Grafico dei dati sulla durezza dell'acciaio inossidabile 440C
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Se stai selezionando barre di acciaio inossidabile AISI 440C per coltelli, cuscinetti di precisione, componenti resistenti all'usura o utensileria industriale, la durezza è una delle specifiche di acquisto più importanti. Influisce sulla resistenza all'usura, sulla ritenzione dei bordi, sulla lavorabilità e sulla resistenza alla deformazione.
L'AISI 440C è un acciaio inossidabile martensitico ad alto contenuto di carbonio contenente circa lo 0,95–1,20% di carbonio e il 16–18% di cromo. Allo stato ricotto, la sua durezza è comunemente specificata ad un massimo di circa 269 HBW secondo gli standard di prodotto applicabili. Dopo un adeguato indurimento e rinvenimento, il 440C può tipicamente raggiungere circa 58–60 HRC, con alcune condizioni di trattamento termico qualificato che raggiungono circa 60–62 HRC.
Qual è la durezza massima dell'acciaio inossidabile ricotto 440C?
Un limite comunemente indicato è di circa 269 HBW per il materiale ricotto secondo le specifiche di prodotto applicabili. Controllare lo standard e l'edizione in vigore prima di utilizzare questo valore come limite di accettazione contrattuale.
Condizioni di fornitura (prima del trattamento termico)
| Condizione | Durezza (HBW) | Durezza (HRC circa) | Lavorabilità |
| Ricotto dolce (standard) | Inferiore o uguale a 269 HBW | Inferiore o uguale a 28 HRC | Condizioni di lavorazione standard (fresatura, tornitura, foratura) |
| Trafilato a freddo/incrudito | ~ 280 – 320 HBW | ~ 29 – 34 HRC | Finitura superficiale migliorata, leggermente più rigida |
Scheda tecnica durezza vs temperatura di rinvenimento AISI 440C
Condizione di prova: barra tonda da Φ25,4 mm (1"), austenitizzata a 1038 gradi (1900 gradi F), bonificata in olio, rinvenuta per 1 ora. Fonte dati: scheda tecnica Carpenter Technology 440C, Taylor Special Steels, West Yorkshire Steel.
| Tempera di rinvenimento (gradi) | Tempera di rinvenimento (gradi F) | Durezza (HRC) | Durezza (HV) | Durezza (HBW) | Resistenza alla trazione (MPa) | Allungamento (%) | Applicazione tipica |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Come estinto | - | 60 – 62 | 697 – 756 | 695 – 750 | - | - | Solo riferimento interno, non per servizio diretto |
| 150 | 300 | 60 | 697 | 695 | ~2000 | <2 | Cuscinetti di precisione, taglienti |
| 165 | 329 | 60 | 697 | 695 | ~2000 | <2 | Cuscinetti |
| 180 | 356 | 57 – 59 | 578 – 631 | 575 – 630 | ~1950 | 2 – 3 | Strumenti chirurgici, aste di precisione |
| 200 | 392 | 58 – 59 | 631 – 650 | 630 – 650 | ~1950 | 2 – 3 | Strumenti chirurgici, superfici di tenuta delle valvole |
| 250 | 482 | 57 | 631 | 630 | ~1900 | 3 – 4 | Trim della valvola, giranti della pompa |
| 300 | 572 | 56 | 587 | 585 | ~1850 | 4 – 5 | Lavorare i rulli, indossare i rivestimenti |
| 315 | 599 | 56 – 57 | 587 – 631 | 585 – 630 | 1970 | 2 | Condizioni di prova standard ASTM A276 |
| 350 | 662 | 52 – 56 | 516 – 587 | 515 – 585 | ~1700 | 5 – 7 | Servizio ad alta tenacità, trasmissione ad alberi |
| 425 | 800 | 56 ⚠️ | 587 | 585 | ~1600 | 6 – 8 | ⚠️ Zona di indurimento secondaria (non consigliata) |
| 500 | 932 | 52 – 54 | 516 – 555 | 515 – 555 | ~1400 | 8 – 10 | Parti strutturali ad alto impatto |
| 565 | 1049 | 48 – 52 | 458 – 516 | 455 – 515 | ~1200 | 10 – 12 | ⚠️ La resistenza alla corrosione e la tenacità diminuiscono contemporaneamente |
| 600 | 1112 | 44 – 48 | 412 – 458 | 410 – 455 | ~1000 | 12 – 15 | Stato lavorabile (quasi ricotto) |
Curva della durezza rispetto alla temperatura di rinvenimento
Effetto della temperatura di raffreddamento sulla durezza
| Temp. di austenitizzazione (gradi/gradi F) | Tempo di immersione | Temperamento medio | Durezza come temprata | Livello di austenite mantenuto |
