1. መግቢያ
4140 steel is a low-alloy chromium-molybdenum steel.
It offers an excellent combination of strength, ጥንካሬ, እና የመቋቋም ችሎታ ይለብሱ, making it an ideal candidate for demanding industrial applications.
ይህ ጽሑፍ ያስመነታል 4140 alloy steel from multiple technical perspectives, የኬሚካል ስብስቡን ጨምሮ, ሜካኒካዊ ባህሪ, የሙቀት አያያዝ ምላሽ, የማሽን ችሎታ, የቆርቆሮ አፈፃፀም, and common uses.
2. የኬሚካል ጥንቅር 4140 ቅይጥ ብረት
The unique performance of 4140 ቅይጥ ብረት originates from its carefully controlled chemical composition:
| ንጥረ ነገር | ክብደት % | Role in Steel Properties |
|---|---|---|
| ካርቦን (ሲ) | 0.38–0.43 | Enhances strength and hardenability |
| Chromium (Cr) | 0.8–1.1 | ከባድነትን ያሻሽላል, የመቋቋም ችሎታ ይለብሱ, እና ዝገት |
| ማንጋኒዝ (Mn) | 0.75-1.0 | Boosts toughness and deoxidation |
| ሞሊብዲነም (ሞ) | 0.15-0.25 | ጠንካራ የመቋቋም እና የጥልቀት ጥልቀት ያሻሽላል |
| ሲሊኮን (እና) | 0.15-0.35 | ጥንካሬን ይጨምራል, ጥፋትን በትንሹ ያሻሽላል |
| ፎስፈረስ (ፒ) | ≤ 0.035 | በተለምዶ ማሰራጨት ለመቀነስ ይቀንሳል |
| ሰልፈር (ኤስ) | ≤ 0.04 | ለማሽኖች ታክሏል ግን ጥንካሬን ሊቀንስ ይችላል |
ከተመሳሳዩ አሊዎች ጋር ሲነፃፀር 4130 (የታችኛው ካርቦን) እና 4340 (ከፍተኛ ኒኬል), 4140 ሚዛን ጥንካሬ እና ማሽኖች, ለብዙ መዋቅራዊ ትግበራዎች ተግባራዊ እና ወጪ ቆጣቢ መፍትሄ እንዲያገኙ ማድረግ.
3. አካላዊ ባህሪዎች 4140 ብረት
| ንብረት | ዋጋ | ክፍል | ማስታወሻዎች |
|---|---|---|---|
| ጥግግት | 7.85 | ግ/ሴሜ³ | ለዝቅተኛ ማጠቢያ ሰጭዎች የተለመዱ |
| የመለጠጥ ሞዱል (ኢ) | ~ 205 | ጂፒኤ | በውጥረት እና በመጨመሩ ግትርነት |
| ሸረር ሞዱሉስ (ጂ) | ~ 80 | ጂፒኤ | ለተከታታይ ትግበራዎች ጠቃሚ |
| የ Poisson ሬሾ | 0.27-0.30 | – | የሽግግር ውጥረትን ወደ አክስቲክ ውጥረት |
| የሙቀት መቆጣጠሪያ | 42.6 | ወ/ኤም·ኬ | በ 100 ° ሴ; ከፍ ያለ የሙቀት መጠንን በትንሹ ይቀንሳል |
| የተወሰነ የሙቀት አቅም | 475 | ጄ/ኪ | በክፍል ሙቀት ውስጥ ግምታዊ |
| የኤሌክትሪክ መቋቋም | 205 | ናዝ (ናኖ-ኦም ሜትሮች) | ከንጹህ ብረት ከፍ ያለ; ከመዳብ ጋር ሲነፃፀር ዝቅተኛ እንቅስቃሴ |
| Thermal Expansion Coefficient | ~ 12.0 | μm / mb (20-100 ° C ክልል) | ለሽርሽር ብስክሌት መንዳት ወይም ልኬት መረጋጋት አስፈላጊ በሆነ መንገድ |
| መቅለጥ ነጥብ | 1416-1471 | ° ሴ | የጥቁር አካላት በሚታዩ አካላት ምክንያት የጥራት ደረጃ |
4. የሜካኒካል ባህሪዎች 4140 ብረት
ኤአይኤስአይ 4140 ሁለገብ Chromium-Mylybonedum የአክሲዮን አሰልጣኝ እጅግ በጣም ጥሩው ሜካኒካዊ ጥንካሬ የታወቀ ነው, ጥንካሬ, እና ድካም መቋቋም.
