Пълно ръководство за 4140 Стомана. Съставът му, Свойства и приложения

4140 Стоманата е една от най-използваните стомани с ниско сплав поради високата си якост, издръжливост, и устойчивост на износване. От автомобилни оси до кацане на самолети, Това е материал за много ефективни индустрии.

Това ръководство обхваща всичко, за което трябва да знаете 4140 стомана, включително неговия състав, механични свойства, Характеристики на обработка, и сравнения с други видове стомана.

Какво прави 4140 Стомана толкова специална?

За разлика от обикновената въглеродна стомана, 4140 съдържа хром и молибден, което:
✅ Увеличаване на силата - борави с тежки товари, без да се деформира.
✅ Подобряване на здравината - издържа на удара, без да се напуква.
✅ Подобрете устойчивостта на износване - Идеален за предавки, валове, и части с висок стрес.

📌 Общи приложения на 4140 Стомана
✔ Автомобилна: Задвижващи валове, оси, и части за окачване
✔ Космонавтика: Кацане, компоненти на двигателя
✔ Защита: Варели за огнестрелно оръжие, болтове, Компоненти на военните превозни средства
✔ Индустриални машини: Хидравлични цилиндри, вретена, предавки

Производство и преработка на 4140 Стомана

Ето пълните стъпки за производство и обработка на 4140 Стомана.

1. Термична обработка

Механичните свойства на 4140 легираната стомана са най-важното съображение. освен това, топлинната обработка е важна за получаване на правилния състав. Процесите на първична топлинна обработка включват:

• Отгряване: Този процес включва нагряване на стоманата до диапазон между 1550F и 843C и след това темперирането й. Отгряването подобрява способността за машинна обработка на материала и намалява вътрешното напрежение в него.
• Закаляване: The стомана се нагрява до 1550°F (843°C) и незабавно се охлажда във вода или масло. Стоманяването служи за увеличаване на относителната твърдост на стоманата. Но може да направи това в ущърб на здравината.
• Закаляване: След закаляване, подлагаме на претопляне до по-ниска температура (между 400-1200°F или 204-649°C) и след това охлаждане. Нормализирането е известно още като темпериране. Има функцията да минимизира нивата на крехкост, като същевременно увеличава якостта.

2. Коване и машинна обработка

Благодарение на добрата ковакост и обработваемост, 4140 стоманата е приложима за различни части. Процесът на коване помага за оформянето на стоманата при високи температури. Подобрява механичните свойства на силиция, както и структурата на зърната. Завършването се използва за получаване на необходимите размери и повърхностно покритие. освен това механична обработка помага да се направят точни размери и добра повърхностна обработка.

3. Заваряване и съединяване

Има възможност за заваряване 4140 легирана стомана, въпреки че материалът обикновено трябва да бъде предварително загрят и заварен. Може да изисква термична обработка впоследствие. Някои от прилаганите методи заваряване включват заваряване с газова волфрамова дъга (GTAW) и електродъгово заваряване на екраниран метал (SMAW).

Какви са свойствата на 4140 Стомана?

Имот	Описание
Сила	Отлична сила, Способни да се справят с висок стрес без деформация или счупване.
Издръжливост	Висока здравина, което означава, че поглъща въздействието, без да се напуква, Идеален за тежкотоварни приложения.
твърдост	Висока твърдост при третиране с топлина, Подходящ за устойчиви на износване приложения като зъбни колела и валове.
Обработваемост	Може лесно да се обработва, особено в своето отгряло състояние, което го прави удобно за създаване на подробни части.
Устойчивост на корозия	Умерена устойчивост на корозия, Подобрено от съдържанието на хрома и молибден.

Механични свойства на 4140 Стомана

Имот	Стойност	Защо има значение
Издръжливост на опън	95,000 – 115,000 psi	Издържа на висок стрес, преди да се счупи
Сила на провлачване	60,000 – 70,000 psi	Се съпротивлява на деформацията при товар
твърдост (HRC)	22 – 30 (Рокуел)	Осигурява отлична устойчивост на износване
Издръжливост на удар	54 – 61 Джаули	Абсорбира въздействието на енергията, Намаляване на риска от счупване

💡 Ключово извличане:
4140 стоманата е по -силен от 1045 стомана и по -строг от 4130 стомана, прави го Перфектен избор за компоненти с високо натоварване.

Химичен състав на 4140 Стомана

Химическият състав на 4140 стомана е това, което го дава неговите уникални свойства.

