1. Увођење
4140 Челик је хромински-молибденски челик са ниским легуром.
Нуди одличну комбинацију снаге, жилавост, и отпорност на хабање, што га чини идеалним кандидатом за захтевне индустријске апликације.
Овај чланак истражује 4140 Легура челика из више техничких перспектива, укључујући његов хемијски састав, механичко понашање, Одговор топлотног третмана, обрада, наступ корозије, и уобичајена употреба.
2. Хемијски састав 4140 Легура челика
Јединствени наступ 4140 легура челика потиче од пажљиво контролисаног хемијског састава:
| Елемент | Тежина % | Улога у челичним својствима |
|---|---|---|
| Угљеник (Ц) | 0.38-0.43 | Побољшава снагу и отврдњавост |
| Хром (ЦР) | 0.8-1.1 | Побољшава тврдоћу, отпорност на хабање, и корозија |
| Манган (Мн) | 0.75-1.0 | Појачава жилавост и деоксидацију |
| Молибден (Мо) | 0.15-0,25 | Побољшава отпорност на пузање и дубину стврдњавања |
| Силицијум (И) | 0.15-0.35 | Повећава снагу, лагано побољшава жилавост |
| Фосфор (П) | ≤ 0.035 | Обично се минимизира да смањи умањење умањење |
| Сумпорни (С) | ≤ 0.04 | Додато је за израду, али може да смањи жилавост |
У поређењу са сличним легурама 4130 (доњи угљеник) и 4340 (виши никл), 4140 Стање и израда израде, што га чини практичним и исплативим решењем за многе структурне примене.
3. Физичка својства 4140 Челик
| Имовина | Вредност | Јединица | Белешке |
|---|---|---|---|
| Густина | 7.85 | Г / цм³ | Типично за челике ниске легуре |
| Модул еластичности (Е) | ~ 205 | ГПА | Укоченост у напетости и компресији |
| Модул смицања (Г) | ~ 80 | ГПА | Корисно за торзијске апликације |
| Поиссонов омјер | 0.27-0.30 | - | Однос попречног напрезања на аксијално сој |
| Топлотна проводљивост | 42.6 | В / м · к | У 100 ° Ц; смањује се благо са вишим температурама |
| Специфични топлотни капацитет | 475 | Ј / кг · к | Приближно на собној температури |
| Електрична отпорност | 205 | нω · м (Нано-охм метра) | Виши од чистог гвожђа; ниска проводљивост у поређењу са бакрама |
| Коефицијент термичке експанзије | ~ 12.0 | μм / м · к (20-100 ° Ц) | Важно је у дизајнирању топлотне бициклисте или димензијске стабилности |
| Тачка топљења | 1416-1471 | ° Ц | Ужи опсег због легираних елемената |
4. Механичка својства 4140 Челик
Аиси 4140 је свестрани челик легуре хромима-молибден-а познат по одличној механичкој снази, жилавост, и отпорност у умору.
Ово 4140 Челична својства могу значајно да се разликују у зависности од њиховог стања топлоте (Нпр., жарозан, нормализован, угашен, или каљено).
Стол за механичке својства
| Имовина | Жарозан | Угашен & Каљено (К&Т) | Јединица | Белешке |
|---|---|---|---|---|
| Снага приноса | ~ 655 МПА | До 1,600 МПА | МПА (Мегапасцалс) | К&Т значајно побољшава снагу |
| ~ 95 КСИ | ~ 232 КСИ | кси (царински) | ||
| Затезна чврстоћа | 850-1,000 МПА | 1,000-1,100 МПА | МПА | Типичан распон након разних топлотних третмана |
| 123-145 КСИ | 145-160 кси | кси | ||
| Издужење на паузи | 25-30% | 12-18% | % | Већа дуктилност у жаруљеном стању |
| Смањење подручја | ~ 50% | ~ 45% | % | Показатељ дуктилности и облика |
| Тврдоћа (Роцквелл Ц) | 18-28 ХРЦ | До 50-55 ХРЦ-а | ХРЦ | Врло реагујући на гашење и каљење |
| Цхарпи В-Нотцх жилавост | >54 Ј (жарозан) | 20-35 ј (К&Т на великој тврдоћи) | Лукавство | Перформансе у апликацијама за учитавање утицаја |
| Снага умор (Граница издржљивости) | ~ 420 МПА | До 700 МПА | МПА | Зависно од циклуса површинских завршних и утовара |
| Модул еластичности (Е) | ~ 205 ГПА | - | ГПА | Крутост остаје константна у условима |
5. Понашање топлотног третмана 4140 Легура челика
Аиси 4140 Легура челика је веома реагована на различите процесе топлоте, Допуштање да постигне широк спектар механичких својстава прилагођених одређеним инжењерским апликацијама.