እነዚህ 4140 በሙቀት ህክምናው ሁኔታ ላይ በመመስረት የአረብ ብረት ንብረቶች ሊለያዩ ይችላሉ (ለምሳሌ., ተሰርዟል።, መደበኛ, ጠፋ, ወይም የተቆራረጠ).
Mechanical Properties Table
| ንብረት | ተሰርዟል። | ተረጋግ ed ል & ተሽከረከረ (ጥ&ቲ) | ክፍል | ማስታወሻዎች |
|---|---|---|---|---|
| የምርት ጥንካሬ | ~ 655 MPA | እስከ 1,600 MPa | MPa (megapascals) | ጥ&T ጥንካሬን በከፍተኛ ሁኔታ ያሻሽላል |
| ~ 95 ኪ.ሲ. | ~ 232 ኪ.ሲ. | ksi (ኢምፔሪያል) | ||
| የመለጠጥ ጥንካሬ | 850-1000 MPA | 1,000-1,100 MPA | MPa | ከተለያዩ የሙቀት ሕክምናዎች በኋላ የተለመደው ክልል |
| 123-145 ኪኪ | 145-160 ksi | ksi | ||
| በእረፍት ጊዜ ማራዘም | 25-30% | 12-18% | % | በተወሰነ ሁኔታ ውስጥ ከፍ ያለ ቱቦ |
| አካባቢ መቀነስ | ~ 50% | ~ 45% | % | የመርገጫ እና የውሻ ደረጃ አመላካች |
| ጥንካሬ (ሮክዌል ሐ) | 18-28 hrc | እስከ 50-55 HRC | HRC | ለመገጣጠም እና ለመጨመር በጣም ምላሽ ሰጭ ምላሽ መስጠት |
| ቻርሲ v-essch ጠንካራነት | >54 ጄ (ተሰርዟል።) | 20-35 j (ጥ&T ከፍተኛ ጥንካሬ) | ጁዩስ | ትግበራዎችን በመጫን ላይ አፈፃፀም |
| የድካም ጥንካሬ (የጽናት ወሰን) | ~ 420 MPA | እስከ 700 MPa | MPa | በመጫኛ እና በመጫዎቻዎች ላይ ጥገኛ |
| የመለጠጥ ሞዱል (ኢ) | ~ 205 GPA | – | ጂፒኤ | ግትርነት በኑሮ ሁኔታዎች ውስጥ ቋሚ ነው |
5. Heat Treatment Behavior of 4140 ቅይጥ ብረት
ኤአይኤስአይ 4140 የአልኮል አሰልጣኝ ብረት ለተለያዩ የሙቀት ሕክምና ሂደቶች በጣም ምላሽ ሰጥቷል, ለተወሰኑ የምህንድስና ማመልከቻዎች የተስተካከሉ የሜካኒካል ባህላዊ ማሳያ እንዲገኝ መፍቀድ.
የ Chromium እና የሞሊቡድ ይዘት ጠንካራነቱን ያሻሽላል, ለቅጥነት እና ለሽቅድምድም አስፈላጊነት በጥሩ ሁኔታ የሚስማማ ነው.
