Acero inoxidable 440: propiedades y aplicaciones clave

El acero inoxidable 440 es un acero inoxidable martensítico con alto contenido de carbono, conocido por su excelente dureza y resistencia al desgaste. Clasificado dentro de la categoría de acero inoxidable martensítico, suele contener entre un 16 % y un 18 % de cromo y entre un 1,0 % y un 1,2 % de carbono, lo que influye significativamente en sus propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión. Su alto contenido de carbono permite la formación de una estructura martensítica dura tras el tratamiento térmico, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren alta resistencia y resistencia al desgaste.

Descripción general completa

El acero inoxidable 440 se utiliza principalmente en aplicaciones donde una alta dureza y una resistencia moderada a la corrosión son esenciales. Su combinación única de propiedades lo convierte en una opción popular para cuchillería, instrumental quirúrgico y diversas aplicaciones industriales. El acero se puede clasificar en tres subgrados: 440A, 440B y 440C, cada uno con ligeras variaciones en el contenido de carbono y la dureza.

Ventajas:
- Alta dureza: el acero inoxidable 440 puede alcanzar una dureza de hasta 58 HRC cuando se trata térmicamente adecuadamente, lo que lo hace ideal para herramientas de corte y aplicaciones resistentes al desgaste.
- Buena resistencia a la corrosión: si bien no es tan resistente a la corrosión como los grados austeníticos, el acero inoxidable 440 ofrece una resistencia decente a la oxidación y la corrosión en entornos templados.
- Retención de filo: Su dureza permite una excelente retención de filo en aplicaciones de corte, convirtiéndolo en la opción preferida para cuchillos y hojas.

Limitaciones:
- Fragilidad: El alto contenido de carbono puede provocar fragilidad, especialmente en secciones más delgadas, lo que puede limitar su uso en determinadas aplicaciones.
- Problemas de soldabilidad: el acero inoxidable 440 puede ser difícil de soldar debido a su alto contenido de carbono, lo que puede provocar grietas en la zona afectada por el calor.
- Resistencia a la corrosión moderada: en comparación con los aceros inoxidables austeníticos, su resistencia a la corrosión es limitada, particularmente en entornos hostiles.

Históricamente, el acero inoxidable 440 ha sido significativo en el desarrollo de cubiertos e instrumentos quirúrgicos de alto rendimiento, estableciéndose como un material confiable en diversas industrias.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	S44000	EE.UU	Equivalente más cercano a AISI 440A/B/C
AISI/SAE	440A, 440B, 440C	EE.UU	Las variaciones en el contenido de carbono afectan la dureza.
ASTM	A276	EE.UU	Especificación estándar para barras de acero inoxidable
ES	1.4116	Europa	Equivalente a AISI 440C
JIS	SUS440A, SUS440B, SUS440C	Japón	Propiedades similares con pequeñas diferencias de composición

Las diferencias entre estos grados equivalentes pueden influir en la selección según los requisitos específicos de la aplicación. Por ejemplo, si bien el 440C ofrece mayor dureza debido a su contenido de carbono, también puede ser más susceptible a la corrosión en ciertos entornos que el 440A.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
C (Carbono)	0,95 - 1,20
Cr (cromo)	16.0 - 18.0
Mn (manganeso)	1.0 máximo
Si (silicio)	1.0 máximo
P (Fósforo)	0,04 máximo
S (Azufre)	0,03 máximo

Los principales elementos de aleación del acero inoxidable 440 incluyen cromo y carbono. El cromo mejora la resistencia a la corrosión y contribuye a la formación de una capa protectora de óxido, mientras que el carbono aumenta la dureza y la resistencia mediante la formación de martensita durante el tratamiento térmico.

Propiedades mecánicas

Propiedad	Condición/Temperamento	Valor/rango típico (unidades métricas - SI)	Valor/rango típico (unidades imperiales)	Norma de referencia para el método de prueba
Resistencia a la tracción	Recocido	620 - 850 MPa	90 - 123 ksi	ASTM E8
Límite elástico (0,2 % de compensación)	Recocido	450 - 600 MPa	65 - 87 ksi	ASTM E8
Alargamiento	Recocido	12 - 15%	12 - 15%	ASTM E8
Dureza	Recocido	30 - 40 HRC	30 - 40 HRC	ASTM E18
Resistencia al impacto	-	20 J (a -20 °C)	15 pies-lbf (a -4 °F)	ASTM E23

Las propiedades mecánicas del acero inoxidable 440 lo hacen adecuado para aplicaciones que requieren alta resistencia y resistencia al desgaste. Su resistencia a la tracción y su límite elástico indican su capacidad para soportar cargas significativas, mientras que su dureza garantiza la durabilidad en aplicaciones de corte.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (Unidades métricas - SI)	Valor (Unidades Imperiales)
Densidad	-	7,75 g/cm³	0,28 lb/pulgada³
Punto de fusión	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Conductividad térmica	20 °C	25,4 W/m·K	17,5 BTU·pulgada/(hora·pie²·°F)
Capacidad calorífica específica	20 °C	0,50 J/g·K	0,12 BTU/lb·°F
Resistividad eléctrica	20 °C	0,74 µΩ·m	0,0000013 Ω·pulgada

Propiedades físicas clave, como la densidad y el punto de fusión, son cruciales para aplicaciones en entornos de alta temperatura. La densidad indica el peso del material, mientras que el punto de fusión proporciona información sobre su estabilidad térmica.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C/°F)	Clasificación de resistencia	Notas
cloruros	3-10	20-60 / 68-140	Justo	Riesgo de picaduras
Ácido sulfúrico	10-30	20-40 / 68-104	Pobre	No recomendado
Ácido acético	5-20	20-60 / 68-140	Bien	Resistencia moderada
Atmosférico	-	-	Bien	Funciona bien en ambientes templados.

