فولاد ضد زنگ 440

خصوصیات فیزیکی فولاد ضد زنگ 440

فولاد ضد زنگ 440 بخشی از فولادهای ضدزنگ یا فولادهای آلیاژی هستند که حداقل 10% کروم دارند. این میزان کروم، این آلیاژها را در برابر خوردگی بسیار مقاوم می‌­سازد. aisi یک شاخص نامگذاری سه رقمی‌ برای فولادهای ضدزنگ ایجاد کرده است (برخلاف اسامی‌ معمول چهار رقمی‌ که به فولادهای غیرضدزنگ داده می‌­شود) که رقم اول بیانگر نوع فولاد و عناصر آلیاژی است. فولادهای ضدزنگ همچنین بر اساس ساختار مولکولی خود دسته­بندی شده‌­اند. بر این اساس، فولادهای ضدزنگ را می‌­توان به انواع آستنیتی ، فریتی ، مارتنزیتی یا دوپلکس تقسیم کرد. تفاوت این چهار نوع در ساختارهای شبکه کریستالی آنها نهفته است که به فولادهای ضدزنگ ویژگی­های مفیدی مانند سختی بیشتر، چکش ­خواری یا مقاومت در برابر شکست را می‌­دهد.

گریدهای استیل 440

دسته ­ی xx4 فولادهای ضد زنگ با عنصر کروم آلیاژ شده‌‌­اند و از نظر ساختاری فریتی یا مارتنزیتی هستند. گریدهای استیل 440 شامل چهار نوع فولاد a 440، b440 ، c440 و f440، بوده که تنها تفاوت آن‌­‌ها در میزان کربن آنها است. تمامی‌ گریدهای استیل 440 گزینه‌‌‌­های محبوبی هستند، اما استیل c440 به دلیل دارا بودن بالاترین سختی، محبوب­ترین این چهار نوع است. در زیر ترکیبات شیمیایی هر نوع ذکر شده است:

عناصر مشترک در تمام گریدهای استیل 440

کروم 18-16%

منگنز 1%

سیلیکون 1%

مولیبدن 75/0%

فسفر 04/0%

گوگرد 03/0%

چند درصد کربن

فولادb440

کربن75/0-6/0%

فولاد a440

95/0-75/0% کربن

استیل c440 و f440

کربن 95/0-20/1%

تمام گریدهای 440 قابل کارسختی بوده و از طریق عملیات حرارتی مقاومت بیشتری به دست می‌­آورند. این فولادها به عنوان یک فولاد آلیاژی پر کربن در نظر گرفته می‌­شوند. فولادهای 440 با استفاده از عملیات حرارتی کارسختی، سخت­ترین فولاد در بین فولادهای ضدزنگ می‌­شوند. این عملیات، آن­ها را هم مقاوم در برابر سایش و هم مقاوم در برابر خوردگی می‌­سازد. در حالت “آنیل ­شده ­ی” نرم، فولاد440 به راحتی کارپذیر، قابل ماشینکاری و شکل­پذیر است، سپس می‌­توان آن را سخت کرد و استحکام بیشتری را که به آن معروف است، در آن ایجاد کرد.

سختی فولاد ضد زنگ 440

سختی مواد یک معیار مقایسه‌­ای از دشواریِ خراش برداشتن، اچ شدن یا آسیب دیدن سطح ماده است. مقیاس­های زیادی مانند مقیاس­های سختی محبوب برینل، ویکرز و موس وجود دارد، اما فولاد اغلب بر اساس مقیاس سختی راکول درجه­‎بندی می‌­شود. سختی راکول استیل 440، 58 است که کاملا سخت تلقی می‌­شود. برای مقایسه، سختی فولادهای سخت که برای لبه‌‌­های تیغه به کار می‌­روند، 60 است؛ بنابراین واضح است که فولاد 440 نسبت به تغییر شکل سطحی کاملا مقاومت دارد.

