Технические характеристики легированной стали 440С

Производство инструментов требует применения прочных материалов, способных выдерживать высокие нагрузки. Одним из таких материалов является сталь 440С. Она отличается повышенной прочностью, поэтому применяется преимущественно при изготовлении ножей и других режущих изделий. Оценить металл по достоинству можно, ознакомившись с его характеристиками, преимуществами и недостатками.

Нормативная документация

Сталь марки 440 выпускается в трех вариациях:

• 440А;
• 440В;
• 440С.

Буквенные обозначения в данном случае указывают на количественное содержание углерода, придающего сплаву прочность и твердость. В стали марки 440А этого компонента содержится меньше всего, поэтому этот металл достаточно гибкий. Больше всего углерода содержит сталь 440С, поэтому именно она является идеальным материалом для ножей и строительных конструкций. В остальном, если посмотреть описание, состав металлов идентичен.

Технология производства сплава 440С регламентируется государственным стандартом. Металлический прокат должен соответствовать следующим требованиям:

• ГОСТ 8509-86 (предъявляется для углового равнополочного проката);
• ГОСТ 8510-86 (для неравнополочного проката);
• ГОСТ 8239-72 (для двутавровых балок);
• ГОСТ 19425-74 (для двутавровых балок и специальных швеллеров);
• ГОСТ 26020-83 (для двутавровых балок с параллельными гранями);
• ГОСТ 8240-72 (применяется для швеллеров);
• ГОСТ 19903-74 (для листового проката);
• ГОСТ 82-70 (для широкополосного проката универсального типа);
• ГОСТ 8706-78 (для просечно-вытяжных листов);
• ГОСТ 8568-77 (для листов, имеющих ромбическое рифление).

Также определенные требования государственного стандарта предъявляются для гнутых профилей.

Область применения

В стали 440С содержится максимальное количество углерода, придающего ей устойчивость к коррозии. Это качество усиливается в процессе термообработки и шлифовки. В отличие от классической нержавейки, данный металл отличается высокими показателями твердости, прокаливаемости и износостойкости.

Данная марка стали используется при производстве подшипников, работающих в агрессивных условиях. Также из нее изготавливаются различные детали, к которым предъявляются высокие требования к прочности, износостойкости и сопротивляемости коррозии.

Среди российских марок аналогичными свойствами обладает сталь 95Х18. Также выпускаются и зарубежные аналоги – AUS-10, N960Co, N690.

Химический состав металла

Сталь марки 440С – это сплав, содержащий дополнительные компоненты, улучшающие ее характеристики. Она является высоколегированной, а основными компонентами, добавляемыми в процессе выплавки, являются углерод, хром, марганец, кремний и молибден.

Углерод. В соответствии с государственным стандартом, в сплаве 440С должно содержаться порядка 0,9-1,25% углерода. Этот элемент придает металлу прочность и эластичность. Чем больше в сплаве углерода, тем тверже он становится.

Марганец. В сплаве этой марки содержание марганца составляет 1%. Он увеличивает износоустойчивость. Металл с добавлением марганца невосприимчив к ударным нагрузкам, скручиванию, сдавливанию и трению.

Хром. Хром является обязательным компонентом, включаемым в состав нержавеющих сталей. Он повышает эстетические свойства, придавая готовому изделию серебристый оттенок. Но его основная функция заключается в защите металла от воздействия влаги и агрессивных веществ. В сплаве марки 440С содержится порядка 18% хрома.

Молибден. Этот компонент повышает устойчивость изделия к механическим воздействиям. Добавив всего 0,75% молибдена, производителям удается повысить жесткость металла и устойчивость к воздействию высоких температур.

Кремний. Кремний усиливает действие молибдена, делая металл более прочным. В сплаве его содержится всего 1%. Но этого достаточно для обеспечения надежной защиты от появления трещин и царапин при ударах и механических воздействиях.

Все сплавы также содержат незначительное количество фосфора и серы, которые добавляются в процессе производства.

Прочностные характеристики

Твердость стали 440С составляет 58-60 по Роквеллу. Посмотрев характеристики стали 440А, можно увидеть, что этот показатель варьируется в пределах 55-57, что свидетельствует о ее сравнительной мягкости.

Высокие показатели твердости марки 440С – незаменимое качество для ножей. Они отличаются длительным сроком эксплуатации. Причем внешний вид лезвия на всем сроке использования практически не меняется. Но твердость металла также может стать и недостатком, так как после термообработки его гораздо сложнее шлифовать и подгонять под определенные размеры.

Предел прочности на разрыв определяется температурой отпуска. В соответствии с ГОСТом, она должна составлять 204 градуса. Повышение температурного режима негативно сказывается на прочностных характеристиках готового изделия. Обработка данной марки может производиться двумя способами. К их числу относятся:

• отпуск, подразумевающий нагрев ниже критической точки с дальнейшим медленным охлаждением;
• закалка – процесс, заключающийся в нагревании металла выше критической точки с последующим резким охлаждением.

В первом случае производителю удается добиться гибкости материала без значительного снижения прочности. При закалке прочность значительно усиливается, но вместе с ней металл становится более хрупким.

А чтобы уменьшить изменение геометрических размеров поверхностей и исключить образование окислов, применяется вакуумная закалка с плавным нагревом деталей и мягкими охладителями. Правильная термообработка позволяет придать материалу высокие эксплуатационные качества.

Показатели свариваемости

Сталь 440С является мартенситной, то есть отличающейся высоким содержанием углерода. При нагревании и последующем охлаждении на воздухе она образует твердую структуру. Поэтому данную марку стали относят к разряду трудносвариваемых.

Если возникает необходимость соединить друг с другом две детали, необходимо использовать различные присадки и предварительный нагрев. Все это поможет снизить ломкость шва и околошовной зоны, избежав образования трещин при охлаждении.

Проводить сварочные работы целесообразно только в том случае, если поврежденный элемент нельзя заменить. В процессе сварки свойства и структура участка, подвергшегося нагреву, изменяется. Поэтому поврежденную деталь лучше заменить.

Преимущества и недостатки

Как и любой металл, рассматриваемый материал имеет определенные плюсы и минусы. К числу положительных относятся следующие качества:

• высокие показатели твердости, обеспечивающие сопротивляемость внешнему механическому воздействию;
• прочностные характеристики стали 440С, позволяющие выдерживать повышенные нагрузки при сгибе и кручении;
• устойчивость к коррозии, обеспечивающая возможность использования изделий в условиях повышенной влажности;
• износоустойчивость, позволяющая готовым изделиям служить десятилетиями.

Характеристики стали 440С для ножей подходят идеально. На рынке представлен широкий ассортимент режущего инструмента, предназначенного как для бытового использования, так и для рыбаков, охотников и туристов. Ножи долгое время сохраняют качество заточки. А форма режущей кромки позволяет резать даже твердые предметы, не прилагая особых усилий.

Как уже говорилось выше, сталь 440С имеет как плюсы, так и минусы. Но последних гораздо меньше. Одним из недостатков можно назвать отсутствие в сплаве ванадия, придающего металлу еще большую прочность. К тому же, изделия из этого сплава необходимо беречь от воздействия агрессивных веществ (кислот, солей).