የጋራ የሙቀት ህክምና ሂደቶች
| ሂደት | የተለመደው የሙቀት መጠን ክልል (° ሴ) | ዓላማ |
|---|---|---|
| ማቃለል | 760-790 ° ሴ | የእህል መዋቅር አጣራ, Soffens ብረት, ማሽንን ያሻሽላል |
| መደበኛ ማድረግ | 870-900 ° ሴ | ወጥነትን ይጨምራል, አወቃቀር አረጋግጥ, ሜካኒካዊ ወጥነትን ያሻሽላል |
| ማጥፋት | ~ 845-875 ° ሴ, ተከትሎ ዘይት / ውሃ / ፖሊመር አውራጃ | ለከፍተኛ ጥንካሬ እና ጥንካሬ ማርታቲቲክ አወቃቀር ያወጣል |
| ቁጣ | 400-650 ° ሴ (ድህረ-ገለልተኛ) | ጠንካራነትን ያስተካክላል, የውስጥ ውጥረትን ያስታግስ, ቱቲስቲክስን ያሻሽላል & ጥንካሬ |
| ምስራቃዊ ቁስለት | እስከ 260-400 ° ሴ., ለውጥን እስከሚቀጥለው ድረስ ይያዙ | ብጥብጥ አወቃቀር ይፈጥራል, የሚዛመድ, ሚዛኖች ጥንካሬ - ጠንካራነት |
6. Machinability and Fabrication of 4140 ብረት
የማሽን ችሎታ
ቁሳቁስ 4140 አረብ ብረት መካከለኛ ማሽኖቻን በተሰየመ ግዛት ውስጥ ያጋልጣል እናም ጠንካራ ጥንካሬ እንደሚጨምር የበለጠ ፈታኝ ሆኗል.
በተለወጠ ሁኔታ ውስጥ (በተለምዶ ከ 18 እስከ 22 HRC አካባቢ), በከፍተኛ ፍጥነት ከተሰራ አረብ ብረት ወይም በካርቦሽ መሣሪያዎች ጋር ሊታሸገ ይችላል, ጥሩ ወለልን ማሟላት እና ተቀባይነት ያለው የመሳሪያ ሕይወት መስጠት.
ቢሆንም, አንድ ጊዜ ብረት ከከፍተኛው ከፍተኛ መጠን ጋር በተያያዘ እና ከተቆራረጠ በኋላ (እንደ 30-50 HRC), የእሱ የማሽኑ ችሎታ እየቀነሰ ይሄዳል.
በዚህ ደረጃ, የካርቦሽ መሣሪያ, ዝቅተኛ የመቁረጫ ፍጥነት, የመሳሪያዎ መልበስ እና የሥራ ሁኔታን ለማስቀረት ጠንካራ የማሽን ማዋቀር አስፈላጊ ነው.
ለ የ CNC መዞር, መፍጨት, ወይም የመቆፈር ሥራ, ትክክለኛ የማቀዝቀዝ ዘዴዎችን በመጠቀም, በተለይም የጎርፍ ቀሪነት - ሙቀትን ለማስተካከል እና ቺፕ ማቋረጥ ይረዳል.
ጠንከር ያለ ከባድ 4140 ክፍሎች ብዙውን ጊዜ COBOBAT ወይም የካርፖሬሽን-የተቆራረጡ መሳሪያዎችን ይፈልጋሉ, የተደናገጡ ክፍሎችን ሲታሱ ከተለመደው የመቁረጥ ቧንቧዎች ይልቅ በክፉ ወጭ ወፍጮ ወይም ቧንቧዎች ሊጠቀሙ ይችላሉ.
ብየዳ
ብየዳ 4140 ከፍተኛ እምቢተኛ እና የመጥፋቱ አደጋ በሚከሰትበት ምክንያት ብረት ጥንቃቄ ይፈልጋል.
እነዚህን አደጋዎች ለማቃለል, እንደ ውፍረት ባለው ውፍረት መሠረት የሥራ ቦታውን ማለትም ከ 200 እስከ 400 ° ሴ የሚመሰክር ነው.
