SUS440C是JIS标準規定的不鏽鋼中硬度最高的不鏽鋼。它是馬氏體不鏽鋼的一種,假設将在經過熱處理以增加其硬度的狀态下使用。特種鋼-雙相不鏽鋼廠家-耐熱不鏽鋼價格-鎳基合金-高溫銅合金-GH2132-GH4169-上海隆繼
不鏽鋼常用于對強度和耐磨性有要求的軸承、軸等機械零件,由于強度高、耐腐蝕性強,也用于切削工具。
但是,SUS440C最重要的硬度和不鏽鋼的重要特性耐腐蝕性也因熱處理條件而變化,因此需要足夠的知識來處理。
在本文中,我們将對SUS440C的特性和标準、物理特性、耐腐蝕性和随熱處理條件而變化的機械特性進行說明。
什麼是SUS440CSUS440C是一種含碳量高達0.95%~1.20%、淬火固化性特别高的馬氏體不鏽鋼(見上圖)。通過淬火和回火,可以獲得HRC58或更高的硬度,這是不鏽鋼中的最高水平。由于其硬度高,是一種耐磨性和疲勞強度高、抗拉強度好、機械性能優良的不鏽鋼。價格和SUS304差不多,或者比SUS304高一點。
SUS440C的耐蝕性為16.0~18.0%,在不鏽鋼中相對較大,因此高于S45C等碳鋼和SK料、SKS料等工具鋼。但由于含碳量高,不及奧氏體不鏽鋼(SUS304等)、鐵素體不鏽鋼(SUS430等)和其他馬氏體不鏽鋼(SUS410、SUS420等)。
參考:SUS304和SUS430是什麼意思?簡單易懂的用法和功能說明!
SUS440C的切削加工性在退火前(退火後)與普通鋼和鐵素體不鏽鋼大緻相同,優于奧氏體不鏽鋼。但是,由于淬火和回火後的可加工性較差,因此往往在淬火前成型為最終形狀。但是,如果要在淬火和回火後進行機械加工,則必須使用放電加工,它可以不受硬度影響進行加工,或者使用刀具來加工難切削材料。JIS 标準包括 SUS440F,它通過在 SUS440C 中添加硫來改善可加工性(參見上圖)。
SUS440C的淬透性特别好,是一種以應用調質為前提的不鏽鋼。下表是JIS标準(JIS G 4303:2021)中描述的用于退火、淬火和回火的熱處理條件的示例,但通常使用這些條件以外的熱處理條件。
熱處理方法 |
退火 |
淬火 |
回火 |
溫度(℃) |
800-920 |
1010-1070 |
100-180 |
冷卻方式 |
緩慢冷卻 |
油冷 |
風冷 |
・ 緩冷:停爐後将鋼留在爐内,随爐冷卻而冷卻的方法。
・油冷:停爐後,将鋼材從爐内取出,放入油中冷卻。
・ 空冷:停爐後,将鋼材從爐内取出,在常溫下進行空氣冷卻。
參考:專家介紹不鏽鋼淬火!