елемент	Състав (%)	Цел
въглерод (° С)	0.38 – 0.43	Добавя твърдост и сила
хром (Кр)	0.80 – 1.10	Увеличава устойчивост на износване
Молибден (мо)	0.15 – 0.25	Усилва издръжливост & топлоустойчивост
Манган (Мн)	0.75 – 1.00	Помага Втвърдителност
Силиций (и)	0.15 – 0.30	Подобрява сила & Окислително устойчивост

🔎 Знаете ли?
The съдържание на хром в 4140 помага за подобряване устойчивост на корозия, Но това все още се нуждаят от покрития за дългосрочна употреба на открито.

Оценка на обработваемостта на 4140 Стомана

Аспект	Подробности
Оценка на обработваемостта	65% обработваемост (в сравнение с 1212 стомана), което означава, че е умерено лесно да се машинира, но изисква повече усилия от високо обработваемите стомани.
Термична обработка	Отгряване подобрява обработваемостта чрез намаляване на твърдостта и стреса, Изготвяне 4140 по -лесно за машина.
Необходими инструменти	Бързорежеща стомана (HSS) или карбидни инструменти се препоръчват за обработка 4140 Поради силата и твърдостта си.
Скорост на рязане	– HSS инструменти: 70-110 повърхностни крака в минута (Sfm) – Карбидни инструменти: 150-250 Sfm
Охлаждащи тела и смазочни материали	От съществено значение за поддържане на ниски температури и предотвратяване на прекомерно износване на инструментите по време на процеса на обработка.
Дълбочина на рязане & Скорост на подаване	Умерените дълбочини на рязане и скоростта на подаване са идеални за предотвратяване на износването на инструмента, бърборене, и лоши облицовки.
Втвърдяване на работата	4140 може да работи в обработката по време на обработка, което го прави по -труден, тъй като е отрязан. Използването на правилната скорост и техника може да сведе до минимум ефектите на втвърдяване на работата.
Типични приложения	Автомобилни компоненти (колянови валове, предавки, оси), Аерокосмически части (колесник, компоненти на двигателя), Части от тежки машини (валове, вретена, предавки).

Общи форми на 4140 Стомана

4140 АЛАЛНА СТОМАНА се предлага в различни форми, всеки подходящ за различни процеси на производство и обработка. По -долу са най -често срещаните форми:

Чаршафи:

4140 стоманата се предлага във форма на лист, обикновено между 1 да се 10 мм дебелина. Често се използва, когато клиентите изискват плоски, Прецизно изрязани части, направени от сплавта.

Барове:

Барове на 4140 стоманата се предлага в различни напречни сечения, включително кръг, квадрат, и плоски форми. Размерите на бара могат да варират от 6 мм до 120 mm в диаметър, което го прави предпочитан избор за приложения за обработка на ЦПУ.

Плочи:

4140 Стоманата от сплав също може да се намери във формата на плочата, с дебелини, вариращи от 20 мм до 120 мм, а понякога дори до 300 мм. Тези плочи могат да бъдат обработени с топлина, полиран, или покрито в зависимост от приложението.

Горещо валцуван срещу студено нарисувано:

• Горещо валцувани: Обикновено се използва за по -големи части, горещо валцувани 4140 Сплавната стомана се обработва чрез гореща работа, който оформя стоманата при високи температури. Той е по-малко силен от студено валцувани типове, но идеален за общи приложения.
• Студено изтеглено: Студено нарисувано 4140 Стоманените пръти се произвеждат чрез процес, който укрепва стоманата и усъвършенства формата му, подобряване на неговата обработка.

4140 Еквиваленти на сплав от стомана

4140 Стоманата от сплав е известна с различни имена в различни страни, и всеки има свой национален стандарт. По -долу са някои международни еквиваленти:

Държавен стандарт	Еквивалентна степен
Китай GB/T. 3077	42Crmo
Германия ОТ 17200	1.7225/42Crmo4
Великобритания BS 970	42Crmo4
Япония HE G4105	SCM440
САЩ ASTM A29	4140

4140 Стоманена сплав - адвокати и недостатъци

Предимства:

• Висока якост: 4140 Сплав от сплав предлага изключителна опън, умора, и торсионна сила, което го прави идеален за тежкотоварни приложения.
• Устойчивост на износване: Съдържанието му на хром и молибден осигурява подобрено износване и устойчивост на корозия.
• Топлинна лечима: Може да се обработва с топлина, за да се подобри допълнително нейната сила и твърдост.
• Обработваемост: Той има оценка на обработваемостта на 65%, Улесняване на машинното обработка от много други сплави с висока якост.

Недостатъци:

• Трудно за заваряване: Заваряването на 4140 Стоманата е предизвикателна поради съдържанието на въглерод. Необходими са подходящи за предварително нагряване и топлинна обработка след заплашване, за да се избегнат пукнатини и да се осигури трайна заварка.
• Изисква топлинна обработка: Без правилната топлинна обработка, 4140 може да бъде по -малко ефективен в определени приложения.