የ PAILASE የሙቀት መጠንን ማቆየት ከ200-300 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ውስጥ መያዙ የሙቀት ድንጋጤን እና የሃይድሮጂን-ተኮር ስንጋትን ለመከላከል ይረዳል.
ካጋጠሙ በኋላ, ከ 600-60 ° ሴ ውስጥ አካውንትን ማስታገስ አቋማቸውን ለማዳበር ይረዳል እና የቀሪ ውጫዊ ጭንቀቶችን ለመቀነስ ይረዳል.
እንደ E8018-B2 ወይም ER80s-d2 ያሉ ዝቅተኛ-ሃይድሮጂን ኤሌክትሮዶች በተለምዶ ተኳሃኝነትን ለማረጋገጥ እና የብልግናን ለመቀነስ ያገለግላሉ.
ወሳኝ ትግበራዎች, ድህረ-ዋልድ ሙቀት ሕክምና (Pituit) የተስተካከለ የዞን ጽኑ አቋማቸውን እና ጥንካሬን ጠብቆ ለማቆየት አስፈላጊ ነው.
Cold and Hot Forming
4140 አቶ አቶ አቶ አቶ አቶ አቶ አቶ አቶ አቶ አቶ አቶ አዶ ብረት በተሰየመ ሁኔታ ውስጥ እንዲሠራ ይችላል, ምንም እንኳን ዝቅተኛ የካርቦን አረብ ብረት ውስጥ ሲነፃፀር ከፍተኛ ጥንካሬ ቢባልም.
እንደ ስዕል እና ማቋረጦች ያሉ የቀዝቃዛ ቅነሳ ሂደቶች ሊሆኑ ይችላሉ ነገር ግን ከፍተኛ ኃይሎች ሊያስፈልጉ እና በቀጣይ የሙቀት ህክምና ማከም የሚያስገድዱ የቀሩ ውጥረቶች ሊያስከትሉ ይችላሉ.
ትኩስ መሥራት, ይቅርታን እና ሙቅ ተንከባለላን ጨምሮ, ለአረብ ብረት የበለጠ ተስማሚ ነው 4140.
በጣም ይቅር የማይባል የሙቀት መጠን ከ 900 ° ሴ እና 1200 ° ሴ መካከል ነው, በተለምዶ ከ 850 ° ሴ በላይ ተጠናቅቋል.
ከሞቃት በኋላ, መደበኛነት ወይም መሻሻል የእህል አወቃቀር ለማጣራት እና ለሙሉ የማሽን ማምረቻ ወይም የሙቀት ሕክምና ብረት ማዘጋጀት ይመከራል.
7. Corrosion Resistance of 4140 ብረት
እያለ 4140 በሜካኒካዊ ጥንካሬ ውስጥ ያልፋል, እሱ ተፈጥሮአዊ የቆሻሻ መቋቋም ይችላል.
በዝናብ ወይም በባህር ዳርቻዎች አካባቢዎች, ጥበቃ ካልሆነ በስተቀር በፍጥነት ይደግፋል. ይህንን ለመቃወም, እንደ:
- ኒትሪዲንግ ለክብደት እና ለኦክሳይድ የመቋቋም ችሎታ
- ጥቁር ኦክሳይድ ሽፋን ለብርሃን የመጥፋት ጥበቃ
- ኤሌክትሮፕላንት ወይም ሥዕል በከፍተኛ የመጥሪያ አከባቢዎች ውስጥ
8. Common Forms and Standards
4140 የአቶይዝ ብረት ብረት የተለያዩ የኢንዱስትሪ ማመልከቻዎችን ለማስተናገድ በተለያዩ የንግድ ዓይነቶች ውስጥ ይገኛል.
