1. Кіріспе
4140 болат – төмен легирленген хром-молибденді болат.
Ол күштің тамаша үйлесімін ұсынады, қаттылық, және қарсылық киіңіз, оны өнеркәсіптік қосымшалар үшін тамаша үміткер етеді.
Бұл мақалада барланған 4140 көп техникалық тұрғыдан легирленген болат, оның химиялық құрамы, Механикалық мінез-құлық, термиялық өңдеу реакциясы, Айналымдылық, коррозия өнімділігі, және жалпы пайдалану.
2. Химиялық құрамы 4140 Легірленген болат
Бірегей өнімділігі 4140 легірленген болат оның мұқият бақыланатын химиялық құрамынан туындайды:
| Элемент | Салмақ % | Steel Properties жүйесіндегі рөл |
|---|---|---|
| Көміртегі (Б) | 0.38–0,43 | Беріктік пен беріктікті арттырады |
| Хромий (Кр) | 0.8–1.1 | Қаттылықты жақсартады, тозуға төзімділік, және коррозия |
| Марганец (М.на) | 0.75-1.0 | Қаттылық пен деоксидантты арттырады |
| Молибден (Әзірлеу) | 0.15-0.25 | Сусылу төзімділігін және шыңдалу тереңдігін арттырады |
| Кремний (Жіне) | 0.15–0,35 | Күшті арттырады, қаттылығын аздап жақсартады |
| Фосфор (Б) | ≤ 0.035 | Морттануды азайту үшін әдетте азайтылады |
| Күкірт (С) | ≤ 0.04 | Өңдеуге жарамдылық үшін қосылған, бірақ қаттылықты азайтады |
сияқты ұқсас қорытпалармен салыстырғанда 4130 (Төменгі көміртек) жіне 4340 (жоғары никель), 4140 беріктік пен өңдеуге қабілеттілікті теңестіреді, оны көптеген құрылымдық қолданбалар үшін практикалық және үнемді шешім етеді.
3. Физикалық қасиеттері 4140 Болат
| Мүлік | Бағалау | Бірлік | ЕСталдар |
|---|---|---|---|
| Тығыздық | 7.85 | g / cm³ | Төмен легірленген болаттарға тән |
| Серпімділік модулі (Е е) | ~ 205 | Gpa | Кернеу және қысу кезіндегі қаттылық |
| Ығысу модулі (Ж) | ~ 80 | Gpa | Бұралу қолданбалары үшін пайдалы |
| Пуассонның қатынасы | 0.27-0.30 | - | Көлденең деформацияның осьтік деформацияға қатынасы |
| Жылу өткізгіштік | 42.6 | М / м / | -Та 100 ° °; жоғары температурада аздап төмендейді |
| Нақты жылу сыйымдылығы | 475 | Дж / кг | Бөлме температурасында шамамен |
| Электрлік кедергісі | 205 | nΩ·m (нано-ом метрлер) | Таза темірден жоғары; мыспен салыстырғанда төмен өткізгіштік |
| Термиялық кеңейту коэффициенті | ~12,0 | мкм/м·К (20-100 ° C диапазон) | Термиялық цикл немесе өлшемдік тұрақтылық үшін жобалауда маңызды |
| Балқу нүктесі | 1416– 1471 | ° ° | Легирленген элементтерге байланысты тар диапазон |
4. Механикалық қасиеттері 4140 Болат
Айси 4140 тамаша механикалық беріктігімен танымал хром-молибденді легирленген әмбебап болат, қаттылық, Шаршауға төзімділік.
Осы 4140 болат қасиеттері олардың термиялық өңдеу жағдайына байланысты айтарлықтай өзгеруі мүмкін (E.Г., Аяқталды, қалыпқа келтірілген, сөніп қалды, немесе шыңдалған).
