Edelstahl SUS440C ist ein kohlenstoffreicher martensitischer Edelstahl, der für seine außergewöhnliche Härte, Verschleißfestigkeit und moderate Korrosionsbeständigkeit bekannt ist. Mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,95%–1,20% bietet SUS440C nach der Wärmebehandlung eine hervorragende Festigkeit und Härte. Er ist ideal für Anwendungen, bei denen hohe Verschleißfestigkeit und Langlebigkeit entscheidend sind, z. B. in Werkzeugen, Lagern und Hochleistungsmaschinen. Diese Legierung eignet sich besonders für Umgebungen, in denen Festigkeit und Beständigkeit gegen abrasiven Verschleiß erforderlich sind, die Korrosionsbeständigkeit des Werkstoffs jedoch im Vergleich zu austenitischen Edelstählen nur moderat ist.
SUS440C kann eine Härte von bis zu 58 HRC erreichen und gehört damit zu den härtesten Edelstählen. Er wird häufig zur Herstellung von Schneidwerkzeugen, Kugellagern und Ventilbauteilen eingesetzt. Die CNC-Bearbeitung von SUS440C erfordert aufgrund seiner Härte besondere Aufmerksamkeit, lässt sich jedoch mit Hartmetallwerkzeugen und geeigneten Kühlmethoden effizient bearbeiten. Bei Neway werden CNC-bearbeitete SUS440C-Teile hergestellt, die strenge Toleranzen sowie Oberflächenqualitätsstandards für anspruchsvolle Anwendungen erfüllen.
Element | Zusammensetzung (Gew.-%) | Rolle/Auswirkung |
|---|---|---|
Kohlenstoff (C) | 0,95–1,20% | Der hohe Kohlenstoffgehalt sorgt nach der Wärmebehandlung für hohe Härte und Verschleißfestigkeit. |
Mangan (Mn) | 0,60–1,00% | Verbessert Zähigkeit und Festigkeit, insbesondere bei niedrigen Temperaturen. |
Chrom (Cr) | 16,0–18,0% | Sorgt für Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit und erhöht die Dauerhaftigkeit. |
Nickel (Ni) | ≤0,75% | Verbessert Umformbarkeit und Duktilität, jedoch geringer als bei austenitischen Sorten. |
Phosphor (P) | ≤0,04% | Reduziert Schwefelverunreinigungen und verbessert die Zerspanbarkeit. |
Eigenschaft | Wert | Hinweise |
|---|---|---|
Dichte | 7,75 g/cm³ | Ähnlich wie bei anderen martensitischen Edelstählen, gewährleistet hohe Dauerhaftigkeit. |
Schmelzpunkt | 1.400–1.530°C | Geeignet für Kalt- und Warmumformung, ideal für Hochtemperaturanwendungen. |
Wärmeleitfähigkeit | 26,3 W/m·K | Moderate Wärmeabfuhr, geeignet für Anwendungen mit hoher Wärmeentwicklung. |
Elektrischer Widerstand | 7,4×10⁻⁷ Ω·m | Geringe elektrische Leitfähigkeit, ideal für nicht-elektrische Anwendungen. |
Eigenschaft | Wert | Prüfnorm/Bedingung |
|---|---|---|
Zugfestigkeit | 750 MPa | ASTM A240/A240M Norm |
Streckgrenze | 500 MPa | Geeignet für hochfeste Anwendungen |
Bruchdehnung (50 mm Messlänge) | 10% | Geringere Duktilität, ideal für Strukturbauteile. |
Brinellhärte | 500–550 HB | Nach der Wärmebehandlung erreicht, bietet hervorragende Verschleißfestigkeit. |
Zerspanbarkeitskennwert | 45% (im Vergleich zu 1212-Stahl mit 100%) | Für die Bearbeitung geeignet, erfordert jedoch sorgfältige Werkzeugauswahl und niedrigere Schnittgeschwindigkeiten. |
Edelstahl SUS440C ist für seine außergewöhnliche Härte und Verschleißfestigkeit bekannt. Nachfolgend finden Sie einen technischen Vergleich, der seine einzigartigen Vorteile gegenüber ähnlichen Werkstoffen wie Edelstahl SUS304, Edelstahl SUS410 und Edelstahl SUS420 hervorhebt.
Einzigartige Eigenschaft: SUS440C erreicht nach der Wärmebehandlung eine Härte von bis zu 58 HRC und bietet eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit für Werkzeuge und Bauteile, die Reibung ausgesetzt sind.
