Aço inoxidável 410 vs 420: classes martensíticas para dureza e desgaste

 

Quais são as composições químicas, resposta de endurecimento e usos típicos de 410 e 420?
Ambos são aços retos ao cromo: 410 contém 11,5-13,5% Cr e até 0,15% C, enquanto 420 contém 12-14% Cr e 0,15-0,40% C (frequentemente categorizado como 420A, B, C). O carbono mais alto em 420 permite atingir uma dureza máxima mais alta (até HRC 56) em comparação com 410 (até HRC 45). 410 é amplamente utilizado para válvulas, eixos de bombas, fixadores e peças de máquinas. 420 é o padrão para talheres, instrumentos cirúrgicos, moldes de injeção de plástico e lâminas onde a resistência ao desgaste e a retenção de bordas são fundamentais.

Como o teor de carbono determina a escolha entre resistência ao desgaste e tenacidade?
O carbono controla diretamente o volume de carbonetos de cromo duros que se formam durante o tratamento térmico. Mais carbono (420) significa mais carbonetos, resultando em resistência superior à abrasão e capacidade de segurar arestas vivas. A compensação-é a redução da resistência e o aumento da fragilidade. Menos carbono (410) produz menos carbonetos, proporcionando melhor resistência ao impacto e ductilidade, tornando-o menos propenso a lascar ou rachar sob carga de choque. A escolha é fundamentalmente entre maximizar a vida útil contra o desgaste (420) ou contra o impacto (410).

Em quais aplicações é um erro crítico escolher 410 em vez de 420, ou vice-versa?
É um erro crítico escolher 410 para uma lâmina de corte, bisturi ou superfície de rolamento de alto-desgaste onde 420 é especificado. O componente 410 ficará cego rapidamente e falhará prematuramente. Por outro lado, especificar 420 para uma haste de válvula ou fixador de alta tensão que possa sofrer carga de choque pode causar fratura frágil. Para componentes como facas de cozinha ou tesouras cirúrgicas, o 420 é essencial. Para pás de turbinas ou fixadores em atmosferas corrosivas, a melhor tenacidade geral e resistência à corrosão do 410 o tornam a escolha correta.

Quais são as principais etapas e precauções no tratamento térmico dessas classes?
Ambos requerem têmpera e revenido. A temperatura de austenitização é crítica: para 410, normalmente é 980-1010 graus; para 420, é 1020-1065 graus. A têmpera deve ser rápida (óleo ou ar, dependendo da espessura da seção) para formar martensita dura. Segue-se imediatamente o revenimento para aliviar tensões e ajustar o equilíbrio final entre dureza e tenacidade. O subtemperamento deixa o aço quebradiço; o excesso de têmpera o suaviza excessivamente. Ambas as classes são suscetíveis à descarbonetação, portanto, o tratamento térmico com atmosfera protetora é recomendado para peças críticas para garantir uma superfície totalmente dura.

O que um comprador ou designer deve especificar para garantir que receberá o material e as propriedades corretas?
Sempre especifique a designação AISI/UNS completa (por exemplo, AISI 420 ou UNS S42000) e a condição necessária (por exemplo, "Recozido para usinagem" ou "Endurecido e revenido até HRC 50-52"). Para 420, esclareça se é necessária uma faixa específica de carbono (420A, B, C). Exigir um certificado de teste de fábrica para verificar a química. Se encomendar peças acabadas com tratamento térmico, especifique as propriedades mecânicas necessárias ou a faixa de dureza. Trabalhe com um fornecedor e tratador térmico com experiência em aços inoxidáveis ​​martensíticos para garantir resultados consistentes.