Механикалық қасиеттер кестесі
| Мүлік | Аяқталды | Сөніп қалды & Қатты (Q&Т) | Бірлік | ЕСталдар |
|---|---|---|---|---|
| Бергі күш | ~655 МПа | Дейін 1,600 МПа | МПа (мегапаскалдар) | Q&T күшті айтарлықтай жақсартады |
| ~95 кси | ~232 кси | кси (империялық) | ||
| Созылу күші | 850–1000 МПа | 1,000-1,100 МПа | МПа | Түрлі термиялық өңдеулерден кейінгі типтік диапазон |
| 123–145 кси | 145–160 киси | кси | ||
| Үзіліс кезінде созылу | 25-30% | 12-18% | % | Жасытылған күйде жоғары иілгіштік |
| Ауданның қысқаруы | ~ 50% | ~ 45% | % | Иілгіштік пен пішінділік көрсеткіші |
| Қаттылық (Роквелл C) | 18–28 HRC | 50-55 HRC дейін | Ткект | Сөндіруге және шынықтыруға жоғары жауап береді |
| Charpy V-Notch қаттылығы | >54 Ж (Аяқталды) | 20-35 Дж (Q&Т жоғары қаттылықта) | Джоуль | Соққыларды жүктеу қолданбаларындағы өнімділік |
| Шаршау күші (Шыдамдылық шегі) | ~420 МПа | Дейін 700 МПа | МПа | Беттік өңдеуге және жүктеу циклдарына байланысты |
| Серпімділік модулі (Е е) | ~205 ГПа | - | Gpa | Қаттылық барлық жағдайларда тұрақты болып қалады |
5. Термиялық өңдеу әрекеті 4140 Легірленген болат
Айси 4140 легирленген болат термиялық өңдеудің әртүрлі процестеріне жоғары жауап береді, нақты инженерлік қолданбаларға бейімделген механикалық қасиеттердің кең спектріне қол жеткізуге мүмкіндік береді.
Құрамындағы хром мен молибден оның беріктігін арттырады, оны әсіресе сөндіру және шынықтыру операциялары үшін өте қолайлы етеді.
Жалпы термиялық өңдеу процестері
| Өңдеу | Әдеттегі температура диапазоны (° °) | Мақсат |
|---|---|---|
| Ақша салу | 760–790°C | Астық құрылымын тазартады, болатты жұмсартады, Техникалық жұмыстарды жақсартады |
| Қалыпқа келтіру | 870-900 ° C | Біркелкілігін арттырады, құрылымын нақтылайды, механикалық консистенцияны күшейтеді |
| Сөндіру | ~845–875°C, содан кейін мұнай/су/полимерді сөндіру | Жоғары қаттылық пен беріктік үшін мартенситтік құрылымды шығарады |
| Тымбитора | 400-650 ° C (Пост-сөндіру) | Қаттылықты реттейді, ішкі стрессті жеңілдетеді, икемді жақсартады & қаттылық |
| Тамшылар | 260–400°C дейін сөндіріңіз, түрлендіруге дейін ұстаңыз | Бейнитті құрылымды түзеді, бұрмалануын азайтады, беріктік пен қаттылықты теңестіреді |
6. Өңделуі және жасалуы 4140 Болат
Айналымдылық
Материал 4140 болат күйдірілген күйінде орташа өңдеуге қабілеттілігін көрсетеді және қаттылық артқан сайын қиынырақ болады.
Аяқталған жағдайда (әдетте шамамен 18-22 HRC), оны жоғары жылдамдықты болат немесе карбид құралдарымен өңдеуге болады, жақсы беттік әрлеу және қолайлы құралдың қызмет ету мерзімін береді.
Дегенмен, болат сөніп, қаттылық жоғары деңгейге дейін шыңдалған соң (30–50 HRC сияқты), оның өңдеуге қабілеттілігі төмендейді.
Бұл кезеңде, Карбид-құрылғы, төмен кесу жылдамдығы, Құралдың тозуын және бөлшектердің бұрмалануын болдырмау үшін қатты машина қондырғылары маңызды болады.
-Ға CNC бұру, араластыру, немесе бұрғылау операциялары, дұрыс салқындату әдістерін пайдалану, әсіресе су тасқыны салқындатқышы - жылуды таратуға және чиптерді эвакуациялауды жақсартуға көмектеседі.
Қаттырақ бұрғылау 4140 секциялар үшін көбінесе кобальт немесе карбид ұштары бар құралдар қажет, қатайтылған бөлшектерді түрту кезінде кәдімгі кесу шүмектерінен гөрі жіпті фрезерлеу немесе қалыптау шүмектерін пайдалану пайдалы болуы мүмкін.
