المادة 4140 سبائك الصلب تستخدم عادة في العديد من الصناعات, القطاعات, وعمليات الإنتاج. فهو يتضمن العديد من الميزات, أي. قوة عالية, صلابة, والمتانة. إلى جانب ذلك, يتم استخدامه على نطاق واسع في تشكيل الأجزاء التي تحتاج إلى قوة شد عالية ومقاومة التآكل. لذا, في هذه المقالة, سوف نقوم بوصف خصائص واستخدامات 4140 سبائك الصلب للهندسة والبناء الصناعي.
ما هو 4140 سبائك الصلب?
4140 سبائك الصلب عبارة عن فولاذ منخفض السبائك يحتوي على الكروم, الموليبدينوم, والمنجنيز. أنها تحظى بشعبية كبيرة بسبب صلابتها, قوة التعب العالية, وقابلية جيدة للتصنيع. إلى جانب ذلك, لها تطبيقات شائعة في تصنيع الأجزاء مثل التروس, أعمدة الكرنك, والأجزاء الثقيلة.
تصنيع وتجهيز 4140 سبائك الصلب
فيما يلي الخطوات الكاملة لتصنيع وتجهيز 4140 سبائك الصلب.
1. المعالجة الحرارية
الخواص الميكانيكية 4140 سبائك الصلب هي الاعتبار الأكثر أهمية. إلى جانب ذلك, المعالجة الحرارية مهمة للحصول على التركيبة الصحيحة. وتشمل عمليات المعالجة الحرارية الأولية:
- التلدين: تتضمن هذه العملية تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة تتراوح بين 1550 درجة فهرنهايت و843 درجة مئوية ثم تلطيفه.. يعمل التلدين على تحسين القدرة على معالجة المادة وتقليل الضغط الداخلي فيها.
- التبريد: ال فُولاَذ يتم تسخينه حتى 1550 درجة فهرنهايت (843درجة مئوية) ويتم إخماده على الفور في الماء أو الزيت. يعمل الفولاذ على زيادة الصلابة النسبية للفولاذ. ولكن قد تفعل ذلك على حساب المتانة.
- هدأ: بعد التبريد, نخضع لإعادة التسخين إلى درجة حرارة أقل (بين 400-1200 درجة فهرنهايت أو 204-649 درجة مئوية) ومن ثم التبريد. يُعرف التطبيع أيضًا باسم التقسية. لديها وظيفة تقليل مستويات الهشاشة مع زيادة المتانة.
2. تزوير وتصنيع الآلات
بسبب القابلية الجيدة للتشكيل والتصنيع, 4140 الصلب ينطبق على أجزاء مختلفة. تساعد عملية الحدادة في تشكيل الفولاذ عند درجات حرارة عالية. إنه يحسن الخواص الميكانيكية للسيليكون وكذلك بنية الحبوب. يتم استخدام التشطيب للحصول على الأبعاد المطلوبة وتشطيب السطح. إلى جانب ذلك بالقطع يساعد في تحقيق أبعاد دقيقة وتشطيبات سطحية جيدة.
3. اللحام والانضمام
من الممكن اللحام 4140 سبائك الصلب, على الرغم من أنه يجب عادة تسخين المادة ولحامها. وقد يتطلب الأمر المعالجة الحرارية لاحقًا. بعض الطرق التي تم تطبيقها لحام وتشمل اللحام بقوس غاز التنغستن (GTAW) واللحام بالقوس المعدني المحمي (SMAW).
التركيب الكيميائي ل 4140 سبائك الصلب
4140 هو في الأساس فولاذ الكروم والموليبدينوم. كما أنها تحتوي على بعض المواد الأولية مثل:
- الكربون (ج): 38-0.43%
- الكروم (كر):80-1.10%
- الموليبدينوم (شهر):15-0.25%
- المنغنيز (من): 75-1.00%
- السيليكون (و):20-0.35%
التفريق بين 4140 سبائك الصلب مع 4340 و 1045 فُولاَذ
لذا, هنا جدول مفصل للمقارنة 4140 سبائك الصلب مع 4340 و 1045 فُولاَذ.
| ملكية | 4140 سبائك الصلب | 4340 سبائك الصلب | 1045 الكربون الصلب |
| تعبير | الكروم, الموليبدينوم | الكروم, الموليبدينوم, النيكل | الكربون |
| صلابة | متوسطة إلى عالية (28-32 لجنة حقوق الإنسان) | عالي (40-45 لجنة حقوق الإنسان) | واسطة (12-17 لجنة حقوق الإنسان) |
| قوة الشد | يصل إلى 100 ksi | يصل إلى 120 ksi | يصل إلى 80 ksi |
| قوة العائد | 70-90 ksi | 90-100 ksi | 45-50 ksi |
| صلابة التأثير | جيد | جيد جدًا | معتدل |
| ارتداء المقاومة | جيد | ممتاز | معتدل |
| القدرة على التصنيع | معتدل | معتدل | جيد |
| قابلية اللحام | معتدل (يتطلب ما قبل / بعد العلاج) | معتدل (يتطلب ما قبل / بعد العلاج) | جيد |
| يكلف | معتدل | عالي | قليل |
| التطبيقات النموذجية | مكونات السيارات, أجزاء الماكينة | مكونات الفضاء الجوي, أجزاء عالية الضغط | الآلات العامة, الأجزاء الهيكلية |
تطبيقات 4140 سبائك الصلب
4140 إن تعدد استخدامات سبائك الصلب يجعلها قادرة على العمل في العديد من الصناعات مثل;
- صناعة السيارات: شعبية في صنع الجرارات, المركبات, دراجات, المحركات, وأجزاء أخرى. هذه الأجزاء تحتاج إلى قوة ومرونة عالية, أي. أعمدة الكرنك, التروس, والمحاور.