በተለያዩ ቅርጾች ውስጥ ያለው ተገኝነት, እጅግ በጣም ጥሩ ከሆኑት ሜካኒካዊ ባህሪዎች እና የሙቀት ህክምናዎች ጋር ተቀላቅሏል, በሁለቱም መደበኛ እና ብጁ በተያዙ አካላት ውስጥ ተወዳጅ ምርጫ ያደርገዋል.
Common Forms of 4140 ብረት
አምራቾች እና ቅጦች ማግኘት ይችላሉ 4140 በበርካታ ቅርጾች አረብ ብረት, በተጠቀመበት አጠቃቀሙ እና አስፈላጊ በሆነ ሂደት ላይ በመመርኮዝ:
- ክብ አሞሌዎች: ብዙውን ጊዜ ለሽርሽር ያገለግላሉ, ካስማዎች, ጊርስ, እና ማያያዣዎች, ዙር አሞሌዎች በጣም ብዙ ጊዜ ከሚቀርቡ የአረብ ብረት ዓይነቶች አንዱ ናቸው 4140 በማሽተት እና በሙቀት ህክምና ውስጥ በተባባሪነት ምክንያት.
- ጠፍጣፋ አሞሌዎች እና ሳህኖች: ለመጫን ተስማሚ, አካላትን ይልበሱ, እና ትላልቅ የወለል ንክኪዎችን የሚጠይቁ መዋቅራዊ ክፍሎች.
እነዚህ ቅ forms ች ለተቆራረጡ የመቁረጫ ወይም የውሃ ጀልባዎች ተስማሚ ናቸው. - የተሰጡ ቀለበቶች እና ዲስኮች: እንደ ተሸካሚ ውድድር ያሉ ከፍተኛ ጥራት ባለው የማሽከርከሪያ ማሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ ውሏል, መጋጠሚያዎች, እና ያወጣል.
- ክፍት አሞሌዎች እና ቱቦዎች: ጥንካሬን በሚጠብቁበት ጊዜ በትግበራዎች ውስጥ በመለዋወጥ ተመራጭ, እንደ ሃይድሮሊክ ሲሊንደር እና ግፊት ያላቸው ክፍሎች.
- ብሎኮች እና ክልሎች: ለጉዳት ማሽን እና ትላልቅ የመቁረጥ አካላት ተስማሚ. እነዚህ በተለምዶ በሟች እና በከባድ የኢንዱስትሪ መሣሪያዎች ውስጥ ያገለግላሉ.
Industry Standards and Designations for 4140 ብረት
| መደበኛ ድርጅት | ስያሜ | ክልል / ሀገር | መግለጫ |
|---|---|---|---|
| ASTM | ARTM A29 | ዩናይትድ ስቴተት | የ Carobon and Sudobs እና የአዶል ቧንቧዎች አጠቃላይ መግለጫ አጠቃላይ መግለጫ |
| ASTM | ARTM A322 | ዩናይትድ ስቴተት | በሜካኒካል ትግበራዎች ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉ የአክሲዮን አረብ ብረት አሞሌዎች ዝርዝር መግለጫ |
| ASTM | ARTM A519 | ዩናይትድ ስቴተት | ለ Snysoble Carbon እና ለአጭሩ ብረት ሜካኒካል tubing ዝርዝር መግለጫ |
SAE |
SAE 4140 | ዩናይትድ ስቴተት | Chromium-Myybloum ዝቅተኛ-የአልኮል አክሲዮን አውቶሞቲቭ እና ኤንጂነሪንግ ትግበራዎች |
