Definição, características, aplicações, graus e comparações de aço inoxidável de alto carbono

Aço inoxidável de alto carbono é um material de liga que combina as vantagens do aço carbono e do aço inoxidável, com excelente dureza, afiação e resistência à corrosão. Este artigo explorará a definição, características, aplicações, métodos de manutenção, graus comuns de aço inoxidável de alto carbono e fará uma comparação detalhada com outros tipos de aço para ajudar você a entender melhor este material.

O que é aço inoxidável com alto teor de carbono?

Aços inoxidáveis de alto carbono são aços inoxidáveis com um teor de carbono relativamente alto, que geralmente excedem os limites padrão seguidos por aços inoxidáveis convencionais (ou seja, o teor de carbono de aços inoxidáveis em geral é mantido entre 0,1% e 0,4%). Eles frequentemente exibem características estruturais martensíticas, o que ocorre porque os aços inoxidáveis martensíticos podem acomodar teores de carbono mais altos.

Prós e contras do aço inoxidável de alto carbono

Vantagens

Excelente nitidez e resistência ao desgaste: O alto teor de carbono do aço inoxidável de alto carbono permite que ele mantenha uma nitidez extremamente alta após a retificação fina, o que é particularmente adequado para a fabricação de várias ferramentas que exigem corte de precisão, como facas de cozinha, instrumentos cirúrgicos e equipamentos de corte industrial. Além disso, a alta dureza e resistência ao desgaste permitem que o aço inoxidável de alto carbono permaneça afiado após uso prolongado, reduzindo a necessidade de retificação frequente.

Boa resistência à corrosão: Embora o aço inoxidável de alto carbono não seja tão resistente à corrosão quanto alguns aços inoxidáveis de baixo carbono, ele ainda pode manter boa resistência à oxidação em ambientes úmidos e corrosivos adicionando elementos como cromo e molibdênio. Isso torna o aço inoxidável de alto carbono não apenas adequado para uso interno, mas também adequado para ambientes externos ou úmidos.

Ampla gama de aplicações: O aço inoxidável de alto carbono é usado em uma ampla gama de indústrias devido à sua combinação de alta dureza e resistência à corrosão. Seja uma faca de cozinha do dia a dia, um instrumento cirúrgico de nível profissional ou um equipamento industrial de alta resistência, o aço inoxidável de alto carbono pode fornecer excelente desempenho.

Desvantagens

Altos requisitos de manutenção: Apesar de sua resistência à corrosão, o aço inoxidável de alto carbono ainda é propenso a enferrujar em ambientes úmidos. Portanto, ele precisa ser limpo e seco imediatamente após o uso, e óleo antiferrugem deve ser aplicado, se necessário, para evitar a oxidação da superfície. Este alto requisito de manutenção requer mais atenção e tempo durante o uso.

Fragilidade e baixa tenacidade: Embora o alto teor de carbono aumente a dureza do aço, ele também o torna mais frágil, especialmente propenso a quebra ou lascamento em ambientes de alto estresse. Essa característica limita o uso de aço inoxidável de alto carbono em certas aplicações que exigem alta tenacidade, como algumas ferramentas industriais de alto impacto ou peças mecânicas.

Difícil de polir: Devido à alta dureza do aço inoxidável de alto carbono, quando ele precisa ser reafiado, geralmente requer mais tempo e habilidades do que o aço inoxidável comum. Especialmente ao reparar a borda ou executar usinagem de precisão, os requisitos para ferramentas e técnicas operacionais são altos, o que torna o processo de retificação mais complicado.

Usos do aço inoxidável de alto carbono

Devido às suas propriedades únicas, o aço inoxidável de alto carbono tem sido amplamente usado em muitos campos. Aqui estão alguns cenários típicos de aplicação de aço inoxidável de alto carbono.

Utensílios de cozinha e facas

Entre as facas de cozinha, o aço inoxidável de alto carbono se tornou o material preferido por sua excelente nitidez e durabilidade. Seja um fatiador, um facão ou um picador, o aço inoxidável de alto carbono pode proporcionar uma experiência de corte precisa, ao mesmo tempo em que reduz a necessidade de afiação frequente. Além disso, o aço inoxidável de alto carbono também é amplamente utilizado para fabricar outras ferramentas na cozinha, como facas de descascar, tesouras de cozinha, etc.