SUS440C的應用SUS440C的很多應用都利用了其優異的硬度、耐磨性和較好的耐腐蝕性,如下圖所示。
-軸承:支撐旋轉和往複運動部件的部件。有時使用 SUS440C,因為它需要對負載和摩擦阻力的形狀不變性。
・刀片:菜刀、剪刀、剃須刀、醫用手術刀等刀片。SUS440C因其高硬度和防鏽性而經常使用。
・ 量規:用于驗證産品形狀和精度的測量/檢查量規。可以使用 SUS440C,因為它需要形狀不變性和防鏽。
・ 模具:需要耐磨性。SUS440C 可用于塑料注射成型模具。
此外,用于需要強度的機械零件,如噴嘴、軸和泵零件。
SUS440C标準SUS440C 在以下 JIS 标準中定義。
・ JIS G 4303:2021“不鏽鋼棒”
・ JIS G 4308: 2013“不鏽鋼線材”
・ JIS G 4309:2013“不鏽鋼線”
・ JIS G 4318:2016“冷加工不鏽鋼棒”
SUS440C闆材沒有标準,但市面上有。SUS440A闆材與SUS440C闆材的區别僅在于碳含量,在以下JIS标準中進行了描述。
・ JIS G 4304:2021《熱軋不鏽鋼闆及鋼帶》
・ JIS G 4305:2021《冷軋不鏽鋼闆及鋼帶》
另外,與 SUS440C 的 JIS 标準以外的标準的對應關系如下。
标準符号 |
日本工業标準 |
國際标準化組織 |
CN |
ASTM |
标準名稱 |
日本工業标準 |
國際标準化組織 |
歐洲标準化委員會 |
美國測試與材料協會 |
鋼種名稱 |
SUS440C |
X110Cr17 |
1.4023 |
S44004 |
退火态硬度 |
淬火/回火狀态下的硬度 | ||||
HBW |
人權委員會 |
高壓 |
HBW |
人權委員會 |
高壓 |
269以下 |
28 或更少 |
284 或更少 |
- |
58個或更多 |
653 或更多 |
SUS440C的硬度在“JIS G 4303:2021”中規定,如上表所示。然而,這些硬度并不總是如此,淬火和回火後的硬度因熱處理條件的不同而有很大差異。
例如,對于各種淬火溫度的淬火後(回火前)的硬度,已經報道了以下值。
淬火溫度 |
900℃ |
950℃ |
1000℃ |
1050℃ |
1150℃ |
硬度 (HRC) |
47 |
53 |
59 |
61 |
42 |
參考來源:Silicon Roy Lab "SUS440C" Silicon Roy Lab Co., Ltd.
至于淬火/回火狀态,如下表所示,有各種回火溫度下的各種力學性能數據。
回火溫度 |
抗拉強度 |
0.2% 保證應力 |
拉緊 |
硬度 |
兆帕 |
兆帕 |
% |
人權委員會 | |
退火 |
758 |
448 |
14 |
27.71 (269HB) |
204℃ |
2030年 |
1900 |
四 |
59 |
260℃ |
1960年 |
1830 |
四 |
57 57 |
316℃ |
1860 |
1740 |
四 |
56 |
371℃ |
1790 |
1660 |
四 |
56 |
參考來源:賓夕法尼亞不鏽鋼“440C STAINLESS STEEL”賓夕法尼亞不鏽鋼制品公司
如果在1020°C下進行淬火并使用油冷作為冷卻方法,則回火後的硬度如下圖所示。
SUS440C的物理特性
密度 |
導熱系數 |
比熱 |
比電阻 × 10-8 |
磁的 |
克/立方厘米 |
寬/(米·K) |
J/(g・℃) |
Ω・m | |
7.78 |
24.3 |
0.46 |
60 |
鐵磁性 |
參考來源:Silicon Roy Lab“物理特性”Silicon Roy Lab Co. , Ltd.,産品目錄/技術信息“不鏽鋼”愛知鋼鐵株式會社
SUS440C的主要物理性能如上表所示。
楊氏模量因溫度而異,如下表所示。
溫度(℃) |
20 |
100 |
200 |
300 |
400 |
楊氏模量 (GPa) |
215 |
212 |
205 |
200 |
190 |
參考來源:Gruppo Lucefin "1.4125a440c62.pdf" LUCEFIN SPA
下表顯示了熱膨脹系數,其值随溫度範圍而變化。
溫度範圍(℃) |
20-100 |
20-200 |
20-300 |
20-400 |
20-500 |
熱膨脹系數 x 10-6 (℃) |
10.4 |
10.8 |
11.2 |
11.6 |
12.0 |