Његов садржај хромима и молибдена побољшавају његову очвршћеност, Посебно је добро прилагођен операцијама за гашење и ублажавање.
Уобичајени процеси топлоте
| Процес | Типични температурни опсег (° Ц) | Сврха |
|---|---|---|
| Враголовање | 760-790 ° Ц | Пречишћава структуру зрна, омекшан челик, Побољшава израду израду |
| Нормализација | 870-900 ° Ц | Повећава униформност, пречишћава структуру, Појачава механичку конзистенцију |
| Гашење | ~ 845-875 ° Ц, праћено уљем / водама / полимером | Производи артентичну структуру за велику тврдоћу и снагу |
| Ублажавање | 400-650 ° Ц (пост-угасити) | Прилагођава тврдоћу, ублажава унутрашњи стрес, Побољшава дуктилност & жилавост |
| Источно ублажавање | Утајање на 260-400 ° Ц, Држите до трансформације | Производи баинитничку структуру, смањује изобличење, балансирање снаге чврстоће |
6. Израда и израда и израда 4140 Челик
Обрада
Материјал 4140 Челик показује умерену обрачуна у свом жареном стању и постаје изазовнији као што се тврдоћа повећава.
У жареном стању (обично око 18-22 хрц), Може се обрадити брзим челичним или карбидним алатима, Давање добрих површинских завршава и прихватљив живот алата.
Међутим, Једном када се челик угаси и каљене на веће нивое тврдоће (као што је 30-50 ХРЦ-а), његова израда се смањује.
У овој фази, алат за карбиде, Доња брзина сечења, и чврсте поставке машине постају неопходне за избегавање хабања алата и дисторзија дела.
За ЦНЦ се окреће, глодање, или операција бушења, Користећи одговарајуће методе хлађења - посебно расхладне течности од поплаве - помаже да расипају топлоту и побољша евакуацију чипова.
Теже бушење 4140 Одсеци често захтевају алате за кобалт или карбиде, Док додиривање стврдних делова могу имати користи од глодања нити или формирања славина, а не конвенционалним славинама за сечење.
Заваривање
Заваривање 4140 Челик је потребан опрез због велике оправданости и ризика од пуцања.
Да бисте ублажили ове ризике, Предвиђање радног комада - обично на 200-400 ° Ц у зависности од дебљине - топло се препоручује.
Одржавање интерпаторске температуре око 200-300 ° Ц помаже у спречавању пукотина топлотног удара и водоника.
После заваривања, Ублажавање стреса Компонента на приближно 600-650 ° Ц помаже у враћању дуктилности и смањити заостале напрезање.
Електроде са ниским водоником као што су Е8018-Б2 или ЕР80С-Д2 се обично користе за материјал за пуњење како би се осигурала компатибилност и смањење порозности.
У критичним апликацијама, Пост-заваривање топлоте (Пхт) је неопходно за одржавање интегритета и жилавости заварене зоне.
Хладно и вруће формирање
4140 Легура челика може бити хладна у свом жареном стању, Иако је његова већа снага у поређењу са челицима са ниским угљеном ограничава своју дуктипу.
Могући су процеси хладног формирања као што су цртеж и превлачење, али захтевају веће снаге и могу изазвати заостале напрезате који захтевају накнадну термичку обраду.
Врући рад, укључујући ковање и вруће котрљање, је повољнији за челик 4140.
Идеалан опсег температуре ковања је између 900 ° Ц и 1200 ° Ц, са материјалом који је обично завршен изнад 850 ° Ц.
После врућег формирања, Нормализација или жарење препоручује се да се опрати структуру зрна и припрема челик за коначну обраду или топлотну обраду.
7. Отпорност на корозију 4140 Челик
Док 4140 Легуре челичне истиче у механичкој снази, Недостаје им суштински отпорност на корозију.
У влажним или морским окружењима, то лако оксидира ако није заштићено. Да се супротстави овоме, Површински третмани као што су:
- Нитрирање За површински отпорност на површини и оксидацију
- Црни оксидни премаз За лаку заштиту од корозије
- Електроплатирање или сликање У окружењима високог влаге
8. Уобичајени облици и стандарди
4140 Легирани челик доступан је у широком спектру комерцијалних облика за смештај разноликих индустријских апликација.