Как да проверите качеството на a 4140 Стоманена сплав стоманена плоча?

Осигуряване на качеството на a 4140 Стоманената плоча на Alloy е от решаващо значение за неговата производителност и дълголетие в различни приложения. Независимо дали използвате стомана в автомобила, космическото пространство, или тежкотоварни машини, От съществено значение е материалът да отговаря на необходимите стандарти и да изпълнява както се очаква при стрес. Така, Как можете да проверите качеството на 4140 стомана, преди да се използва във вашия проект?

Тестване на опън

Тестването на опън е един от най -надеждните начини за оценка на силата и пластичността на 4140 стомана. В този тест, Проба от стоманата се опъва, докато не се счупи, и количеството сила, което може да издържи преди да се измерва неуспех.

Как работи:

• Проба от стоманата се оформя във форма на "кучешка кост", за да се осигури равномерно разтягане.
• Образецът се издърпва под контролирана сила, докато се разтяга и в крайна сметка се счупи.
• Силата и пластичността на стоманата се измерват чрез запис на граница на провлачване(точката, в която започва да се деформира) и на крайна якост на опън (максималният стрес, който може да издържи преди да се счупи).

Защо е важно:

• Тестването на опън предоставя важна информация за това как стоманата ще се представи при напрежение и стрес.
• За 4140 стомана, типично граница на провлачване варира от 415 MPa, с якост на опън между 850-1000 MPa.

Пример за тестване на опън:

• Приложение в индустрията: Аерокосмически компоненти, които трябва да издържат на високи сили без провал, Осигуряване на способността на материала да поддържа целостта при екстремни условия.

Тестване на твърдост

Тестването на твърдост помага да се определи устойчивостта на материала към повърхностната деформация, Даване на добра индикация за неговата устойчивост на износване. Това е бърз и неразрушителен начин за оценка на способността на материала да издържи абразия и въздействие.

Как работи:

• The Рокуел и Бринел Методите обикновено се използват за тестване на твърдост.
• В Rockwell Test, В материала се притиска диамантен конус при конкретно товар, и се измерва дълбочината на вдлъбнатината.
• The Тест на Бринел използва по -голяма стоманена топка, притисната в материала, Измерване на размера на вдлъбнатината.

Защо е важно:

• По -твърдата стомана обикновено предлага по -добра устойчивост на износване, което го прави подходящ за приложения с висок стрес като зъбни колела и валове.
• 4140 стоманата обикновено пада между 22 да се 30 HRCв твърдостта на Рокуел, В зависимост от топлинната обработка.

Пример за тестване на твърдост:

• Приложение в индустрията: В автомобилната индустрия, части като коляновите валове или предавки, направени от 4140 Стоманата трябва да има високо ниво на твърдост, за да издържи износване от непрекъснато въртене.

Тестване на умора

Тестването на умора оценява колко добре материалът може да издържи повторен или цикличен товар с течение на времето. Този тест е особено важен за компоненти, които ще бъдат подложени на постоянно движение, като задвижващи валове или зъбни колела.

Как работи:

• Проба се подлага на поредица от цикли на зареждане и разтоварване, обикновено на различни нива на стрес, докато не успее.
• Броят на циклите, които стоманата може да издържи преди да се преброи повредата, и на Ограничение на умората(Нивото на напрежение, под което материалът може да издържи безкраен брой цикли, без да се провали) се определя.

Защо е важно:

• Тестването на умора разкрива колко дълго може да продължи материалът при условия, когато изпитва колебание на напреженията.
• 4140 Стоманата е известна със силата на умората си, с типичен сила на умора за около 310 MPA при 10^7 цикъла, което го прави идеален за висок стрес, циклични среди.

Пример за изпитване на умора:

• Приложение в индустрията: В космонавтиката, Части като турбинни остриета и кацащи се подлагат на циклични товари по време на всеки полет, Така че познаването на силата на умората на използваната стомана е от решаващо значение за безопасността.

Тестване на въздействието

Тестването на въздействието оценява здравината на даден материал, или способността му да абсорбира енергия по време на внезапни шокове или въздействия. Това е особено уместно за части, които могат да бъдат изложени на внезапни сили, като компоненти на тежки машини или части от превозното средство.

Как работи:

• The CHARPY V-NOTC тест обикновено се използва за тестване на въздействието. Наредена проба е ударена с чук, и се измерва енергията, абсорбирана от материала.
• Размерът на прореза определя колко въздействие може да се справи стоманата, преди да се напука или счупи.

Защо е важно:

• Тестването на въздействието помага да се определи колко добре 4140 Стоманата ще се изпълнява в динамична и високо въздействаща среда.
• За 4140 стомана, типичен Стойност на въздействието е между 54-61 J при стайна температура, гарантирайки, че може да се справи внезапно, Въздействия с висока сила, без да се счупят.