Instrumentos cirúrgicos

Instrumentos cirúrgicos colocam demandas extremamente rigorosas em materiais que são afiados e resistentes à corrosão. O aço inoxidável de alto carbono não só fornece desempenho de corte preciso por meio de um processo especial de tratamento térmico, mas também mantém boa resistência à corrosão durante múltiplos usos e esterilização. Como resultado, é comumente usado na fabricação de bisturis, alicates, tesouras e outros instrumentos médicos de alta precisão.

Equipamentos e peças industriais

No campo industrial, a alta resistência e resistência ao desgaste do aço inoxidável de alto carbono o tornam um material ideal para a fabricação de equipamentos de alta carga e alto desgaste. Por exemplo, componentes-chave como eixos de bombas, válvulas e engrenagens são frequentemente feitos de aço inoxidável de alto carbono para garantir que o equipamento ainda possa operar de forma estável por um longo tempo sob condições de trabalho adversas. Além disso, o aço inoxidável de alto carbono também é amplamente utilizado na fabricação de máquinas de mineração e máquinas pesadas, e pode lidar com ambientes de trabalho de alto impacto e alto desgaste.

Campos automotivo e aeroespacial

Nos campos automotivo e aeroespacial, o aço inoxidável de alto carbono é amplamente usado para fabricar componentes-chave, como molas, fixadores e suportes estruturais, devido às suas características leves e de alta resistência. Esses componentes precisam trabalhar em ambientes de alto estresse e alta vibração, e o uso de aço inoxidável de alto carbono pode melhorar significativamente sua durabilidade e segurança.

Facas e armas

O aço inoxidável de alto carbono também é usado para fabricar facas e armas devido à sua afiação e durabilidade. Especialmente na fabricação de facas que exigem afiação e resistência ao desgaste extremamente altas, o aço inoxidável de alto carbono tem vantagens insubstituíveis.

Graus comuns de aço inoxidável com alto teor de carbono

Entre as cinco principais classificações de aço inoxidável, alguns aços inoxidáveis martensíticos têm alta dureza e alto teor de carbono. Aqui estão algumas classes comuns de aço inoxidável de alto carbono:

420

O teor de carbono de Aço inoxidável 420 geralmente está entre 0,15% e 0,40%. É um aço inoxidável martensítico comum com boa dureza e resistência ao desgaste, e é amplamente utilizado para fazer facas, tesouras, instrumentos cirúrgicos, etc.

420HC

420HC é uma versão melhorada do aço inoxidável 420 com um teor de carbono mais alto, geralmente entre 0,4% e 0,5%. É amplamente usado na fabricação de facas porque fornece boa dureza e resistência ao desgaste, mantendo boa resistência à corrosão.

440A

O teor de carbono está entre 0,60% e 0,75%, com boa resistência à corrosão e dureza, e é geralmente usado para fazer facas e rolamentos de alta resistência ao desgaste.

440B

O teor de carbono está entre 0,75% e 0,95%, e seu desempenho está entre 440A e 440C, adequado para ferramentas que exigem maior dureza e resistência ao desgaste.

440C

Este é um dos aços inoxidáveis de alto carbono mais comumente usados, com um teor de carbono de cerca de 0,95% a 1,20%. O aço 440C é amplamente usado para fazer facas de ponta, rolamentos e ferramentas resistentes ao desgaste devido à sua dureza extremamente alta e excelente resistência ao desgaste. Ele também é resistente à corrosão e se encaixa em ambientes úmidos ou corrosivos.

154 cm

154CM é um aço modificado com alto teor de molibdênio de 440C com um teor de carbono de cerca de 1,05%. Este aço não só aumenta a dureza, mas também melhora a resistência à corrosão e a tenacidade. É comumente usado em campos militares, ao ar livre e industriais para fabricar facas, ferramentas e peças de ponta que exigem alta resistência ao desgaste.

M390

O M390 é um aço cromo martensítico produzido usando tecnologia de metalurgia do pó com um teor de carbono de aproximadamente 1,9% e altas porcentagens de cromo, vanádio e molibdênio. Considerado um dos melhores aços para facas do mercado hoje, este aço é conhecido por sua extrema dureza, excelente resistência à corrosão e capacidade de manter o fio, e é frequentemente usado para fazer facas de alta qualidade e ferramentas industriais de ponta.

Aço inoxidável de alto carbono vs aço de alto carbono

Aço inoxidável de alto carbono e aço de alto carbono apresentam diferenças significativas em composição e desempenho, o que os faz apresentar diferentes vantagens e desvantagens em diferentes aplicações.