مدول الاستیسیته استیل 440

مدول الاستیسیته معیاری از چگونگی پاسخ یک ماده حین تغییر شکل الاستیک یا تغییر شکل غیر دائمی‌ است. مدول الاستیسیته ­ی بالا بدان معنی است که برای کشیدن یک ماده به تنش بسیار بالایی نیاز است، یعنی ماده سفتی زیادی دارد. استیل 440 مدول الاستیسیته ­ی بالایی دارد، به این معنی که به راحتی در برابر تنش تسلیم نمی‌­شود، و به این ترتیب در کل یک ماده­ ی سفت محسوب می‌­شود.

آزمایش ضربه شارپی

آزمایش ضربه­ شارپی میزان انرژی جذب شده توسط یک ماده را در شرایط شدید، یعنی تحت شرایط شکست یا کرنش بالا تعیین می‌­کند. در این آزمایش، یک آونگ سنگین به یک نمونه­ ی آزمایشی فاق­دار فولادی برخورد می‌­کند. طی آن یک سنجه میزان انرژی جذب شده توسط ماده را بر حسب ژول اندازه گیری می‌­کند. به طور کلی، مواد با مقاومت بالا به راحتی انرژی زیادی را جذب نمی‌­کنند، زیرا به جای جذب انرژی به راحتی می‌­شکنند (به یاد داشته باشید؛ تردی با استحکام افزایش می‌­یابد). در نتیجه، بیشتر فولادها انرژی ضربه ­ی شارپی نسبتا پایینی دارند و استیل 440 نیز از این مورد مستثنی نیست. این مصداق دیگری برای سختی و استحکام فولادهای 440 است، زیرا در هنگام ضربه­ ی آونگ تست شارپی کمتر از 20 ژول انرژی جذب می‌­کنند.

مقاومت در برابر خوردگی و اثرات دما

در حالی که بیشتر فولادهای ضد زنگ در برابر زنگ ­زدگی مقاوم هستند، فولادهای 440 مقاومت در برابر خوردگی کمتری دارند. این نتیجه­ ی ساختار مارتنزیتی آن است که باعث افزایش سختی آن می‌­شود. اما نسبت به فولادهای ضدزنگ آستنیتی و فریتی، آن را به خوردگی مستعدتر می‌­سازد. این بدان معنا نیست که فولاد 440 به راحتی زنگ می‌­زند، زیرا نسبت به بیشتر فولادها در برابر خوردگی مقاوم­تر است، اما در نظر بگیرید که نباید آن را صرفا برای مقاومت در برابر زنگ­زدگی آن انتخاب کرد. همچنین مهم است بدانید که فولادهای 440 در دماهای بالا به خوبی کار نمی‌­کنند. آن­ها در دماهای زیاد استحکام خود را از دست می‌­دهند، زیرا بیش از حد تمپر می‌­شوند و نرم­تر می‌­شوند. در دمای زیر 0 درجه سانتیگراد نیز داکتیلیته ­ی خود را از دست می‌­دهند. این واقعیت برای هر طراحی که مایل به استفاده از این فولاد در محیط‌­های خشن است، از اهمیت بسیاری برخوردار است، زیرا احتمالا فولاد 440 بهترین انتخاب نخواهد بود.

کاربرد استیل 440

استیل 440 را در اکثر مغازه‌­های ماشینکاری می‌­توان یافت، زیرا در حالت آنیل شده به آسانی ماشین­کاری می‌­شود و در عین حال پس از عملیات حرارتی مستحکم و مقاوم می‌­شود. این ماده برای اجزایی که باید در برابر خوردگی مقاومت نسبتا خوبی داشته باشند و در عین حال در اثر استفاده­ ی مکرر دچار سایش نشوند، فوق ­العاده خوب است. این فولاد یک گزینه ­ی عالی برای لبه‌­های چاقو است، زیرا سختی آن هنگام استفاده در ابزارهای برنده­ ی آشپزخانه بهتر می‌­شود. در ادامه نمونه کاربرد استیل 440 معرفی شده است:

قالب و سنبه

اجزای شیروسایل

/ابزارهای اندازه­گیری

اجزای نساجی

یاتاقان ساچمه‌­ای