什么是SUS440C？特性、标准、成分、应用

SUS440C是JIS标准规定的最硬的不锈钢。马氏体不锈钢的一种，假定在经过热处理硬化的状态下使用。

不锈钢常用于要求强度和耐磨性的轴承、轴等机器零件，也因其高强度和耐腐蚀性而用于餐具。

然而，SUS440C最重要的硬度和不锈钢的重要特性耐腐蚀性也会根据热处理条件而变化，因此需要足够的知识来处理它们。

在本文中，我们将解释SUS440C的性能和标准，以及根据热处理条件而变化的物理性能、耐腐蚀性和机械性能。

什么是SUS440C？

SUS440C是一种马氏体不锈钢，含碳量高达0.95-1.20%，淬透性特别高（见上图）。通过淬火和回火，可以达到HRC58或更高的硬度，这是不锈钢中的最高水平。由于其硬度高，是一种具有高耐磨性和疲劳强度、良好的拉伸强度和优异的机械性能的不锈钢。价格与SUS304大致相同或略高于SUS304。

SUS440C的耐腐蚀性高于S45C等碳钢和SK、SKS等工具钢，因为它含有16.0-18.0%的铬，在不锈钢中含量较高。但由于其含碳量较高，其性能不如奥氏体不锈钢（如SUS304）、铁素体不锈钢（如SUS430）和其他马氏体不锈钢（如SUS410、SUS420）。

SUS440C淬火前（退火后）的切削加工性与普通钢和铁素体不锈钢相当，优于奥氏体不锈钢。但由于调质后的切削加工性较差，常在淬火前成形为最终形状。然而，如果要在淬火和回火后进行机械加工，则需要采用不受硬度影响的放电加工，或者使用用于难切削材料的刀具。另外，JIS标准中还包括SUS440F，它通过在SUS440C的基础上添加硫，提高了切削加工性（见上图）。

SUS440C的淬透性特别好，是一种以应用淬火、回火为前提的不锈钢。

・缓冷：停炉后，钢留在炉内，随着炉的冷却，钢被冷却。

・油冷却：停炉后，将钢材从炉中取出，放入油中冷却。

・空冷：停炉后，将钢材从炉内取出，在室温空气中冷却。

SUS440C的应用

如下图所示，SUS440C凭借其优异的硬度、耐磨性以及相对较好的耐腐蚀性而被用于许多应用。

・轴承：支撑旋转和往复运动部件的部件。有时使用 SUS440C，因为它需要负载下的形状稳定性和耐摩擦性。

・刀具：菜刀、剪刀、剃须刀、医用手术刀等刀片。经常使用SUS440C，因为它要求高硬度和防锈性能。

・量具：在产品检查中用于验证形状和精度的测量/检查量具。有时使用SUS440C，因为它要求形状恒定性和防锈性。

・模具：要求耐磨性。SUS440C有时用于塑料注射成型的模具中。

此外，还用于需要强度的机器零件，如喷嘴、轴、泵零件等。

SUS440C的机械性能

SUS440C的硬度在“JIS G 4303:2021”中规定，如上表所示。但这些硬度值并不一定能达到，根据热处理条件的不同，淬火、回火后的硬度变化很大。

例如，对于不同淬火温度的淬火后（回火前）的硬度，报告了以下值。


当在1020℃淬火，冷却方式采用油冷时，回火后的硬度如下图所示。

SUS440C物理性能

SUS440C的物性与铁素体相似，但与奥氏体在很多方面不同，马氏体也是如此。SUS440C与普通钢一样具有铁磁性，在这方面它与SUS304等奥氏体材料不同。比热、电阻率、热膨胀系数均低于奥氏体系，而密度、导热系数、杨氏模量则高于奥氏体系。
 

SUS440C是一种碳含量较高的不锈钢，对不锈钢的硬度、强度和淬透性有效，铬含量相对较高，可提高淬透性、耐腐蚀性和耐热性。铬形成氧化膜，是防锈的来源，淬火后与碳结合形成碳化铬，有助于SUS440C的硬度和强度。

SUS440C的耐腐蚀性

如上所述，SUS440C表现出良好的耐腐蚀性，因为它含有大量的铬，铬是氧化膜的基础。但淬火回火会析出碳化铬，使周围区域的铬含量降低，耐腐蚀性能降低。

但其耐蚀性因回火热处理条件而异，回火温度越高，碳化铬析出量越多，导致耐蚀性降低。另一方面，淬火后的耐腐蚀性最高，回火温度越低，耐腐蚀性的劣化越少。

SUS440C的耐腐蚀性能与典型不锈钢的比较如下表所示。

SUS440C与典型不锈钢的耐局部腐蚀性能如下表所示。点蚀以点状形式发生，是侵蚀内部深处的腐蚀，点蚀电位是发生点蚀的下限电位，该值越小，越容易发生点蚀。


SUS440A和SUS440B的区别

首先，SUS440C是在SUS440B中添加碳来提高淬透性而制成的，SUS440B是在SUS440A中添加碳来提高淬透性而制成的，它们之间唯一的区别是碳含量。

因此，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