| 1010 gradi (1850 gradi F) | 30–45 minuti | Olio/Aspirazione Aria | 59 – 61 HRC | Basso (~5%) |
| 1040 gradi (1900 gradi F) [Standard] | 30–45 minuti | Olio/Aspirazione Aria | 60 – 62 HRC | Moderato (~10–15%) |
| 1070 gradi (1955 gradi F) | 20–30 minuti | Olio/Aspirazione Aria | 58 – 60 HRC (Cadute dovute ad eccesso di austenite) | High (>20%) |
| 1040 gradi + Sub-Zero (-78 gradi / -108 gradi F) | +2 ore sotto zero | Olio + Ghiaccio Secco | 62 – 63 HRC | Molto basso (<3%) |
| 1040 gradi + Cryo (-196 gradi / -320 gradi F) | +2 ore N₂ liquido | Olio + Liquido N₂ | 63 – 64 HRC | Trascurabile (<1%) |
Effetto della dimensione della sezione sulla durezza
| Dimensione della sezione | Durezza ottenibile (HRC) a 150 gradi Tempra | Motivo |
|---|---|---|
| Φ10 – Φ25 mm | 60 – 62 | Completamente temprato, martensite su tutta la sezione trasversale |
| Φ25 – Φ50 mm | 58 – 60 | Il nucleo inizia a indurirsi poco |
| Φ50 – Φ75 mm | 55 – 58 | Diminuzione significativa della durezza del nucleo |
| Φ75 – Φ100mm | 52 – 56 | Bainite/ferrite formatasi nel nucleo |
| >Φ100 mm | < 52 (Core) | è richiesto il marquenching o l'austempering |
Tabella di conversione durezza AISI 440C
Durante l'ispezione gli acquirenti potrebbero riscontrare diverse unità di durezza (HRC/HV/HBW/HRB). Di seguito è riportato il riferimento di conversione per i valori di durezza tipici di 440C.
| HRC | Alta tensione (Vickers) | HBW (Brinell) | HRB | Condizione |
|---|---|---|---|---|
| 40 | 412 | 410 | 92 | Limite superiore della condizione ricotta |
| 45 | 470 | 468 | 97 | Tipica condizione ricotta |
| 50 | 527 | 525 | - | Temperato a media temperatura |
| 52 | 555 | 553 | - | Temperato a 350 gradi |
| 54 | 587 | 585 | - | Temperato a 400 gradi |
| 56 | 614 | 612 | - | Temperato a 300–315 gradi |
| 57 | 631 | 630 | - | Temprato a 250 gradi |
| 58 | 650 | 648 | - | Temperato a 200 gradi |
| 59 | 668 | 666 | - | Temperato a 180 gradi |
| 60 | 697 | 695 | - | Temprato a 150 gradi (Standard) |
| 61 | 720 | 718 | - | Temperato a 150 gradi (gamma ad alto tenore di carbonio) |
| 62 | 756 | 754 | - | Come bonificato/austenitizzato a 1038 gradi |
440C rispetto ad altri gradi Confronto della durezza incrociata
| Grado | Tipo di acciaio | Contenuto di carbonio (%) | Durezza massima (HRC) | Durezza di servizio tipica (HRC) | Resistenza alla corrosione | Robustezza | Applicazioni tipiche |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 440C | Acciaio inossidabile martensitico | 0.95 – 1.20 | 60 – 62 | 58 – 60 | ★★★☆ | ★★☆ | Cuscinetti, utensili da taglio, strumenti chirurgici |
| 440B | Acciaio inossidabile martensitico | 0.75 – 0.95 | 58 – 60 | 56 – 58 | ★★★★ | ★★★ | Valvole, pompe, posate di fascia media |
| 440A | Acciaio inossidabile martensitico | 0.60 – 0.75 | 56 – 58 | 54 – 56 | ★★★★ | ★★★★ | Elementi di fissaggio, componenti marini |
| 420 | Acciaio inossidabile martensitico | 0.15 – 0.35 | 52 – 54 | 48 – 52 | ★★★★ | ★★★ | Stoviglie, posate di fascia bassa |
| 410 | Acciaio inossidabile martensitico | 0.15 – 0.30 | 50 – 52 | 46 – 50 | ★★★★ | ★★★★ | Pale di turbine, corpi di valvole |
| D2 | Acciaio per utensili per lavori a freddo | 0.90 – 1.00 | 60 – 62 | 58 – 61 | ★☆☆☆ | ★★★ | Stampi, parti stampate (servizio a secco) |
| A2 | Acciaio per utensili per lavori a freddo | 0.50 – 0.60 | 60 – 62 | 58 – 61 | ★☆☆☆ | ★★★ | Stampi per stampaggio a freddo, calibri |
| 316L | Acciaio inossidabile austenitico | 0.03 – 0.08 | 25 – 30 (HRB) | 20 – 25 (HRC) | ★★★★★ | ★★★★★ | Servizio chimico e marittimo |
| 17-4 F | Acciaio inossidabile indurente per precipitazione | 0.03 – 0.09 | 44 – 46 | 36 – 44 | ★★★★ | ★★★★ | Aerospaziale, petrolio e gas |
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Domande frequenti
D: Qual è la durezza massima di 440C in HRC?