Пример за тестване на въздействието:

• Приложение в индустрията: За строителни машини, като багери или булдозери, които често изпитват шокове и сили с високо въздействие, Тестването на въздействието гарантира, че материалът може да издържи на тежки условия.

Качество на повърхността и визуална проверка

При тестване на механичните свойства е от решаващо значение, Общото качество на повърхността на 4140 Стоманената плоча също е важен фактор. Всякакви повърхностни несъвършенства като пукнатини, костилка, или мащабът може да повлияе негативно на производителността на стоманата.

Как работи:

• Визуалната проверка включва изследване на стоманата за всякакви повърхностни несъвършенства.
• Неразрушително тестване (Ndt) методи като ултразвуково изследване или Проверка на магнитни частици Може да се използва за откриване на вътрешни недостатъци или повърхностни пукнатини, които не се виждат с просто око.

Защо е важно:

• Дори незначителни повърхностни дефекти могат да повлияят на целостта на дадена част, особено при условия с висок стрес.
• Гладък, Повърхността без дефекти гарантира по-добра производителност, особено за части, които трябва да бъдат обработени с топлина или обработени допълнително.

Пример за проверка на качеството на повърхността:

• Приложение в индустрията: В космическата индустрия, Всеки малък дефект в стоманата, използван за критични компоненти като кацане, може да има сериозни последици. Визуалната проверка и NDT са от съществено значение за осигуряването на безопасност.

Ето подробно, Потребителски, и ясно сравнение на трите типа стомана: 4140 Стомана, 8620 Стомана, 1045 Стомана, и 4130 Стомана. Информацията е представена в таблици за лесно разбиране.

Правете разлика между 4140 Легирана стомана с 4340 и 1045 Стомана

Така, ето подробна таблица за сравнение 4140 легирана стомана с 4340 и 1045 стомана.

Имот	4140 Стомана	4340 Стомана	1045 Въглеродна стомана
Състав	хром, Молибден	хром, Молибден, никел	въглерод
твърдост	Средно до високо (28-32 HRC)	високо (40-45 HRC)	Среден (12-17 HRC)
Издръжливост на опън	До 100 ksi	До 120 ksi	До 80 ksi
Сила на провлачване	70-90 ksi	90-100 ksi	45-50 ksi
Издръжливост на удар	добре	много добре	Умерен
Устойчивост на износване	добре	Отлично	Умерен
Обработваемост	Умерен	Умерен	добре
Заваряемост	Умерен (изисква предварителна/последваща обработка)	Умерен (изисква предварителна/последваща обработка)	добре
цена	Умерен	високо	ниско
Типични приложения	Автомобилни компоненти, машинни части	Аерокосмически компоненти, части с високо напрежение	Общи машини, структурни части

Резюме

4140 Стоманата от сплав е един от най -надеждните и многофункционални налични материали, предлагайки отлична сила, издръжливост, и устойчивост на износване. Използва се в много индустрии, които изискват трайни и високоефективни компоненти, включително космическото пространство, автомобилен, военни, и строителство. Способността на сплавта да издържа на високо напрежение и напрежение го прави идеален избор за въртящи се компоненти като зъбни колела и задвижващи валове, както и компоненти за носене на товари като болтове и вериги.

В допълнение към превъзходните си механични свойства, 4140 Стоманата с легирана стомана е рентабилна и се предлага под различни форми като барове, листове, и плочи. Независимо дали търсите прецизно обработени части или индустриални компоненти с висока якост, 4140 Steel предлага несравнима производителност за широк спектър от приложения.

Често задавани въпроси

Q1. Възможно ли е заваряване 4140 легирана стомана?

да, възможно е да се изковава фуга на 4140 стомана. Зависи от дебелината на заварения компонент. За дебели секции трябва да се извърши предварително нагряване и термична обработка след заваряване, за да се получи здрава заварка.

Q2. Колко трудно е 4140 легирана стомана?

Твърдостта му обикновено е между 28-32 HRC в термично обработено състояние. въпреки това, тази твърдост подлежи на топлинна обработка в зависимост от определени процедури за фина топлинна обработка.

Q3. Каква е връзката между 4140 да се 1045 въглеродна стомана?

В сравнение с 1045 въглеродна стомана; 4140 легираната стомана има по-добри механични свойства, т.е. по-висока якост, твърдост, и устойчивост на износване. Но е по-труден за обработка и донякъде скъп.

Q4. Е 4140 самокорозионна легирана стомана?

4140 легираната стомана има разумна устойчивост на корозия. въпреки това, това означава, че се нуждае от защитно покритие или всякакви защитни обработки в силно корозивни среди.

Свържете се с нас за повече информация.