Дәнекерлеу
Дәнекерлеу 4140 болат жоғары беріктікке және крекинг қаупіне байланысты сақтықты қажет етеді.
Бұл тәуекелдерді азайту үшін, дайындаманы алдын ала қыздыру - қалыңдығына байланысты әдетте 200–400 ° C дейін - қатты ұсынылады.
200–300°C аралығындағы өткел аралық температураны ұстап тұру термиялық соққының және сутегімен индукцияланған крекингтің алдын алуға көмектеседі..
Дәнекерлеуден кейін, Құрамдас бөлікті шамамен 600–650°C температурада кернеуді жеңілдету икемділікті қалпына келтіруге және қалдық кернеулерді азайтуға көмектеседі.
E8018-B2 немесе ER80S-D2 сияқты төмен сутегі электродтары әдетте үйлесімділікті қамтамасыз ету және кеуектілікті азайту үшін толтырғыш материал үшін пайдаланылады..
Сындарлы қосымшаларда, Дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеу (Птеп) дәнекерленген аймақтың тұтастығы мен қаттылығын сақтау үшін қажет.
Суық және ыстық қалыптау
4140 легирленген болатты күйдірілген күйінде суықта өңдеуге болады, төмен көміртекті болаттармен салыстырғанда оның жоғары беріктігі оның иілгіштігін шектейді.
Сызу және тегістеу сияқты суық қалыптау процестері мүмкін, бірақ жоғары күштерді қажет етеді және кейінгі термиялық өңдеуді қажет ететін қалдық кернеулерді тудыруы мүмкін..
Ыстық жұмыс, соғу және ыстық илемдеуді қоса алғанда, болат үшін қолайлырақ 4140.
Ең қолайлы соғу температурасы диапазоны 900°C және 1200°C аралығында, материал әдетте 850°C жоғары аяқталады.
Ыстық қалыптаудан кейін, дәннің құрылымын тазарту және болатты соңғы өңдеуге немесе термиялық өңдеуге дайындау үшін қалыпқа келтіру немесе күйдіру ұсынылады..
7. Коррозияға төзімділігі 4140 Болат
Сол екі арада 4140 легирленген болат механикалық беріктігі бойынша ерекшеленеді, оған тән коррозияға төзімділік жоқ.
Ылғалды немесе теңіз орталарында, қорғалмаған жағдайда ол оңай тотығады. Бұған қарсы тұру үшін, сияқты беттік өңдеулер:
- Нитраж бетінің қатаюына және тотығуға төзімділігіне арналған
- Қара оксид жабыны жеңіл коррозиядан қорғау үшін
- Электрлік қаптау немесе бояу ылғалдылығы жоғары орталарда
8. Жалпы пішіндер мен стандарттар
4140 легирленген болат әртүрлі өнеркәсіптік қолданбаларды орналастыру үшін әртүрлі коммерциялық нысандарда қол жетімді.
Оның әртүрлі пішіндерде болуы, тамаша механикалық қасиеттерімен және термиялық өңдеудің әмбебаптығымен үйлеседі, стандартты және тапсырыс бойынша жасалған компоненттерде оны танымал таңдауға айналдырады.
Жалпы формалары 4140 Болат
Өндірушілер мен өндірушілер ала алады 4140 көптеген нысандарда болат, мақсатына және қажетті өңдеуге байланысты:
- Дөңгелек жолақтар: Көбінесе біліктер үшін қолданылады, түйреуіштер, берікек, және бекіткіштер, дөңгелек барлар болаттың ең жиі жеткізілетін түрлерінің бірі болып табылады 4140 өңдеудегі және термиялық өңдеудегі әмбебаптығына байланысты.
- Тегіс жолақтар мен табақтар: Құрал-саймандар үшін өте қолайлы, компоненттерді киіңіз, және үлкен беттік жанасу аймақтарын қажет ететін құрылымдық бөліктер.
Бұл пішіндер жалынмен кесуге немесе су ағынымен өңдеуге де жарамды. - Жалған сақиналар мен дискілер: Мойынтіректердің жарыстары сияқты жоғары берік айналмалы машиналарда қолданылады, муфталар, және фланецтер.
