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440c是什么材质硬度多少(什么是SUS440C?特性、规格、成分、用途)

2023-04-25 11:40:48 来源:红五百科 分享到:

SUS440C是JIS标准规定的不锈钢中硬度最高的不锈钢。它是马氏体不锈钢的一种,假设将在经过热处理以增加其硬度的状态下使用。

不锈钢常用于对强度和耐磨性有要求的轴承、轴等机械零件,由于强度高、耐腐蚀性强,也用于切削工具。


(资料图)

但是,SUS440C最重要的硬度和不锈钢的重要特性耐腐蚀性也因热处理条件而变化,因此需要足够的知识来处理。

在本文中,我们将对SUS440C的特性和标准、物理特性、耐腐蚀性和随热处理条件而变化的机械特性进行说明。

什么是SUS440C

SUS440C是一种含碳量高达0.95%~1.20%、淬火固化性特别高的马氏体不锈钢(见上图)。通过淬火和回火,可以获得HRC58或更高的硬度,这是不锈钢中的最高水平。由于其硬度高,是一种耐磨性和疲劳强度高、抗拉强度好、机械性能优良的不锈钢。价格和SUS304差不多,或者比SUS304高一点。

SUS440C的耐蚀性为16.0~18.0%,在不锈钢中相对较大,因此高于S45C等碳钢和SK料、SKS料等工具钢。但由于含碳量高,不及奥氏体不锈钢(SUS304等)、铁素体不锈钢(SUS430等)和其他马氏体不锈钢(SUS410、SUS420等)。

参考:SUS304和SUS430是什么意思?简单易懂的用法和功能说明!

SUS440C的切削加工性在退火前(退火后)与普通钢和铁素体不锈钢大致相同,优于奥氏体不锈钢。但是,由于淬火和回火后的可加工性较差,因此往往在淬火前成型为最终形状。但是,如果要在淬火和回火后进行机械加工,则必须使用放电加工,它可以不受硬度影响进行加工,或者使用刀具来加工难切削材料。JIS 标准包括 SUS440F,它通过在 SUS440C 中添加硫来改善可加工性(参见上图)。

SUS440C的淬透性特别好,是一种以应用调质为前提的不锈钢。下表是JIS标准(JIS G 4303:2021)中描述的用于退火、淬火和回火的热处理条件的示例,但通常使用这些条件以外的热处理条件。

热处理方法

退火

淬火

回火

温度(℃)

800-920

1010-1070

100-180

冷却方式

缓慢冷却

油冷

风冷

・ 缓冷:停炉后将钢留在炉内,随炉冷却而冷却的方法。

・油冷:停炉后,将钢材从炉内取出,放入油中冷却。

・ 空冷:停炉后,将钢材从炉内取出,在常温下进行空气冷却。

参考:专家介绍不锈钢淬火!

SUS440C的应用

SUS440C的很多应用都利用了其优异的硬度、耐磨性和较好的耐腐蚀性,如下图所示。

-轴承:支撑旋转和往复运动部件的部件。有时使用 SUS440C,因为它需要对负载和摩擦阻力的形状不变性。

・刀片:菜刀、剪刀、剃须刀、医用手术刀等刀片。SUS440C因其高硬度和防锈性而经常使用。

・ 量规:用于验证产品形状和精度的测量/检查量规。可以使用 SUS440C,因为它需要形状不变性和防锈。

・ 模具:需要耐磨性。SUS440C 可用于塑料注射成型模具。

此外,用于需要强度的机械零件,如喷嘴、轴和泵零件。

SUS440C标准

SUS440C 在以下 JIS 标准中定义。

・ JIS G 4303:2021“不锈钢棒”

・ JIS G 4308: 2013“不锈钢线材”

・ JIS G 4309:2013“不锈钢线”

・ JIS G 4318:2016“冷加工不锈钢棒”

SUS440C板材没有标准,但市面上有。SUS440A板材与SUS440C板材的区别仅在于碳含量,在以下JIS标准中进行了描述。

・ JIS G 4304:2021《热轧不锈钢板及钢带》

・ JIS G 4305:2021《冷轧不锈钢板及钢带》

另外,与 SUS440C 的 JIS 标准以外的标准的对应关系如下。

标准符号

日本工业标准

国际标准化组织

CN

ASTM

标准名称

日本工业标准

国际标准化组织

欧洲标准化委员会

美国测试与材料协会

钢种名称

SUS440C

X110Cr17

1.4023

S44004

SUS440C的机械性能

退火态硬度

淬火/回火状态下的硬度

HBW

人权委员会

高压

HBW

人权委员会

高压

269以下

28 或更少

284 或更少

58个或更多

653 或更多

SUS440C的硬度在“JIS G 4303:2021”中规定,如上表所示。然而,这些硬度并不总是如此,淬火和回火后的硬度因热处理条件的不同而有很大差异。

例如,对于各种淬火温度的淬火后(回火前)的硬度,已经报道了以下值。

淬火温度

900℃

950℃

1000℃

1050℃

1150℃

硬度 (HRC)

47

53

59

61

42

参考来源:Silicon Roy Lab “SUS440C” Silicon Roy Lab Co., Ltd.