參考來源:Gruppo Lucefin "1.4125a440c62.pdf" LUCEFIN SPA
與馬氏體不鏽鋼一樣,SUS440C的物理性能與鐵素體不鏽鋼相似,與奧氏體不鏽鋼有很多不同之處。SUS440C與普通鋼一樣具有鐵磁性,與SUS304等奧氏體不鏽鋼不同。比熱、電阻和熱膨脹系數低于奧氏體不鏽鋼,密度、導熱系數和楊氏系數高于奧氏體不鏽鋼。
SUS440C成分(單元:%)
碳 |
矽 |
錳 |
凜 |
硫 |
鎳 |
鉻 |
钼 |
C |
矽 |
錳 |
磷 |
秒 |
你 |
鉻 |
莫 |
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的化學成分由JIS标準定義,如上表所示。
SUS440C是一種對不鏽鋼的硬度、強度和淬透性有效的高碳含量的不鏽鋼,以及提高耐蝕性和耐熱性以及淬透性的相對高含量的鉻。鉻形成作為防鏽源的氧化膜,淬火後與碳結合成為碳化鉻,有助于SUS440C的硬度和強度。
SUS440C耐腐蝕性如上所述,SUS440C 顯示出良好的耐腐蝕性,因為它含有大量的鉻,這是氧化膜的來源。但是,由于淬火和回火,會沉積碳化鉻,降低了周圍的鉻含量,降低了耐腐蝕性。
但其耐蝕性取決于回火的熱處理條件,回火溫度越高,析出的碳化鉻量越大,耐蝕性越低。另一方面,淬火後的耐腐蝕性越高,回火溫度越低,耐腐蝕性的劣化受到的抑制越小。
SUS440C 與典型不鏽鋼相比的耐腐蝕性如下表所示。
腐蝕條件 |
典型不鏽鋼的腐蝕程度(g/(m2・hr)) | ||||
SUS440C |
SUS420J2 |
SUS304 |
SUS430 |
SUS630 | |
水 |
0.18 |
—— |
0.08 |
—— |
0.08 |
鹽酸 (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 |
鹽酸三氯化鐵(6%) |
17.1194 |
15.9090 |
4.1834 |
—— |
7.5868 |
鹽水 (5%) |
0.0129 |
0.0067 |
0.0000 |
—— |
0.0000 |
參考來源:Siliconloy Lab《耐腐蝕性對照表》Siliconloy Lab Co. , Ltd.、Siliconloy Lab《耐腐蝕性示例》Siliconloy Lab Co., Ltd.
SUS440C 與典型不鏽鋼相比的局部耐蝕性如下表所示。點腐蝕是點狀腐蝕,是腐蝕到内部深處的腐蝕,點腐蝕電位是發生點腐蝕的下限電位,數值越小越容易發生點腐蝕。
腐蝕條件 |
典型不鏽鋼的點蝕電位 (mV) | ||||
SUS440C |
SUS420J2 |
SUS304 |
SUS430 |
SUS630 | |
鹽水 (3.5%) |
-300 |
20 |
—— |
120 |
100 |
參考來源:Siliconloy Lab 《耐腐蝕性對照表》
與 SUS440A 和 SUS440B 的區别(單元:%)
鋼種 |
碳 |
矽 |
錳 |
凜 |
硫 |
鎳 |
鉻 |
钼 |
C |
矽 |
錳 |
磷 |
秒 |
你 |
鉻 |
莫 | |
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,兩者的區别隻是含碳量(見上表)。
因此,這些硬度、韌性和耐腐蝕性之間的關系如下。
・硬度:SUS440C > SUS440B > SUS440A
・ 韌性:SUS440A > SUS440B > SUS440C
・耐腐蝕性:SUS440A > SUS440B > SUS440C
這些硬度的數值在“JIS G 4303:2021”中有規定,如下表所示。
鋼種 |
退火态硬度 |
淬火/回火狀态下的硬度 | ||||
HBW |
人權委員會 |
高壓 |
HBW |
人權委員會 |
高壓 | |
SUS440A |
255 或更少 |
25 或更少 |
269以下 |
- |
54個或更多 |
577 或更多 |
SUS440B |
255 或更少 |
25 或更少 |
269以下 |
- |
56個或更多 |
613以上 |
SUS440C |
269以下 |
28 或更少 |
284 或更少 |
- |
58個或更多 |
653 或更多 |
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