и немедленный после-отпуск после сварки, после чего сборка обычно подвергается отжигу. Сварных конструкций обычно избегают.

Какая термообработка максимизирует твердость 440С?

Аустенитизация при 1010–1070 C, закалка в масле, затем отпуск при 150–200 C, обычно с несколькими циклами отпуска для устранения остаточного аустенита. Это повышает твердость до уровня 60 HRC и снижает хрупкость.

Нержавеющая сталь 440 магнитная?

Да. Мартенситная структура магнитна во всех состояниях, как в отожженном, так и в закаленном состоянии. Это нормально для закаливаемых нержавеющих сталей и не указывает на проблемы с качеством.

Подходят ли марки 440 для морской среды?

Нет. Даже 440A имеет ограниченную стойкость к точечной коррозии в соленой воде. Для морской эксплуатации и эксплуатации в хлоридах выберите молибденсодержащий-аустенитный или дуплексный сорт или марку дисперсионного-твердеющего материала, например UNS S17400, с соответствующим покрытием.