至于淬火/回火状态,如下表所示,有各种回火温度下的各种力学性能数据。

回火温度

抗拉强度

0.2% 保证应力

拉紧

硬度

兆帕

兆帕

%

人权委员会

退火

758

448

14

27.71 (269HB)

204℃

2030年

1900

59

260℃

1960年

1830

57 57

316℃

1860

1740

56

371℃

1790

1660

56

参考来源:宾夕法尼亚不锈钢“440C STAINLESS STEEL”宾夕法尼亚不锈钢制品公司

如果在1020°C下进行淬火并使用油冷作为冷却方法,则回火后的硬度如下图所示。

SUS440C的物理特性

密度

导热系数

比热

比电阻

× 10-8

磁的

克/立方厘米

宽/(米·K)

J/(g・℃)

Ω・m

7.78

24.3

0.46

60

铁磁性

参考来源:Silicon Roy Lab“物理特性”Silicon Roy Lab Co. , Ltd.,产品目录/技术信息“不锈钢”爱知钢铁株式会社

SUS440C的主要物理性能如上表所示。

杨氏模量因温度而异,如下表所示。

温度(℃)

20

100

200

300

400

杨氏模量 (GPa)

215

212

205

200

190

参考来源:Gruppo Lucefin “1.4125a440c62.pdf” LUCEFIN SPA

下表显示了热膨胀系数,其值随温度范围而变化。

温度范围(℃)

20-100

20-200

20-300

20-400

20-500

热膨胀系数 x 10-6 (℃)

10.4

10.8

11.2

11.6

12.0

参考来源:Gruppo Lucefin “1.4125a440c62.pdf” LUCEFIN SPA

与马氏体不锈钢一样,SUS440C的物理性能与铁素体不锈钢相似,与奥氏体不锈钢有很多不同之处。SUS440C与普通钢一样具有铁磁性,与SUS304等奥氏体不锈钢不同。比热、电阻和热膨胀系数低于奥氏体不锈钢,密度、导热系数和杨氏系数高于奥氏体不锈钢。

SUS440C成分

(单元:%)

C

0.95 到 1.20

1.00

少于

1.00

少于

0.040

少于

0.030

少于

0.60

少于

16.0 到 18.0

0.75

少于

SUS440C的化学成分由JIS标准定义,如上表所示。

SUS440C是一种对不锈钢的硬度、强度和淬透性有效的高碳含量的不锈钢,以及提高耐蚀性和耐热性以及淬透性的相对高含量的铬。铬形成作为防锈源的氧化膜,淬火后与碳结合成为碳化铬,有助于SUS440C的硬度和强度。

SUS440C耐腐蚀性

如上所述,SUS440C 显示出良好的耐腐蚀性,因为它含有大量的铬,这是氧化膜的来源。但是,由于淬火和回火,会沉积碳化铬,降低了周围的铬含量,降低了耐腐蚀性。

但其耐蚀性取决于回火的热处理条件,回火温度越高,析出的碳化铬量越大,耐蚀性越低。另一方面,淬火后的耐腐蚀性越高,回火温度越低,耐腐蚀性的劣化受到的抑制越小。

SUS440C 与典型不锈钢相比的耐腐蚀性如下表所示。

腐蚀条件

典型不锈钢的腐蚀程度(g/(m2・hr))

SUS440C

SUS420J2

SUS304

SUS430

SUS630

0.18

——

0.08

——

0.08

盐酸 (5%)

10.1059

34.1313

0.4390

12.2568

0.4772

硝酸 (5%)

18.8831

0.3100

0.0137

0.0058

0.0071

硫酸 (5%)

15.5991

22.1287

0.4062

8.7807

0.2707

盐酸三氯化铁(6%)

17.1194

15.9090

4.1834

——

7.5868

盐水 (5%)

0.0129

0.0067

0.0000

——

0.0000

参考来源:Siliconloy Lab《耐腐蚀性对照表》Siliconloy Lab Co. , Ltd.、Siliconloy Lab《耐腐蚀性示例》Siliconloy Lab Co., Ltd.

SUS440C 与典型不锈钢相比的局部耐蚀性如下表所示。点腐蚀是点状腐蚀,是腐蚀到内部深处的腐蚀,点腐蚀电位是发生点腐蚀的下限电位,数值越小越容易发生点腐蚀。

腐蚀条件

典型不锈钢的点蚀电位 (mV)

SUS440C

SUS420J2

SUS304

SUS430

SUS630

盐水 (3.5%)

-300

20

——

120

100

参考来源:Siliconloy Lab 《耐腐蚀性对照表》

与 SUS440A 和 SUS440B 的区别

(单元:%)

钢种

C

SUS440A

0.60-0.75

1.00

少于

1.00

少于

0.040

少于

0.030

少于

0.60

少于

16.0 到 18.0

0.75

少于

SUS440B

0.75-0.95

1.00

少于

1.00

少于

0.040

少于

0.030

少于

0.60

少于

16.0 到 18.0

0.75

少于

SUS440C

0.95 到 1.20

1.00

少于

1.00

少于

0.040

少于

0.030

少于

0.60

少于

16.0 到 18.0

0.75

少于

首先,SUS440C是SUS440B加碳提高淬火固化性,SUS440B是SUS440A加碳提高淬火固化性,两者的区别只是含碳量(见上表)。

因此,这些硬度、韧性和耐腐蚀性之间的关系如下。

・硬度:SUS440C > SUS440B > SUS440A

・ 韧性:SUS440A > SUS440B > SUS440C

・耐腐蚀性:SUS440A > SUS440B > SUS440C

这些硬度的数值在“JIS G 4303:2021”中有规定,如下表所示。

钢种

退火态硬度

淬火/回火状态下的硬度

HBW

人权委员会

高压

HBW

人权委员会

高压

SUS440A

255 或更少

25 或更少

269以下

54个或更多

577 或更多

SUS440B

255 或更少

25 或更少

269以下

56个或更多

613以上

SUS440C

269以下

28 或更少

284 或更少

58个或更多

653 或更多

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