| ኤአይኤስአይ | ኤአይኤስአይ 4140 | ዩናይትድ ስቴተት | በተለምዶ ጥቅም ላይ የዋለው ስያሜ ከሳይ 4140 |
| ውስጥ / ከ | 1.7225 / 42CRMO4 | አውሮፓ / ጀርመን | ከአውሮፓ ጋር ተመጣጣኝ 10083 ለቆሻሻ እና ለ Scemper steels |
| እሱ | ScM440 | ጃፓን | ለከፍተኛ ጥንካሬ አቶ አሌክ አቶ አቶ ጃፓንኛ ተመጣጣኝ ነው |
| ጂቢ | 42ክሬም | ቻይና | ከተመሳሳዩ ሜካኒካዊ ባህሪዎች ጋር እኩል ነው |
9. መተግበሪያዎች የ 4140 ቅይጥ ብረት
ብረት 4140 ጥንካሬን በሚያስፈልጋቸው መተግበሪያዎች ውስጥ ወደ ቁሳቁስ የሚወስደ ነው, ጥንካሬ, እና በድካም እና በመጫን ላይ የመቋቋም ችሎታን ይልበሱ:
- አውቶሞቲቭ: ጊርስ, ክራንችካዎች, ትሮድሮች, ዘንጎች
- ኤሮስፔስ: የማረፊያ ማርሽ አካላት, አንቀሳቃሾች
- ዘይት & ጋዝ: የመራበቅ ኮላዎች, የሃይድሮሊክ ስብራት ክፍሎች
- ማምረት: ማንዴል, ይሞታል, ሻጋታዎች, የመሳሪያ መያዣዎች
የጉዳይ ጥናት: በንፅፅር ድካም ሙከራ ውስጥ, ብረት 4140 ጥ&T የሚያብረቀርቅ ዘንግ አሳይቷል 10x የህይወት ዘመን ከፈኝነት ብረት የተሠራ ተመሳሳይ ንድፍ, የረጅም ጊዜ ዋጋውን ማጉላት.
10. Advantages and Limitations of 4140 ቅይጥ ብረት
ጥቅሞች:
- ከፍተኛ ጥንካሬ እስከ ክብደት የመዋቅሩ ትግበራዎች ሬሾ
- በጣም ጥሩ የመቋቋም ችሎታ ይለብሱ ከከባድ በኋላ
- ሁለገብ የሙቀት ሕክምና ምላሽ
- በብዙ ቅጾች እና ደረጃዎች ውስጥ በቀላሉ ይገኛል
ገደቦች:
- ተስማሚ አይደለም የመርከብ አካባቢዎች ያለ ወለል ጥበቃ
- ይፈልጋል ጠንቃቃ መሰባበርን ለማስወገድ ልምዶች
- ከፍ ያለ ወጪ እና ከዕንጣጤ ካርቦን ስቲዎች ይልቅ ውስብስብነት
11. ማጠቃለያ
4140 አቶ አቶ አቶ አቶ አቶ አቶ አክሲዮን አንድ አስገዳጅ የመድኃኒት ጥንካሬን ይሰጣል, ጥንካሬ, እና የመቋቋም ችሎታ ይለብሱ, በአፈፃፀም-ወሳኝ ምህንድስና ማመልከቻዎች ውስጥ እንዲካፈሉ ማድረግ.
በአግባቡ ሙቀት በተያዙ እና በተጠበቁ ጊዜ, በአሠራር ሁኔታዎች ውስጥ ለየት ያለ የአገልግሎት ህይወትን ያድናል.
ለኤሮስፔስ ይሁን, ጉልበት, ወይም የመጫኛ ክፍሎች, ቁሳቁስ 4140 ብረት በአንዱ ሞቃታማ በማኑፋክቸሪቸሪቸሪቸሪቸር ውስጥ በጣም ከታመኑ እና ችሎታ ከሚያዳኑ ቁሳቁሶች ውስጥ አንዱ ነው.
ባህሪይውን እና የማሰራጨት ፍላጎቱን የሚረዱ መሐንዲሶች አቅሙን ሙሉ በሙሉ ሊያስከትሉ ይችላሉ.
ይህ ከፍተኛ ጥራት ካላቸው ለማራመር ፍላጎቶችዎ ትክክለኛ ምርጫ ነው 4140 የአረብ ብረት ክፍሎች.
