Aço inoxidável 410 vs 416: classes martensíticas para usinabilidade versus dureza

 

Quais são as composições químicas, principais vantagens de processamento e usos típicos de 410 e 416?
O grau 410 (UNS S41000) é um aço martensítico básico com 12% de cromo, sem elementos adicionais para usinabilidade. Pode ser endurecido por meio de tratamento térmico para obter boa resistência e resistência ao desgaste. A classe 416 (UNS S41600) modifica a base 410 adicionando enxofre (maior ou igual a 0,15%) ou selênio, criando inclusões que quebram os cavacos durante a usinagem. Isso torna o 416 um dos aços inoxidáveis ​​mais usináveis. 410 é usado para válvulas, peças de bombas, talheres e fixadores. 416 é especificado para produção de alto-volume de parafusos, porcas, engrenagens e acessórios em máquinas de parafusar automáticas onde usinagem complexa é necessária.

Como a adição de enxofre ou selênio no 416 afeta suas propriedades mecânicas e de corrosão em comparação com o 410?
As adições de enxofre ou selênio criam inclusões macias de sulfeto/seleneto de manganês na matriz do aço. Essas inclusões atuam como quebra-cavacos e lubrificantes internos durante a usinagem, melhorando drasticamente a usinabilidade e a vida útil da ferramenta. No entanto, essas mesmas inclusões criam descontinuidades que reduzem a ductilidade, a resistência ao impacto e a resistência à fadiga em comparação com 410. Mais importante ainda, elas reduzem significativamente a resistência à corrosão, particularmente a resistência à corrosão, e tornam a liga essencialmente não soldável devido ao alto risco de trincas a quente. 410, embora mais difícil de usinar, oferece melhores-propriedades mecânicas e resistência à corrosão.

Em quais cenários de fabricação é essencial escolher 416 em vez de 410 e vice-versa?
Escolha 416 quando o principal desafio de fabricação for a usinagem, especialmente para peças complexas e de alto{1}}volume produzidas em máquinas automáticas. A economia de tempo e custos com ferramentas superará em muito as compensações-de propriedade do material. Escolha 410 quando o componente exigir boa tenacidade, soldabilidade ou melhor resistência à corrosão, mesmo que isso signifique usinagem mais lenta e cara e possível tratamento térmico. Por exemplo, um corpo de válvula personalizado pode ser 410, enquanto milhares de parafusos de fixação idênticos para essa válvula seriam 416.

Quais são as considerações críticas para o tratamento térmico e acabamento dessas classes?
O 410 é rotineiramente tratado termicamente (endurecido e revenido) para atingir suas propriedades de serviço. 416 também pode ser tratado termicamente para aumentar a dureza, mas o processo requer mais cuidado, pois as inclusões podem levar a efeitos indesejáveis ​​durante o aquecimento. Ambas as classes são suscetíveis à descarbonetação. Para acabamento, o 416 pode obter diretamente uma boa superfície usinada, enquanto o 410 pode exigir mais etapas. Nenhum dos graus é adequado para um polimento espelhado se estiverem presentes longarinas de sulfeto (em 416), pois elas serão visíveis.

Que pergunta final um comprador deve fazer ao seu fornecedor ao adquirir 410 ou 416?
Para 416, a questão crítica é: “Este 416 é com enxofre (S41600) ou selênio (S41623)?” O rolamento-de selênio 416 oferece usinabilidade e acabamento superficial ainda melhores. Para ambas as classes, confirme a condição necessária: recozido para usinagem ou pré-endurecido. Mais importante ainda, os compradores devem garantir que a seleção da classe esteja alinhada com a função da peça: nunca substitua 416 por 410 em uma aplicação crítica soldada, estrutural ou de corrosão-simplesmente para economizar em custos de usinagem, pois isso levará a falhas prematuras.