R: Dopo lo spegnimento a 1038 gradi e il rinvenimento a 150 gradi, 440°C può raggiungere 60–62 HRC (circa 697–756 HV). Si tratta della durezza più alta tra gli acciai inossidabili martensitici standard, paragonabile a quella degli acciai per utensili D2 o A2.
D: Qual è la durezza del 440C allo stato ricotto?
R: Dopo la ricottura completa (raffreddamento del forno da 845–900 gradi), la durezza è di circa 223–255 HBW (circa 20–25 HRC / 92–97 HRB). Questo stato è previsto per la lavorazione.
D: Perché il mio 440C ha solo 55 HRC invece di 60 HRC?
A: Possible reasons include: ① The cross-section is too large (>Φ50 mm), che porta ad un indurimento insufficiente al centro; ② La temperatura di raffreddamento è troppo bassa (<1010 °C); ③ The tempering temperature is too high (>300 gradi); oppure ④ La velocità di raffreddamento è inadeguata (è necessario un raffreddamento in olio; il raffreddamento ad aria non è sufficiente). Si prega di fornire le dimensioni della sezione trasversale e il profilo del trattamento termico per ulteriore risoluzione dei problemi.
D: 440°C può superare i 62 HRC?
R: Non in condizioni di lavorazione standard. 62 HRC è il limite pratico per 440C raffreddato in olio. Se è necessaria una durezza maggiore (63+ HRC), è necessario passare all'acciaio rapido D2 (62–64 HRC) o M2 (64–66 HRC), sebbene questi materiali non abbiano resistenza alla corrosione.
D: Esiste una differenza significativa nell'applicazione pratica tra 440C con una durezza di 60 HRC e 58 HRC? R: Ha un impatto significativo sulla ritenzione del tagliente (per gli utensili da taglio, 60 HRC offrono una ritenzione migliore di circa il 15–20% rispetto a 58 HRC); un impatto moderato sui cuscinetti (una differenza di circa il 10% nella durata a fatica da contatto tra 60 HRC e 58 HRC); e un impatto trascurabile su valvole/pompe (le differenze sono insignificanti sopra i 56 HRC).
D: È opportuno utilizzare HRC o HV per le prove di durezza di 440C?
R: HRC è il metodo standard (ASTM E18) ed è adatto per componenti con uno spessore superiore a 2 mm. Per piccole parti (< 2 mm) or thin-walled components, use the HV 10 scale (Vickers, 10 kgf load) and then convert the result to HRC using a conversion table.
D: La durezza del 440C diminuisce nel tempo dopo il rinvenimento (effetto invecchiamento)?
R: Quando temperato tra 150 e 370 gradi, la durezza di 440°C è altamente stabile, mostrando un cambiamento inferiore a 1 HRC in 10 anni a temperatura ambiente. Tuttavia, il rinvenimento nell'intervallo 425-565 gradi può portare a un "ammorbidimento ritardato", ovvero un graduale calo della durezza di 2-4 HRC nel corso di settimane o mesi, il che è uno dei motivi per cui questo intervallo di temperature non è raccomandato.