El acero inoxidable 440 presenta una resistencia moderada a la corrosión, especialmente en condiciones atmosféricas y ácidos diluidos. Sin embargo, es susceptible a la corrosión por picaduras en entornos con cloruro, lo cual es crucial para aplicaciones en entornos marinos o costeros. En comparación con los grados austeníticos como el 304 o el 316, el acero inoxidable 440 es menos resistente a la corrosión, pero ofrece una dureza superior.

Resistencia al calor

Propiedad/Límite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observaciones
Temperatura máxima de servicio continuo	400	752	Por encima de esto, puede producirse oxidación.
Temperatura máxima de servicio intermitente	600	1112	Sólo exposición a corto plazo
Temperatura de escala	800	1472	Riesgo de escalamiento más allá de esta temperatura

A temperaturas elevadas, el acero inoxidable 440 mantiene su resistencia, pero puede oxidarse. Su rendimiento en aplicaciones de alta temperatura es limitado en comparación con otros aceros inoxidables, lo que requiere un diseño cuidadoso.

Propiedades de fabricación

Soldabilidad

Proceso de soldadura	Metal de relleno recomendado (clasificación AWS)	Gas/fundente de protección típico	Notas
TIG	ER440 (AWS A5.9)	Argón	Se recomienda precalentar
MIG	ER440 (AWS A5.9)	Argón + CO2	Puede ser necesario un tratamiento térmico posterior a la soldadura.

Soldar acero inoxidable 440 puede ser complicado debido a su alto contenido de carbono, lo que aumenta el riesgo de agrietamiento. Se recomienda el precalentamiento y el tratamiento térmico posterior a la soldadura para mitigar estos problemas.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	[Acero inoxidable 440]	[AISI 1212]	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	60%	100%	Requiere herramientas de alta velocidad
Velocidad de corte típica (torneado)	30-50 m/min	100-150 m/min	Utilice herramientas de carburo para obtener mejores resultados.

El acero inoxidable 440 presenta una maquinabilidad moderada, lo que requiere herramientas y velocidades de corte específicas para lograr resultados óptimos. Se recomienda el uso de herramientas de carburo para mejorar el rendimiento.

Formabilidad

El acero inoxidable 440 no es muy maleable debido a su alto contenido de carbono, lo que puede provocar grietas durante el trabajo en frío. El conformado en caliente es posible, pero requiere un control cuidadoso de la temperatura para evitar la degradación de las propiedades.

Tratamiento térmico

Proceso de tratamiento	Rango de temperatura (°C/°F)	Tiempo típico de remojo	Método de enfriamiento	Propósito principal / Resultado esperado
Recocido	760 - 800 / 1400 - 1472	1-2 horas	Aire	Reducir la dureza, mejorar la ductilidad.
Endurecimiento	980 - 1050 / 1800 - 1922	30 minutos	Aceite o aire	Aumentar la dureza y la resistencia.
Templado	150 - 400 / 300 - 750	1 hora	Aire	Reduce la fragilidad, mejora la tenacidad.

Los procesos de tratamiento térmico afectan significativamente la microestructura y las propiedades del acero inoxidable 440. El temple aumenta la resistencia y la dureza, mientras que el revenido ayuda a reducir la fragilidad.

Aplicaciones típicas y usos finales

Industria/Sector	Ejemplo de aplicación específica	Propiedades clave del acero utilizadas en esta aplicación	Motivo de la selección (breve)
Cuchillería	cuchillos de cocina	Alta dureza, retención de filo.	Excelente para herramientas de corte.
Médico	instrumentos quirúrgicos	Resistencia a la corrosión, capacidad de esterilización.	Seguro para uso médico
Automotor	Componentes de la válvula	Resistencia al desgaste, fuerza	Requisitos de alto rendimiento
Aeroespacial	Componentes del motor	Alta relación resistencia-peso	Crítico para la seguridad y el rendimiento

El acero inoxidable 440 se elige para aplicaciones que requieren alta dureza y resistencia moderada a la corrosión. Su retención de filo lo hace especialmente adecuado para la cuchillería, mientras que su resistencia resulta ventajosa en aplicaciones automotrices y aeroespaciales.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	Acero inoxidable 440	Acero inoxidable AISI 304	Acero inoxidable AISI 316	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Alta dureza	Buena ductilidad	Excelente resistencia a la corrosión	440 es más duro pero menos dúctil
Aspecto clave de la corrosión	Resistencia moderada	Buena resistencia	Excelente resistencia	440 es menos adecuado para entornos hostiles
Soldabilidad	Pobre	Bien	Bien	440 requiere un cuidado especial en la soldadura
Maquinabilidad	Moderado	Bien	Moderado	440 requiere más esfuerzo para mecanizar
Formabilidad	Pobre	Bien	Bien	El 440 es menos moldeable que los grados austeníticos
Costo relativo aproximado	Moderado	Bajo	Moderado a alto	El costo varía según las condiciones del mercado.
Disponibilidad típica	Moderado	Alto	Alto	440 puede estar menos disponible

Al seleccionar el acero inoxidable 440, se deben considerar sus propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión y características de fabricación. Si bien ofrece alta dureza, sus limitaciones en soldabilidad y conformabilidad deben tenerse en cuenta en el diseño y la aplicación. La rentabilidad y la disponibilidad también son cruciales en la selección del material, especialmente en industrias competitivas.

En resumen, el acero inoxidable 440 es un material versátil que se destaca en aplicaciones que requieren alta dureza y resistencia al desgaste, lo que lo convierte en una opción valiosa en diversas industrias a pesar de sus limitaciones en resistencia a la corrosión y soldabilidad.