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Strategische Planung und zukunftssichere Lagereinheitskonstruktion 420 vs. 440 Edelstahl

Materialzusammensetzung und Eigenschaften AISI 420 vs. AISI 440

Lagereinheiten aus Edelstahl 420 vs. 440

Verständnis der Materialzusammensetzung von Edelstahl 420 vs. 440 Lagereinheiten ist entscheidend für die Auswahl des richtigen Materials für industrielle Anwendungen. Beide Stähle sind martensitische rostfreie Stähle, aber ihr Kohlenstoffgehalt, ihre Legierungselemente und ihre Wärmebehandlungsreaktionen unterscheiden sich, was ihre Leistung beeinträchtigt.

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Chemische Zusammensetzung von Edelstahl 420 vs. 440

Der Hauptunterschied zwischen Edelstahl 420 und 440 liegt in der Kohlenstoffgehalt Und Chromwerte, die Härte, Korrosionsbeständigkeit und Verschleißeigenschaften beeinflussen.

Element 420 Edelstahl 440 Edelstahl (Vorwiegend 440C)
Kohlenstoff (C) 0,15 – 0,40% 0,95 – 1,20% (Höhere Härte)
Chrom (Cr) 12.0 – 14.0% 16.0 – 18.0% (Bessere Korrosionsbeständigkeit)
Nickel (Ni) 0,51 TP3T max 0,751 TP3T max
Mangan (Mn) 1,0% max 1,0% max
Silizium (Si) 1,0% max 1,0% max
Molybdän (Mo) 0,5% max. (optional) 0,751 TP3T max (in ca. 440 Qualitäten)
Phosphor (P) 0,04% max 0,04% max
Schwefel (S) 0,03% max 0,03% max

Wichtige Unterschiede in der Materialzusammensetzung

  1. Kohlenstoffgehalt:

    • 420 SS hat geringerer Kohlenstoffgehalt (0,15-0,40%), wodurch es weicher und leichter zu bearbeiten.
    • 440 SS (insbesondere 440C) hat höherer Kohlenstoffgehalt (0,95-1,20%), wodurch es wesentlich härter und verschleißfester.
  2. Chromgehalt:

    • 420 SS hat 12-14% Chrom, bietet mäßige Korrosionsbeständigkeit.
    • 440 SS hat 16-18% Chrom, was verbessert Oxidations- und Rostbeständigkeit.
  3. Molybdän (Mo)-Gehalt:

    • Manche 440 rostfreier Stahl enthalten Molybdän, wodurch die Korrosionsbeständigkeit verbessert wird.
    • 420 Edelstahl enthält selten Molybdän, wodurch es in aggressiven Umgebungen weniger wirksam ist.

Vergleich mechanischer Eigenschaften

Eigentum 420 Edelstahl 440 Edelstahl (Vorwiegend 440C)
Härte (HRC, Rockwell-Skala) 48-50 HRC 58-60 HRC (höhere Verschleißfestigkeit)
Zugfestigkeit 700 – 850 MPa 760 – 900 MPa
Streckgrenze 500 MPa 570 MPa
Dichte 7,75 g/cm³ 7,70 g/cm³
Bruchdehnung 15% 13%
Elastizitätsmodul 200 GPa 200 GPa

Wichtige Unterschiede bei den mechanischen Eigenschaften

  1. Härte und Verschleißfestigkeit

    • 440 Edelstahl ist deutlich härter (bis zu 60 HRC) als 420 Edelstahl (max. 50 HRC).
    • Die hohe Härte von 440C Edelstahl macht es ideal für Umgebungen mit hoher Belastung, hoher Geschwindigkeit und hohem Verschleiß.
  2. Zugfestigkeit

    • 440 Edelstahl hat eine höhere Zugfestigkeit als 420, was bedeutet, dass es hält höheren Belastungen und hohen Lasten stand ohne Verformung.
  3. Duktilität und Dehnung

    • 420 Edelstahl ist duktiler, wodurch es leichter zu bearbeiten und zu Lagergehäusen oder Gusskomponenten formen.
    • 440 Edelstahl ist spröder aufgrund seines höheren Kohlenstoffgehalts.

Wärmebehandlung und Härten

Beide 420 und 440 rostfreier Stahl kann gehärtet werden durch Wärmebehandlung, Aber 440C kann eine viel höhere Härte erreichen.

