فولاذ AISI 4130 السبائكي هو فولاذ متوسط الكربون ومنخفض السبائك متعدد الاستخدامات. ويُصنف أيضًا كفولاذ فائق القوة، ما يعني أنه مصمم للتطبيقات الإنشائية التي تتطلب أحمالًا عالية جدًا، وغالبًا ما تتطلب نسبة عالية من القوة إلى الوزن، بالإضافة إلى ليونة ومتانة جيدتين. يُصنف في نظام الترقيم الموحد (UNS) باسم G41300. في ألمانيا، يُطابق DIN 34CrMo4، وفي اليابان، يُعرف باسم JIS SCM430.
1. التطبيقات
- صناعة السيارات: مثل المحاور
- هياكل الفضاء والصواريخ: مكونات هياكل الطائرات والصواريخ
- الهياكل الملحومة
- مادة قطعة العمل
- أشكال المنتج: تشمل الأنابيب الملحومة وغير الملحومة، والقضبان، والمسبوكات، والصفائح، والحلقات، والكتل، وأسلاك اللحام
2. تركيبة الفولاذ 41301
| الكربون (C) | المنجنيز (Mn) | السيليكون (Si) | الكروم (Cr) | الموليبدينوم (Mo) | الفوسفور (P) | الكبريت (S) | النحاس (النحاس) |
| 0.28-0.33 | 0.40-0.60 | 0.20-0.35 | 0.80-1.10 | 0.15-0.25 | ≤0.035 | ≤0.040 | ≤0.35 |
3. خصائص الفولاذ 4130
3.1 الخصائص الميكانيكية
The mechanical properties of AISI 4130 vary significantly depending on the heat treatment وسمك المقطع.
3.1.1 مطفأ ومخفف بالماء
| درجة حرارة التلطيف | قوة الشد | قوة المردود | الاستطالة في 50 مم (2 بوصة)، % | انخفاض في المساحة، % | الصلابة، HB | إيزود إمباكت إنرجي | ||||
| درجة مئوية | درجة فهرنهايت | ميجا باسكال | كسي | ميجا باسكال | كسي | ج | قدم-رطل | |||
| 205 | 400 | 1765 | 256 | 1520 | 220 | 10 | 33 | 475 | 18 | 13 |
| 260 | 500 | 1670 | 242 | 1430 | 208 | 11.5 | 37 | 455 | 14 | 10 |
| 315 | 600 | 1570 | 228 | 1340 | 195 | 13 | 41 | 425 | 14 | 10 |
| 370 | 700 | 1475 | 214 | 1250 | 182 | 15 | 45 | 400 | 20 | 15 |
| 425 | 800 | 1380 | 200 | 1170 | 170 | 16.5 | 49 | 375 | 34 | 25 |
| 540 | 1000 | 1170 | 170 | 1000 | 145 | 20 | 56 | 325 | 81 | 60 |
| 650 | 1200 | 965 | 140 | 830 | 120 | 22 | 63 | 270 | 135 | 100 |
3.1.2 مُخمَّد ومُقَسّى بالزيت
| درجة حرارة التلطيف | قوة الشد | قوة المردود | الاستطالة في 50 مم (2 بوصة)، % | انخفاض في المساحة، % | الصلابة، HB | إيزود إمباكت إنرجي | ||||
| درجة مئوية | درجة فهرنهايت | ميجا باسكال | كسي | ميجا باسكال | كسي | ج | قدم-رطل | |||
| 205 | 400 | 1550 | 225 | 1340 | 195 | 11 | 38 | 450 | — | — |
| 260 | 500 | 1500 | 218 | 1275 | 185 | 11.5 | 40 | 440 | — | — |
| 315 | 600 | 1420 | 206 | 1210 | 175 | 12.5 | 43 | 418 | — | — |
| 370 | 700 | 1320 | 192 | 1120 | 162 | 14.5 | 48 | 385 | — | — |
3.1.3 تأثير الكتلة على الخصائص النموذجية للفولاذ السبائكي 4130 المعالج حرارياً
| حجم الشريط | قوة الشد | قوة الخضوع | الاستطالة في 50 مم (2 بوصة)، % | انخفاض في المساحة، % | صلابة السطح، HB |
| مم | ميجا باسكال | كسي | ميجا باسكال | كسي | % |
| 25 | 1040 | 151 | 880 | 128 | 18 |
| 50 | 740 | 107 | 570 | 83 | 20 |
| 75 | 710 | 103 | 540 | 78 | 22 |
3.2 Physical Properties2
- التوصيل الحراري:عند 200 درجة مئوية، تكون الموصلية الحرارية لـ 4130 المطفأ والمخفف 12.2 واط/م·ك.
- معامل التمدد الحراري:بالنسبة لـ 4130 المطفأ والمخفف، فإن معامل التمدد الحراري هو 14.6 × 10^-6/°C في نطاق 20–100 درجة مئوية و20–600 درجة مئوية.
هل تبحث عن الفولاذ 4130؟ Please complete the following form to contact us today.
4. المعالجة الحرارية
The heat treatments for 4130 steel include normalizing, annealing, hardening, tempering, and stress relief.
4.1 Normalizing
The purpose of normalizing is to refine the grain size and achieve a complete solution of the original structure, resulting in the formation of austenite.
نقترح أن تكون درجة الحرارة الطبيعية 870-925 درجة مئوية (1600-1700 درجة فهرنهايت)، مع وقت نقع لا يقل عن ساعة واحدة أو 15 إلى 20 دقيقة لكل 25 مم (1 بوصة) من أقصى سمك للمقطع، يليه تبريد الهواء.
