SUS440C是JIS標準規定的不銹鋼中硬度最高的不銹鋼。是馬氏體不銹鋼的一種，推測在進行了熱處理以提高硬度的狀態下使用。現貨：圓棒、板材、鍛件、特殊尺寸可訂貨！
不銹鋼常用于要求強度和耐磨性的軸承和軸等機械零件，由于強度高、耐腐蝕，也用于切削工具。
但是，SUS440C最重要的硬度和不銹鋼的重要特性即耐腐蝕性也會因熱處理條件而變化，因此需要充分的知識來處理。
在本文中，我們將解釋SUS440C的性能和標準、物理性能、耐腐蝕性和根據熱處理條件而變化的機械性能。
什么是SUS440C？
SUS440C是一種馬氏體不銹鋼，含碳量高達0.95～1.20%，淬火固化性特別高（見上圖）。通過淬火和回火，可以獲得HRC58或更高的硬度，這是不銹鋼中的最高水平。由于其硬度高，它是一種具有高耐磨性和疲勞強度、良好的抗拉強度和優良的機械性能的不銹鋼。價格與SUS304差不多或比SUS304高一點。
SUS440C的耐蝕性為16.0～18.0%，在不銹鋼中是比較大的量，因此高于S45C等碳鋼和SK、SKS材料等工具鋼。但由于其含碳量高，不如奧氏體不銹鋼（SUS304等）、鐵素體不銹鋼（SUS430等）和其他馬氏體不銹鋼（SUS410、SUS420等）。
SUS440C的切削加工性能與普通鋼和鐵素體不銹鋼淬火前（退火后）大致相同，優于奧氏體不銹鋼。但由于調質后的切削加工性較差，常在淬火前成型為最終形狀。但是，如果要在淬火和回火后進行加工，則必須使用放電加工，這種加工與硬度無關，或者使用用于難切削材料的工具。JIS 標準包括 SUS440F，它通過在 SUS440C 中添加硫改進了切削性（見上圖）。
SUS440C的淬透性特別好，是以應用淬火回火為前提的不銹鋼。下表是 JIS 標準（JIS G 4303:2021）中描述的退火、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。
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熱處理方式
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退火
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淬火
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回火
|
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溫度（℃）
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800-920
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1010-1070
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100-180
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冷卻方式
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緩慢冷卻
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油冷
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風冷
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? 緩冷：停爐后將鋼留在爐內，隨爐冷卻使鋼冷卻的方法。
?油冷：停爐后，將鋼材從爐中取出，放入油中冷卻。
?空冷：將鋼從爐中取出，停爐后在常溫空氣中冷卻的方法。
SUS440C的應用
SUS440C的許多應用都利用了優異的硬度、耐磨性和相對較好的耐腐蝕性，如下圖所示。
-軸承：支撐旋轉或往復運動的零件。SUS440C 有時會被使用，因為它需要對負載保持形狀不變且耐摩擦。
?刀片：菜刀、剪刀、剃須刀、手術刀等刀片。SUS440C因其高硬度和防銹性而常被使用。
?量規：用于在產品檢查中驗證形狀和精度的測量/檢查量規。可以使用SUS440C，因為它需要形狀不變性和防銹性。
?模具：需要耐磨性。SUS440C可用于塑料注塑模具。
此外，它還用于需要強度的機械零件，例如噴嘴、軸和泵零件。
SUS440C標準
SUS440C 在以下 JIS 標準中定義。
? JIS G 4303：2021“不銹鋼棒”
? JIS G 4308：2013“不銹鋼絲”
? JIS G 4309：2013“不銹鋼線”
? JIS G 4318：2016“冷加工不銹鋼棒”
SUS440C板材材質沒有標準，但市面上有。SUS440A的板材與SUS440C的區別僅在于碳含量，在以下JIS標準中進行了描述。
? JIS G 4304：2021“熱軋不銹鋼板帶”
? JIS G 4305：2021“冷軋不銹鋼板帶”
另外，與SUS440C的JIS標準以外的標準的對應如下。
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標準代碼
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日標
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國際標準化組織
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CN
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ASTM
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標準名稱
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日本工業標準
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國際標準化組織
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歐洲標準化委員會
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美國測試材料協會
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鋼種名稱
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SUS440C
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X110Cr17
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1.4023
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S44004
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SUS440C的機械性能
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退火狀態下的硬度
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調質狀態下的硬度
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高帶寬
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人權委員會