Vergleich:
gegenüber Edelstahl SUS304: SUS304 besitzt deutlich geringere Härte und Verschleißfestigkeit als SUS440C und ist daher für Hochverschleißanwendungen ungeeignet.
gegenüber Edelstahl SUS410: SUS440C bietet eine höhere Härte, während SUS410 eher für allgemeine Anwendungen mit geringerer Verschleißfestigkeit geeignet ist.
gegenüber Edelstahl SUS420: SUS440C besitzt höhere Härte und bessere Verschleißfestigkeit als SUS420 und eignet sich daher besser für Hochleistungsbauteile.
Einzigartige Eigenschaft: SUS440C bietet eine moderate Korrosionsbeständigkeit und eignet sich für Anwendungen, die keinen umfangreichen Schutz vor aggressiven Umgebungen erfordern.
Vergleich:
gegenüber Edelstahl SUS304: SUS304 bietet eine deutlich bessere Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in stark korrosiven Umgebungen wie in der Lebensmittel- und Chemieindustrie.
gegenüber Edelstahl SUS410: SUS440C hat eine bessere Korrosionsbeständigkeit als SUS410, der in einigen Umgebungen stärker zur Oxidation neigt.
gegenüber Edelstahl SUS420: SUS440C bietet eine bessere Korrosionsbeständigkeit als SUS420 und ist damit geeigneter für anspruchsvollere Umgebungen.
Einzigartige Eigenschaft: Mit einer Zugfestigkeit von 750 MPa bietet SUS440C eine hohe mechanische Festigkeit für anspruchsvolle Anwendungen wie Lager, Ventile und Werkzeugbau.
Vergleich:
gegenüber Edelstahl SUS304: SUS304 hat eine bessere Duktilität und Zähigkeit, jedoch geringere Festigkeit und Härte als SUS440C.
gegenüber Edelstahl SUS410: SUS440C ist fester und härter und damit besser für verschleißbeanspruchte Komponenten geeignet.
gegenüber Edelstahl SUS420: SUS440C bietet eine höhere Festigkeit und Härte, was für Teile mit hoher Verschleißbeanspruchung entscheidend ist.
Einzigartige Eigenschaft: SUS440C ist im Vergleich zu hochwertigen Legierungen wie SUS316 kosteneffizient und bietet gute Verschleißfestigkeit sowie Festigkeit zu einem niedrigeren Preis.
Vergleich:
gegenüber Edelstahl SUS304: SUS304 ist aufgrund des höheren Nickelgehalts und der besseren Korrosionsbeständigkeit teurer.
gegenüber Edelstahl SUS410: SUS440C ist kosteneffizienter als SUS410 und bietet gleichzeitig eine bessere Verschleißfestigkeit.
gegenüber Edelstahl SUS420: SUS440C ist teurer als SUS420, doch seine überlegene Härte und Verschleißfestigkeit rechtfertigen den Preis bei Hochleistungsanwendungen.
Herausforderung | Ursache | Lösung |
|---|---|---|
Kaltverfestigung | Hoher Kohlenstoffgehalt und hohe Härte | Hartmetallwerkzeuge mit TiN-Beschichtung verwenden, um die Standzeit zu erhöhen. |
Oberflächenrauheit | Spröder Werkstoff verursacht „Ausreißen“ | Vorschübe optimieren und scharfe Hochleistungswerkzeuge für glattere Oberflächen einsetzen. |
Werkzeugverschleiß | Hohe Härte und Abrasivität | Hochleistungsbeschichtungen wie TiAlN einsetzen, um Reibung und Werkzeugverschleiß zu reduzieren. |
Maßungenauigkeit | Bearbeitungsspannungen | Spannungsarmglühen durchführen, um Maßabweichungen zu reduzieren und die Präzision zu verbessern. |
Probleme bei der Spanbildung | Harte, kontinuierliche Späne | Hochdruckkühlung verwenden und die Werkzeuggeometrie optimieren, um Späne zu brechen. |
Strategie | Umsetzung | Vorteil |
|---|---|---|
Hochgeschwindigkeitsbearbeitung | Spindeldrehzahl: 1.200–1.800 U/min | Erhöht die Produktivität und reduziert Wärmestau. |