- Шұңқырлар мен түтіктер: Күшті сақтай отырып, салмақты азайтуды талап ететін қолданбаларда жақсырақ, гидравликалық цилиндрлер мен қысымды құрайтын бөлшектер сияқты.
- Блоктар мен дайындамалар: Арнайы өңдеуге және үлкен соғылған компоненттерге қолайлы. Олар әдетте қалыптау және ауыр өнеркәсіптік жабдықтарда қолданылады.
үшін салалық стандарттар мен белгілеулер 4140 Болат
| Стандартты ұйым | Белгілеу | Аймақ / ел | Түсіндірме |
|---|---|---|---|
| Астма | ASTM A29 | Америка Құрама Штаттары | Көміртекті және легирленген болаттардың ыстық соғылған өзектеріне арналған жалпы сипаттама |
| Астма | ASTM A322 | Америка Құрама Штаттары | Механикалық қолдануда қолданылатын легирленген болат өзектерге арналған спецификация |
| Астма | ASTM A519 | Америка Құрама Штаттары | Жіксіз көміртекті және легирленген болат механикалық түтіктерге арналған спецификация |
Сонымен бірге |
Сонымен бірге 4140 | Америка Құрама Штаттары | Автокөлік және инженерлік қолданбаларға арналған хром-молибденді төмен легирленген болат |
| Айси | Айси 4140 | Америка Құрама Штаттары | SAE сәйкес келетін жиі қолданылатын белгілеу 4140 |
| -Да / -Ден | 1.7225 / 42CrMo4 | Еуропа / Германия | EN бойынша еуропалық баламасы 10083 сөндіргіш және шыңдалатын болаттар үшін |
| Ол | SCM440 | Жапония | Беріктігі жоғары легирленген болаттың жапондық баламасы |
| Еб | 42Крма | Қытай | Ұқсас механикалық қасиеттері бар қытайлық баламасы |
9. Өтініштер 4140 Легірленген болат
Болат 4140 күшті қажет ететін қолданбаларда қолданылатын материал болып табылады, қаттылық, және шаршау және соққы жүктемесі кезінде тозуға төзімділік:
- Автомобиль: берікек, ик-жағалаулар, байлау таяқшалары, білік
- Аэроғарыш: шасси компоненттері, Жетекеткіштер
- Майлау & Газ: бұрғылау жағалары, гидравликалық сынғыш бөлшектер
- Өндіріс: оправкалар, өледі, қалыптар, Құрал иелері
Кейс зерттеу: Салыстырмалы шаршау тестінде, болат 4140 Q&Т тісті беріліс білігі көрсетілді 10x өмір сүру ұзақтығы жұмсақ болаттан жасалған ұқсас конструкция, оның ұзақ мерзімді құндылығын көрсетеді.
10. Артықшылықтары мен шектеулері 4140 Легірленген болат
Артықшылықтары:
- Биік Күш-салмақ құрылымдық қолдану үшін қатынас
- Үздік тозуға төзімділік қатайғаннан кейін
- Жан-жақты термиялық өңдеу жауап
- Бірнеше пішіндер мен стандарттарда оңай қол жетімді
Шектеулер:
- үшін қолайлы емес Коррозиялық орта бетін қорғаусыз
- Талап етеді мұқият дәнекерлеу крекингті болдырмау үшін жаттығулар
- Жоғары шығындар және қарапайым көміртекті болаттарға қарағанда күрделілігі
11. Қорытынды
4140 легирленген болат механикалық беріктіктің керемет қоспасын ұсынады, қаттылық, және қарсылық киіңіз, өнімділігі маңызды инженерлік қолданбаларда таптырмас етеді.
Дұрыс термиялық өңдеуден өткен және қорғалған кезде, ол күрделі жұмыс жағдайында ерекше қызмет ету мерзімін қамтамасыз етеді.
Аэроғарыш үшін болсын, энергия, немесе құрал құрамдас бөліктері, материал 4140 болат қазіргі заманғы өндірістегі ең сенімді және қабілетті материалдардың бірі болып қала береді.
Оның мінез-құлқын және өңдеу талаптарын түсінетін инженерлер оның әлеуетін толығымен пайдалана алады.
Осы Егер сізге сапалы қажеттілік қажет болса, сіздің өндіріс қажеттіліктеріңіз үшін тамаша таңдау 4140 болат бөлшектер.