Његова доступност у различитим облицима, у комбинацији са одличним механичким својствима и свестраности топлоте, чини га популарним избором у стандардним и прилагођеним компонентама.
Уобичајени облици 4140 Челик
Произвођачи и произвођачи могу добити 4140 Челик у бројним облицима, У зависности од предвиђене употребе и потребне обраде:
- Округли барови: Обично се користи за осовине, игле, зупчаници, и причвршћивачи, Округли барови су један од најчешће испоручених облика челика 4140 Због њихове свестраности у обради и топлотном третману.
- Равне барове и плоче: Идеално за алате, Носите компоненте, и структурни делови који захтевају велике површинске контакт подручја.
Ови обрасци су такође погодни за резање пламена или прераду млазнице воде. - Ковани прстенови и дискови: Користи се у ротирајуће машине за ротирање високе чврстоће, као што су лежајне расе, спојнице, и прирубнице.
- Шупље шипке и цеви: Пожељни у апликацијама захтијевајући смањење тежине уз одржавање снаге, као што су хидраулични цилиндри и делови који садрже притисак.
- Блокови и грешке: Погодно за прилагођене обраде и велике фалсификоване компоненте. Обично се користе у индустријској опреми која стварају и тешку индустрију.
Индустријски стандарди и ознаке за 4140 Челик
| Стандардна организација | Означавање | Регион / држава | Опис |
|---|---|---|---|
| Астм | АСТМ А29 | Сједињене Државе | Опште спецификације за вруће кафере од кованих карата у карбонски и легура челика |
| Астм | АСТМ А322 | Сједињене Државе | Спецификација за легуре челичне шипке које се користе у механичким апликацијама |
| Астм | АСТМ А519 | Сједињене Државе | Спецификација за бешавне челичне и легуре челичне машине |
Сае |
Сае 4140 | Сједињене Државе | Цхромиум-молибден ниско легури челик за аутомобиле и инжењерске апликације |
| Аиси | Аиси 4140 | Сједињене Државе | Обично коришћена ознака поравнана са САЕ 4140 |
| У / Од | 1.7225 / 42ЦРМО4 | Европа / Немачка | Европски еквивалент под ен 10083 За гашење и температуре |
| Он | СЦМ440 | Јапан | Јапански еквивалент за челик за легуре велике чврстоће |
| ГБ | 42ЦРМО | Кина | Кинески еквивалент са сличним механичким својствима |
9. Апликације 4140 Легура челика
Челик 4140 је прелазак на материјал у апликацијама које захтевају снагу, жилавост, и отпорност на хабање под уморама и ударним утоваром:
- Аутомотиве: зупчаници, Цранксхафттс, кравате, осовине
- Ваздухопловство: Компоненте преноса, актуатори
- Уље & Гас: огрлице за бушење, Хидраулични делови за преломи
- Производња: мангела, умире, калупи, Држачи алата
Студија случаја: У упоредном тесту за умора, челик 4140 К&ТО СХАФТ ДЕАИН-а 10к животног века сличног дизајна направљеног од благог челика, истицање своје дугорочне вредности.
10. Предности и ограничења 4140 Легура челика
Предности:
- Високо снага на тежини Однос структурних апликација
- Одличан отпорност на хабање након отврдњавања
- Свестрани топлотни третман одговор
- Лако доступно у вишеструким облицима и стандардима
Ограничења:
- Није погодно за Корозивна окружења Без површинске заштите
- Захтијева пажљиво заваривање праксе да не би се избегло пуцање
- Веће трошкове и сложеност од обичних челика угљеника
11. Закључак
4140 Алои Стеел нуди убедљиву мјешавину механичке снаге, жилавост, и отпорност на хабање, што га чини неопходним у апликацијама критичних инжењерских перформанси.
Када се правилно топлоте и заштићени, Омогућује изузетан радни век у захтевним условима рада.
Било да је за ваздухопловство, енергија, или компоненте алата, материјал 4140 Челик остаје један од најпоузданијих и способних материјала у модерној производњи.
Инжињери који разумеју своје захтеве понашања и обраде могу у потпуности искористити његов потенцијал.
Ово је савршен избор за ваше производне потребе ако вам је потребан квалитетан квалитет 4140 челични делови.