Gleichlauffräsen | Schnitt in Richtung der Werkzeugrotation | Verbessert die Oberflächengüte (Ra 1,6–3,2 µm). |
Bahnoptimierung | Trochoidales Fräsen für tiefe Taschen verwenden | Reduziert Schnittkräfte und minimiert Bauteildurchbiegung. |
Spannungsarmglühen | Vorwärmen auf 650°C für 1 Stunde pro Zoll | Minimiert Eigenspannungen und verbessert die Bearbeitungsgenauigkeit. |
Operation | Werkzeugtyp | Spindeldrehzahl (U/min) | Vorschub (mm/U) | Schnitttiefe (mm) | Hinweise |
|---|---|---|---|---|---|
Schruppfräsen | 4-schneidiger Hartmetall-Schaftfräser | 1.000–1.500 | 0,15–0,25 | 2,0–4,0 | Kühlmittel verwenden, um Kaltverfestigung zu vermeiden. |
Schlichtfräsen | 2-schneidiger Hartmetall-Schaftfräser | 1.500–2.000 | 0,05–0,10 | 0,5–1,0 | Gleichlauffräsen für glattere Oberflächen (Ra 1,6–3,2 µm). |
Bohren | HSS-Bohrer mit 135° Kreuzanschliff | 600–800 | 0,10–0,15 | Volle Bohrtiefe | Stufenbohren (Peck Drilling) für präzise Bohrungen. |
Drehen | CBN- oder beschichtete Hartmetall-Wendeschneidplatte | 500–700 | 0,20–0,30 | 1,5–3,0 | Trockenbearbeitung ist mit Luftstrahlkühlung möglich. |
Galvanisieren: Fügt eine korrosionsbeständige metallische Schicht hinzu, verlängert die Lebensdauer der Teile in feuchten Umgebungen und verbessert die Festigkeit.
Polieren: Verbessert die Oberflächenqualität und sorgt für ein glattes, glänzendes Erscheinungsbild – ideal für sichtbare Komponenten.
Bürsten: Erzeugt ein Satin- oder Mattfinish, kaschiert kleine Oberflächenfehler und verbessert die Optik bei architektonischen Komponenten.
PVD-Beschichtung: Erhöht die Verschleißfestigkeit und steigert Werkzeugstandzeit sowie Bauteillebensdauer in Bereichen mit hoher Kontaktbelastung.
Passivierung: Bildet eine schützende Oxidschicht, verbessert die Korrosionsbeständigkeit in milden Umgebungen, ohne die Abmessungen zu verändern.
Pulverbeschichtung: Bietet hohe Haltbarkeit, UV-Beständigkeit und eine gleichmäßige Oberfläche – ideal für Outdoor- und Automobilteile.
Teflonbeschichtung: Bietet Antihaft- und Chemikalienbeständigkeit – ideal für Komponenten in der Lebensmittelverarbeitung und im Chemikalienhandling.
Verchromen: Sorgt für ein glänzendes, langlebiges Finish, erhöht die Korrosionsbeständigkeit und wird häufig in Automobil- und Werkzeuganwendungen eingesetzt.
Schwarzoxidieren: Liefert eine korrosionsbeständige schwarze Oberfläche – ideal für Teile in Umgebungen mit geringer Korrosionsbelastung, z. B. Zahnräder und Befestigungselemente.
Schneidwerkzeuge: Die hohe Härte von SUS440C macht es ideal für die Herstellung von Präzisionsschneidwerkzeugen, die in der Automobilfertigung eingesetzt werden.
Turbinenschaufeln: Die Verschleißfestigkeit von SUS440C macht es geeignet für Teile, die hohen Drücken und Temperaturen standhalten müssen.
Ventile und Pumpenkomponenten: Die hohe Festigkeit des Werkstoffs gewährleistet Langlebigkeit in schweren Maschinenanwendungen.
Wie schneidet SUS440C im Vergleich zu SUS420 hinsichtlich Verschleißfestigkeit und Zerspanbarkeit ab?
Welche Bearbeitungsparameter werden für die CNC-Bearbeitung von SUS440C empfohlen?
Wie verhält sich SUS440C in Hochtemperaturanwendungen im Vergleich zu anderen martensitischen Edelstählen?
Welche Oberflächenbehandlungen eignen sich am besten, um die Korrosionsbeständigkeit von SUS440C in aggressiven Umgebungen zu erhöhen?
Wie eignet sich SUS440C für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt im Vergleich zu anderen Edelstählen?