Resistência à corrosão

Aço inoxidável de alto carbono melhora resistência à corrosão adicionando cromo, enquanto o aço de alto carbono é propenso a enferrujar em ambientes úmidos devido à falta de elementos antioxidantes suficientes. Portanto, o aço inoxidável de alto carbono é mais adequado para uso em ambientes úmidos ou altamente corrosivos, enquanto o aço de alto carbono requer mais cuidado e manutenção.

Dureza e tenacidade

O aço de alto carbono é geralmente mais duro do que o aço inoxidável de alto carbono, especialmente após o tratamento térmico adequado, a dureza do aço de alto carbono pode atingir um nível muito alto. No entanto, a dureza mais alta também torna o aço de alto carbono mais frágil e propenso a fraturas em ambientes de alto estresse. Em contraste, o aço inoxidável de alto carbono pode atingir melhor tenacidade e reduzir o risco de fratura, mantendo uma maior dureza através de projeto de liga adequado e tratamento térmico.

Custo

O custo de produção do aço inoxidável de alto carbono é geralmente mais alto do que o do aço de alto carbono porque o preço de elementos como cromo e níquel contidos no aço inoxidável é mais alto. Além disso, o processo de processamento e tratamento térmico do aço inoxidável de alto carbono também é mais complicado. No entanto, devido à sua vida útil mais longa e menores custos de manutenção, o aço inoxidável de alto carbono pode ser mais econômico do que o aço de alto carbono em muitas aplicações.

Cenários de aplicação

Aço de alto carbono é frequentemente usado para fazer facas, moldes e outras ferramentas que exigem alta resistência devido à sua dureza extremamente alta e resistência ao desgaste. O aço inoxidável de alto carbono é amplamente usado em utensílios de cozinha, instrumentos cirúrgicos, equipamentos industriais e outras ocasiões que exigem tanto nitidez quanto durabilidade devido à sua excelente resistência à corrosão e bom desempenho abrangente.

Aço inoxidável de alto carbono vs aço inoxidável

As diferenças na composição e no desempenho entre o aço inoxidável de alto carbono e o aço inoxidável comum fazem com que eles tenham desempenhos diferentes durante o uso. 

Nitidez

Devido ao alto teor de carbono, facas de aço inoxidável de alto carbono podem ser afiadas para uma lâmina muito afiada e são adequadas para tarefas de corte fino. Isso faz com que facas de aço inoxidável de alto carbono tenham um bom desempenho em aplicações que exigem precisão extremamente alta, como instrumentos de cozinha e cirúrgicos. Embora facas comuns de aço inoxidável também possam manter um bom fio, elas geralmente precisam de afiação mais frequente após uso prolongado.

Durabilidade

Devido à sua alta dureza e resistência ao desgaste, o aço inoxidável de alto carbono pode manter uma boa condição de borda durante o uso a longo prazo, reduzindo a frequência de desgaste e esmerilhamento. Em contraste, o aço inoxidável comum é mais fácil de processar e manter devido ao seu menor teor de carbono, mas sua durabilidade e resistência ao desgaste podem não ser tão boas quanto as do aço inoxidável de alto carbono sob uso de alta intensidade.

Fácil manutenção

Facas comuns de aço inoxidável são geralmente mais fáceis de manter e menos propensas a enferrujar do que o aço inoxidável de alto carbono devido ao seu menor teor de carbono e maior teor de cromo. No uso diário, facas comuns de aço inoxidável têm requisitos ambientais mais baixos e são adequadas para usuários que não querem gastar muito tempo com manutenção. Facas de aço inoxidável de alto carbono requerem mais atenção e manutenção regular para evitar ferrugem e manter o fio.

Resistência à corrosão

Facas comuns de aço inoxidável são geralmente mais resistentes à corrosão devido ao seu maior teor de cromo, especialmente em ambientes úmidos e ácidos. Embora o aço inoxidável de alto carbono também tenha um certo grau de resistência à corrosão, sua resistência à corrosão pode não ser tão boa quanto a do aço inoxidável comum em ambientes extremos.

Como fazer a manutenção do aço inoxidável com alto teor de carbono?