- الفضاء والدفاع: الاستخدام المناسب عند تصنيع مكونات التروس والعناصر الهيكلية الأخرى. لأنها توفر قوة عالية ومقاومة التعب.
- صناعة النفط والغاز: لديهم تطبيقات واسعة في الصناعات حيث المعدات مثل التدريبات, الصمامات, ويتم إنتاج الأدوات الميكانيكية الأخرى. هذه الأجزاء تحتاج إلى صلابة وقوة عالية.
- البناء والآلات: يمكننا توظيفها في أجزاء معينة من المعدات الثقيلة, أي. مهاوي واقتران. لأن التآكل وتأثيراته الكاشطة لا يمكن تجنبها.
- الأدوات ويموت: تستخدم أساسا لصنع يموت, قوالب, والأدوات بسبب صلابته ومقاومته للتآكل.
معايير ومواصفات مختلفة ل 4140 سبائك الصلب
الجدول التالي سوف يعطينا تفاصيل المعايير المتاحة ل 4140 سبائك الصلب
المعايير والمواصفات ل 4140 سبائك الصلب:
| معيار | تحديد |
| أستم A519 | الأنابيب الميكانيكية غير الملحومة |
| ساي J403 | تركيبات سبائك الصلب |
| ايزو 683-17 | الفولاذ القابل للمعالجة بالحرارة وسبائك الفولاذ |
| أستم A29/A29M | قضبان الصلب المطاوع على الساخن, المتطلبات العامة |
| أستم A322 | الدرجات القياسية لقضبان سبائك الصلب |
| أستم A331 | قضبان سبائك الصلب الجاهزة على البارد |
| أستم A505 | ألواح فولاذية مسقية ومخففة |
| SAE AMS 6349 | قضبان وأنابيب من سبائك الصلب المقيسة/المُلدنة |
| مقياس الدعم الكلي 6382 | قضبان وأنابيب من سبائك الصلب المعالجة بالحرارة |
| من 1.7225 | 42سبائك الصلب CrMo4 (ألمانيا/أوروبا) |
| سعادة G4105 | فولاذ الكروم والموليبدينوم (اليابان) |
| في 19 | Cr-Mo هندسة الصلب (أوروبا) |
مميزات وعيوب 4140 سبائك الصلب
وهنا مزايا وعيوب 4140 سبائك الصلب.
1. مزايا
- القوة والمتانة: 4140 سبائك الصلب هي مادة عالية القوة, صعب, ومناسبة لاستخدام الأجزاء عالية الضغط.
- ارتداء المقاومة: كونه منتجًا فولاذيًا، فهو يتمتع بمقاومة تآكل معتدلة. لذا, فهو يساعد على زيادة متانة الأجزاء.
- براعه: إن الشيء العظيم في ذلك هو أنه يمكن معالجته بالحرارة، ومثل أي معدن آخر يمكن أن يخضع لعمليات مختلفة. لذا, يمكن أن يكون لها العديد من التطبيقات.
2. سلبيات
- المقاومة للتآكل:4140 سبائك الصلب ليست مقاومة للتآكل نسبيًا. إلى جانب ذلك, وقد يحتاج إلى عدة طبقات فوق سطح المعدن.
- عوامل التكلفة: يمكن أيضًا أن تكون سبائك الفولاذ في بعض الأحيان أكثر تكلفة من الفولاذ الكربوني العادي. ويرجع ذلك أساسًا إلى محتواه من مكونات السبائك وتفاصيل التصنيع.
خاتمة
ختاماً, ما هو 4140 سبائك الصلب, 4140 سبائك الصلب هي المادة التي تميز نفسها بمستويات عالية من القوة, صلابة, وفي نفس الوقت, صلابة. لديها العديد من التطبيقات في تصنيع الصنابير ويموت. إلى جانب ذلك, إن ملاءمتها لمجموعة واسعة من تقنيات المعالجة الحرارية والمعالجة تجعلها مثالية للاستخدام في التطبيقات. قد تتطلب هذه التطبيقات أداءً عاليًا في عدة قطاعات. إن دراسة خصائص هذه المادة واستخداماتها تجعل من الممكن تحديد المادة الأفضل اعتمادًا على المهام الهندسية الفريدة.
أسئلة مكررة
س1. هل من الممكن اللحام 4140 سبائك الصلب?
نعم, من الممكن تشكيل مشترك 4140 فُولاَذ. يعتمد ذلك على سمك المكون المراد لحامه. بالنسبة للأجزاء السميكة، يجب إجراء التسخين المسبق والمعالجة الحرارية بعد اللحام للحصول على لحام سليم.
Q2. كم هو صعب 4140 سبائك الصلب?
صلابته عادة ما تكون بين 28-32 HRC في حالة المعالجة بالحرارة. لكن, هذه الصلابة قابلة للمعالجة بالحرارة وتعتمد على بعض إجراءات المعالجة الحرارية الدقيقة.
س3. ما هي العلاقة بين 4140 ل 1045 الصلب الكربوني?
بالمقارنة مع 1045 الصلب الكربوني; 4140 سبائك الصلب لديها خصائص ميكانيكية أفضل أي. قوة أعلى, صلابة, وارتداء المقاومة. ولكن معالجتها أكثر صعوبة ومكلفة إلى حد ما.
س 4. يكون 4140 سبائك الصلب ذاتية التآكل?
4140 سبائك الصلب لديها مقاومة معقولة للتآكل. لكن, فهذا يعني أنها تحتاج إلى طبقة واقية أو أي علاجات وقائية في البيئات شديدة التآكل.
اتصل بنا للمزيد من المعلومات.
