Acier inoxydable 440C (UNS S44004) : explication de la qualité martensitique à haute dureté-

Qu’est-ce que l’acier inoxydable 440C ?

Le 440C est un acier inoxydable martensitique à haute teneur en carbone et en chrome, désigné UNS S44004 dans le système américain et 1,4125 (X105CrMo17) dans la norme EN 10088. Sa caractéristique déterminante est une teneur en carbone de 0,95 à 1,20 %, la plus élevée parmi les nuances d'acier inoxydable martensitique standard. Combiné avec 16,0 à 18,0 % de chrome, cela permet à l'acier d'être durci à environ 58 à 60 HRC, la dureté maximale disponible pour un acier inoxydable conventionnel.

La même teneur en carbone qui fournit la dureté crée les limites de la nuance : ténacité et résistance aux chocs réduites, résistance à la corrosion modérée qui ne convient pas aux environnements chimiques ou marins difficiles et usinage difficile après durcissement. Pour cette raison, le 440C est toujours utilisé à l'état trempé et revenu, et presque tous les usinages sont effectués à l'état recuit.

Notes équivalentes

Système standard	Désignation
AISI / ASTM (États-Unis)	440C / UNS S44004
FR (Europe)	1.4125 / X105CrMo17
JIS (Japon)	SUS440C
GB (Chine)	108Cr17

Composition chimique (ASTM A276)

Élément	C	Mn	P	S	Si	Cr	Mo
Contenu, %	0.95-1.20	1,00 maximum	0,040 maximum	0,030 maximum	1,00 maximum	16.0-18.0	0,75 maximum

Propriétés mécaniques et dureté

Condition	Dureté typique	Note
Recuit (pour usinage)	269 ​​HB maximum	Assez souple pour tourner, fraiser et percer
Trempé et revenu	58-60 HRC	Dureté totale pour les applications d'usure et de coupe

À l'état durci, la résistance à la traction est généralement de l'ordre de 1 800-2 000 MPa. Le compromis est une ductilité et une résistance aux chocs réduites, de sorte que les composants sont conçus pour fonctionner en compression ou en usure plutôt que sous impact.

Traitement thermique

Pour atteindre le plein potentiel de 440 °C, il faut un traitement thermique contrôlé, parfois en plusieurs-étapes :

Austénitisation à 1010-1065 degrés Celsius pour dissoudre les carbures de chrome dans la matrice.

Trempe rapide à l'huile, ou trempe interrompue pour les sections minces, pour transformer la structure en martensite.

Traitement facultatif sous-à environ -75 degrés Celsius pour convertir l'austénite retenue et maximiser la dureté.

Trempe à 150-370 degrés Celsius pour soulager le stress et équilibrer la dureté et la ténacité ; la double trempe est courante pour la stabilité dimensionnelle.

Parce que l'acier contient beaucoup de carbone et de chrome, il est très sensible à la décarburation à la température d'austénitisation. Une atmosphère protectrice ou un traitement thermique sous vide est fortement recommandé pour préserver la dureté de la surface et la résistance à la corrosion.

Résistance à la corrosion et limites

Le 440C a une résistance modérée à la corrosion. Il résiste à la corrosion atmosphérique, aux produits chimiques doux, à l'eau douce et à de nombreux produits alimentaires, et est bien plus résistant à la corrosion que les aciers à outils au carbone. Cependant, il est inférieur aux 304 et 316 à cet égard, et il ne convient pas à l'eau de mer, aux acides forts ou aux environnements riches en chlorure- où des piqûres se produiraient. L'acier ne doit pas être soudé pour des applications structurelles ; le soudage produit de la martensite dure et cassante et des zones affectées par la chaleur-sensibles aux fissures-.

Applications typiques

Roulements à billes et à rouleaux de précision pour l'aérospatiale et l'instrumentation.

Sièges de soupape, tiges de soupape et pièces de pompe dans les systèmes de fluides à forte usure-.

Lames de couteaux et outils de coupe où la rétention des bords est essentielle.

Inserts de moule, matrices et jauges nécessitant une dureté élevée et une bonne polissabilité.

Buses, arbres, bagues et pièces d'instruments en service d'usure.

Foire aux questions

T1. Quelle dureté le 440C peut-il atteindre ?

Le 440C est normalement durci et revenu à 58-60 HRC, et dans une pratique optimisée, il peut atteindre environ 60-62 HRC avec un traitement inférieur à zéro. Il s'agit de la dureté la plus élevée des aciers inoxydables standards.

Q2. Pourquoi le 440C est-il moins résistant à la corrosion que le 304 ?

La teneur élevée en carbone du 440C consomme du chrome sous forme de carbures, laissant moins de chrome en solution solide pour former le film protecteur passif. De plus, la structure martensitique n'a pas de réseau limite de -grains riches en chrome-. La résistance à la corrosion est donc inférieure à celle des nuances austénitiques comme le 304 ou le 316.

Q3. Le 440C peut-il être soudé ?

Le soudage 440C n'est pas recommandé pour les joints structurels. La soudure et la zone affectée par la chaleur se transforment en martensite non trempée dure et cassante lors du refroidissement et sont sujettes à la fissuration. Lorsque l'assemblage est inévitable, un préchauffage, un remplissage austénitique et un revenu immédiat sont nécessaires, avec des tests de dureté et de fissuration après-soudage.

Q4. Quelle est la différence entre 440A, 440B et 440C ?

Les trois qualités partagent la même gamme de chrome mais diffèrent par le carbone : 440A en contient de 0,60 à 0,75 %, 440B en contient de 0,75 à 0,95 % et 440C en contient de 0,95 à 1,20 %. Un carbone plus élevé signifie une dureté et une résistance à l'usure plus élevées, mais une ténacité et une résistance à la corrosion inférieures.

Q5. Pourquoi le traitement thermique sous vide est-il recommandé pour 440C ?

À des températures austénitisantes de 1 010 -1 065 degrés Celsius, la surface de 440 °C perd rapidement du carbone dans une atmosphère oxydante. Les fours sous vide ou à atmosphère contrôlée empêchent la décarburation, préservant ainsi la dureté de la surface et la résistance à la corrosion.

Q6. Le 440C est-il un bon choix pour les lames de couteaux ?

Oui, pour les lames pour lesquelles la rétention des bords est la priorité.. 440Le C tient bien le bord et résiste bien mieux à la corrosion que l'acier au carbone. Il est légèrement plus difficile à affûter que les qualités inoxydables plus douces et peut être cassant s'il est trempé trop fort, c'est pourquoi une trempe de 56 à 58 HRC est souvent préférée pour les couteaux.