Para manter o aço inoxidável com alto teor de carbono, siga estas etapas principais:

1. Limpe regularmente: Após cada uso, lave o item com água morna e sabão e um pano macio ou esponja. Evite produtos químicos agressivos ou esfregões abrasivos que podem danificar a superfície.
2. Seque bem: Seque o item imediatamente para evitar manchas de água e minimizar o risco de corrosão, pois o alto teor de carbono pode tornar o aço mais propenso à ferrugem.
3. Evite a exposição prolongada à umidade: Não deixe o item de aço em ambientes úmidos, como pias ou lava-louças, pois a exposição prolongada à umidade pode causar ferrugem.
4. Lubrifique a superfície: Aplique uma camada fina de óleo próprio para alimentos (para utensílios de cozinha) ou um óleo leve (para outros itens) para proteger a superfície e aumentar a resistência à corrosão.
5. Afie e afie regularmente: Para facas ou ferramentas de corte, afiar e amolar regularmente manterá seu fio e desempenho.
6. Armazene adequadamente: Mantenha os itens em local seco e, no caso de facas, use blocos ou bainhas para proteger a lâmina.

O aço inoxidável com alto teor de carbono enferruja?

Sim, o aço inoxidável de alto carbono pode enferrujar, embora seja mais resistente à corrosão do que o aço carbono comum. O alto teor de carbono pode reduzir sua resistência à corrosão em comparação com aços inoxidáveis de baixo carbono. No entanto, o teor de cromo no aço inoxidável ajuda a formar uma camada protetora de óxido que retarda a ferrugem. Se a camada protetora for danificada ou se o aço for exposto a condições adversas, como água salgada ou ambientes ácidos, ele ainda pode enferrujar com o tempo.

O aço inoxidável com alto teor de carbono é magnético?

Sim, o aço inoxidável de alto carbono é geralmente magnético, pois geralmente possui uma estrutura martensítica, que retém propriedades magnéticas.

O aço inoxidável 304 é um aço inoxidável com alto teor de carbono?

Aço inoxidável 304 não é geralmente classificado como aço inoxidável de alto carbono. O aço inoxidável 304 tem um teor de carbono menor, geralmente abaixo de 0,08%. Devido ao baixo teor de carbono, o aço inoxidável 304 não tem um desempenho tão bom quanto o aço inoxidável de alto carbono em termos de dureza e resistência, mas tem resistência à corrosão, soldabilidade e usinabilidade superiores.

O aço inoxidável com alto teor de carbono é seguro?

Sim, o aço inoxidável de alto carbono é seguro para uso, especialmente em utensílios de cozinha. Seu teor de cromo previne ferrugem, mas cuidados e manutenção adequados são necessários para evitar ferrugem e garantir segurança a longo prazo.

Aço inoxidável com alto teor de carbono é bom para facas?

Sim, o aço inoxidável de alto carbono é ótimo para facas. Ele combina a dureza e a retenção de fio do aço de alto carbono com a resistência à corrosão do aço inoxidável. Isso o torna perfeito para facas que precisam permanecer afiadas e à prova de ferrugem por um longo tempo, mas ainda requer manutenção regular para manter sua nitidez e evitar corrosão em condições adversas.

Como afiar facas de aço inoxidável com alto teor de carbono?

1. Escolha uma ferramenta de afiação: Use uma pedra de amolar, pedra de diamante ou haste de afiação de cerâmica. Pedras de amolar são ideais para precisão, enquanto pedras de diamante são mais rápidas para aço duro.
2. Mergulhe a pedra de amolar (se aplicável): Se usar uma pedra de amolar, deixe-a de molho em água por 10 a 15 minutos.
3. Defina o ângulo: Mantenha o ângulo de afiação apropriado (tipicamente 15-20 graus) para facas de cozinha. Segure a faca neste ângulo durante a afiação.
4. Afie a lâmina:
   • Em uma pedra de amolar: Comece com uma granulação grossa (cerca de 1000) e passe a lâmina ao longo da pedra, aplicando uma leve pressão do calcanhar à ponta. Repita em ambos os lados.
   • Para uma borda mais fina: Mude para uma pedra de granulação mais fina (3000-6000) para polir a borda.
5. Afie a ponta: Após afiar, use uma haste de afiação para alinhar o fio da lâmina e melhorar o corte.
6. Limpe e seque a faca: Enxágue a lâmina, seque-a e guarde-a adequadamente para evitar corrosão.

Obter aço inoxidável satisfatório！

Como um fornecedor profissional de aço, o SteelPRO Group fornece a você uma variedade de materiais e serviços personalizados. Se você precisa comprar aço inoxidável ou outros aço, entre em contato conosco. Para saber mais sobre aço inoxidável ou outros tipos de aço, você pode conferir mais nossos blogs.