Wärmebehandlung von Edelstahl 420

  • Glühen: Erhitzt auf 840-900°C, dann langsam abgekühlt, um das Material weicher zu machen.
  • Härten: Erhitzt auf 980-1035°C, Dann Öl- oder luftgehärtet.
  • Temperieren: Normalerweise temperiert bei 150-400°C um die Härte anzupassen und die Zähigkeit zu verbessern.

Wärmebehandlung von Edelstahl 440

  • Glühen: Erhitzt auf 843-871°C, dann im Ofen abgekühlt.
  • Härten: Erhitzt auf 1010-1065°C, Dann ölgehärtet für maximale Härte.
  • Temperieren: Normalerweise temperiert bei 150-260°C um eine hohe Härte beizubehalten.

Wichtige Erkenntnisse:440 Edelstahl kann auf höhere Werte gehärtet werdenund ist somit ideal für Anwendungen mit hohem Verschleiß.
420 Edelstahl lässt sich leichter bearbeiten und verarbeiten, kann aber nicht die gleiche Härte erreichen wie 440 Edelstahl.


Korrosionsbeständigkeit

Während beide Materialien bieten ein gewisses Maß an Korrosionsbeständigkeit, Edelstahl 440 bietet bessere Leistung in nassen und chemisch aggressiven Umgebungen.

Umfeld 420 Edelstahl 440 Edelstahl
Milde Industriebedingungen ✅ Gut ✅ Ausgezeichnet
Hohe Luftfeuchtigkeit und Meeresumwelt ❌ Nicht empfohlen ✅ Besser, aber nicht so gut wie 316 SS
Saure/chemische Verarbeitung ❌ Schlecht ✅ Mäßiger Widerstand
Häufiges Abwaschen (Lebensmittel/Pharma) ❌ Begrenzt ✅ Widerstandsfähiger
  • 420 Edelstahl ist anfällig für Oberflächenrost bei längerer Einwirkung von Feuchtigkeit.
  • 440 Edelstahl hat bessere Lochfraßbeständigkeit, wodurch es besser geeignet ist für nasse und chemische Umgebungen.

Bearbeitbarkeit und Schweißen

Besonderheit 420 Edelstahl 440 Edelstahl
Bearbeitbarkeit ✅ Leichter zu bearbeiten ❌ Aufgrund der Härte schwer zu bearbeiten
Schleifen & Polieren ✅ Leichter zu polieren ❌ Erfordert Diamantschleifen
Schweißen ✅ Mit Vorwärmen schweißbar ❌ Schlechte Schweißbarkeit, reißt leicht
  • 420 Edelstahl ist besser bearbeitbar als 440er Edelstahl und wird daher bevorzugt für Anwendungen verwendet, die eine komplexe Formgebung erfordern.
  • 440 Edelstahl ist schwieriger zu bearbeiten aufgrund seiner extremen Härte.

Abschließende Vergleichszusammenfassung

Besonderheit 420 Lagereinheiten aus Edelstahl 440 Lagereinheiten aus Edelstahl
Am besten verwendet in Allgemeine Maschinen, Automobilindustrie, trockene Umgebungen Hoher Verschleiß, hohe Belastung, nasse Umgebungen
Härte (HRC) 48-50 HRC 58-60 HRC
Verschleißfestigkeit Mäßig Exzellent
Korrosionsbeständigkeit Mäßig Höher als 420, aber niedriger als 316
Zugfestigkeit Gut Höher als 420
Bearbeitbarkeit ✅ Leichter zu bearbeiten ❌ Schwer zu bearbeiten
Kosten Erschwinglicher Teurer

Welches sollten Sie wählen?

  • Wählen Sie Lagereinheiten aus Edelstahl 420, wenn:

    • Sie benötigen eine kostengünstig Lösung.
    • Die Anwendung umfasst mäßige Korrosionsbedingungen.
    • Sie benötigen einfachere Bearbeitung und Formgebung.
  • Wählen Sie Lagereinheiten aus Edelstahl 440, wenn:

    • Sie benötigen hohe Verschleißfestigkeit für Hochgeschwindigkeits- und Schwerlastanwendungen.
    • Die Umwelt betrifft Feuchtigkeit, milde Chemikalien oder häufiges Waschen.
    • Sie benötigen maximale Härte und Haltbarkeit.
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