|
高壓
|
高帶寬
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人權委員會
|
高壓
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|
269以下
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28 或更少
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284 或更少
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-
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58 或更多
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653及以上
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SUS440C的硬度如上表所示在“JIS G 4303:2021”中規定。然而，這些硬度并不總是如此，調質后的硬度因熱處理條件而異。
例如，在各種淬火溫度下，淬火后（回火前）的硬度已經報道了以下數值。
|
淬火溫度
|
900℃
|
950℃
|
1000℃
|
1050℃
|
1150℃
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|
硬度 (HRC)
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47 47
|
53
|
59
|
61
|
42
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至于淬火/回火狀態，如下表所示，有各種回火溫度下各種力學性能的數據。
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回火溫度
|
抗拉強度
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0.2% 屈服強度
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拉緊
|
硬度
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|
兆帕
|
兆帕
|
%
|
人權委員會
|
|
退火狀態
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758
|
448
|
14
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27.71 (269HB)
|
|
204℃
|
2030
|
1900
|
四
|
59
|
|
260℃
|
1960
|
1830
|
四
|
57 57
|
|
316℃
|
1860
|
1740
|
四
|
56
|
|
371℃
|
1790
|
1660
|
四
|
56
|
如果在1020℃進行淬火并采用油冷作為冷卻方式，回火后的硬度將如下圖所示。
SUS440C的物性
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密度
|
導熱系數
|
比熱
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比電阻率
× 10-8
|
磁的
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克/立方厘米
|
W / (m?K)
|
J / (g?℃)
|
Ω·m
|
|
7.78
|
24.3
|
0.46
|
60
|
鐵磁性
|
SUS440C的主要物性如上表所示。
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
|
下表顯示了熱膨脹系數，其值根據溫度范圍而變化。
|
溫度范圍（℃）
|
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
|
與馬氏體不銹鋼一樣，SUS440C的物理性能與鐵素體不銹鋼相似，與奧氏體不銹鋼有很多不同。SUS440C與普通鋼一樣具有鐵磁性，與SUS304等奧氏體不銹鋼不同。比熱、電阻率和熱膨脹系數低于奧氏體值，密度、熱導率和楊氏模量高于奧氏體值。
SUS440C的成分
（單元：％）
|
碳
|
硅
|
錳
|
凜
|
硫
|
鎳
|
鉻
|
鉬
|
|
C
|
硅
|
錳
|
磷
|
小號
|
你
|
鉻
|
莫
|
|
0.95 至 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標準定義，如上表所示。
SUS440C是對不銹鋼的硬度、強度和淬透性有效的高碳含量的不銹鋼，以及提高耐腐蝕性和耐熱性以及淬透性的較高含量的鉻。鉻形成作為防銹源的氧化膜，淬火后與碳結合成為碳化鉻，對SUS440C的硬度和強度有貢獻。
SUS440C的耐腐蝕性
如上所述，SUS440C顯示出良好的耐腐蝕性，因為它含有大量的鉻，鉻是氧化膜的來源。但是，由于淬火和回火，會沉積碳化鉻，從而降低環境鉻含量，降低耐腐蝕性。
但其耐蝕性取決于回火的熱處理條件，回火溫度越高，碳化鉻析出量越大，耐蝕性越低。另一方面，淬火后的耐蝕性越高，回火溫度越低，耐蝕性的劣化被抑制得越少。
SUS440C與一般不銹鋼的耐蝕性如下表所示。
|
腐蝕條件
|
典型不銹鋼的腐蝕度(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
|
|
鹽酸氯化鐵（6%）
|
17.1194
|
15.9090
|
4.1834
|
-
|
7.5868
|
|
鹽水 (5%)
|
0.0129
|
0.0067
|
0.0000
|
-
|
0.0000
|
SUS440C與典型不銹鋼相比，耐局部腐蝕性能如下表所示。點蝕以點狀發生，是向內部深處腐蝕的腐蝕，點蝕電位是發生點蝕的下限電位，該值越小，越容易發生點蝕。
|
腐蝕條件
|
典型不銹鋼點蝕電位 (mV)
|
|
SUS440C
|
SUS420J2
|
SUS304
|
SUS430
|
SUS630
|
|
鹽水 (3.5%)
|
-300
|
20
|
-
|
120
|
100
|
與SUS440A和SUS440B的區別
（單元：％）
|
鋼級
|
碳
|
硅
|
錳
|
凜
|
硫
|
鎳
|
鉻
|
鉬
|
|
C
|
硅
|
錳
|
磷
|
小號
|
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 至 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是加碳提高淬火性的，SUS440B是SUS440A是加碳來提高淬火性的，它們的區別在于它們的含碳量只有多少（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
這些硬度的值在“JIS G 4303:2021”中有規定，如下表所示。
|
鋼級
|
退火狀態下的硬度
|
調質狀態下的硬度
|
|
高帶寬
|
人權委員會
|
高壓
|
高帶寬
|
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及以上
|
|
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 或更多
|
653及以上
|
|