4.2 Annealing
يتم استخدام التلدين لتليين AISI 4130، وبالتالي زيادة قابليته للتشغيل والتصنيع.
نطاق درجة حرارة التلدين هو 830 إلى 870 درجة مئوية (1525 إلى 1600 درجة فهرنهايت)مع اختلاف زمن التثبيت حسب سُمك المقطع أو حمل الفرن. ثم يُبرَّد بمعدل ١٥ درجة مئوية/ساعة (٣٠ درجة فهرنهايت/ساعة) إلى ٤٨٠ درجة مئوية (٩٠٠ درجة فهرنهايت)، وأخيرًا يُبرَّد بالهواء.
4.3 التبريد
ويهدف هذا إلى تحويل البنية الدقيقة للفولاذ 4130 إلى مارتنسيت أو بينيت، مما يوفر صلابة عالية ومتانة.
The quenching medium is water or oil. The hardening temperature ranges from 860 to 885 °C (1575 to 1625 °F) for oil quenching and from 845 إلى 870 درجة مئوية (1550 إلى 1600 درجة فهرنهايت) لتبريد المياه.
لأن مادة 4130 ذات صلابة منخفضة، يجب مراعاة سمك مقطعها بعناية عند السعي للحصول على صلابة أو قوة عالية. بالمقارنة مع فولاذ 4140, نظرًا لاحتوائها على نسبة كربون أعلى وبالتالي قدرة أكبر على التصلب، فإن مادة 4130 أقل عرضة للتشقق والتشوه أثناء الإطفاء.
4.4 التلطيف
Tempering is performed after hardening to reduce internal stresses, increase ductility and toughness, and adjust hardness to the desired level.
نطاق درجة حرارة التلطيف للفولاذ 4130 واسع، من 200 إلى 700 درجة مئوية (400 إلى 1300 درجة فهرنهايت)تعتمد درجة الحرارة المحددة المُختارة على الخصائص النهائية المطلوبة. يجب أن تبدأ عملية المعالجة الحرارية بمجرد وصول درجة حرارة أجزاء 4130 إلى 52 إلى 65 درجة مئوية (125 إلى 150 درجة فهرنهايت) بعد التبريد.
يؤثر التلطيف بشكل كبير على الخصائص الميكانيكية لدرجة حرارة الغرفة لـ AISI 4130، بما في ذلك قوة الشد، وقوة الخضوع، وطاقة تأثير Izod.
4.5 Stress Relieving
يتم استخدام المعالجة الحرارية لتخفيف الإجهاد لإزالة الضغوط الناتجة في مادة 4130 أثناء المعالجة، مثل التقويم أو التشكيل أو التشغيل.
نوصي بنطاق درجة حرارة 650 إلى 675 درجة مئوية (1200 إلى 1250 درجة فهرنهايت)بالنسبة لمادة 4130 المقواة، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة تخفيف الضغط درجات حرارة التلطيف المطبقة مسبقًا.
5. الدرجات المكافئة
- ASTM: A322، A29/A29M
- SAE: ج404
- JIS (اليابان): SCM 425، SCM 430
- ألمانيا: DIN 34CrMo4
- ASM الدولية. (1991). دليل ASM، المجلد 4: المعالجة الحرارية (ص 496). ASM الدولية. ↩︎
- ASM الدولية. (1991). دليل ASM، المجلد 4: المعالجة الحرارية (ص 500-501). ASM الدولية. ↩︎
التعليمات
لا، لا يتم تصنيف 4130 كفولاذ عالي الكربون؛ فهو عبارة عن فولاذ متوسط الكربون ومنخفض السبائك.
نعم. على الرغم من احتواء فولاذ 4130 على الكروم، إلا أنه لا يكفي لتوفير مقاومة التآكل التي يوفرها الفولاذ المقاوم للصدأ. لذلك، فهو عرضة للصدأ. يُحسّن الموليبدينوم من مقاومته للتآكل الموضعي، مثل التآكل النقطي.
فولاذ السبائك 4130 مادة قوية، تُصنف ضمن فئة الفولاذ منخفض السبائك متوسط الكربون ضمن فئة "الفولاذ فائق القوة". تتفاوت قوتها بشكل كبير تبعًا لحالتها، مثل المعالجة الحرارية (التلدين، والتطبيع، والتبريد، والتصلب)، والمعالجة (السحب، والصب)، وحتى حجم المقطع.
يعتبر الفولاذ 4130 قابلاً للتصنيع، ولكن سهولة أو صعوبة تصنيعه تعتمد بشكل كبير على المعالجة الحرارية والصلابة الناتجة.
يمكن ثني الفولاذ 4130، خاصة عندما يتم تسخينه أو معالجته بشكل مناسب لتعزيز قابليته للسحب وتقليل قوة خضوعه.
نعم، يتميز فولاذ 4130 بقابلية لحام جيدة بفضل انخفاض نسبة الكربون فيه، مما يقلل من خطر تصلب اللحام والتشقق. يمكن استخدام عمليات قياسية مثل GTAW (TIG) أو SMAW. تشمل أفضل الممارسات التسخين المسبق للأجزاء التي يزيد سمكها عن 0.12 بوصة (حتى حوالي 150 درجة مئوية)، واستخدام مادة حشو مناسبة مثل ER70S-2، وتجنب الحرارة الزائدة، والسماح بتبريد خفيف. قد تكون المعالجة الحرارية بعد اللحام ضرورية للتطبيقات الحرجة لتخفيف الإجهادات المتبقية وتحسين متانة اللحام.
فولاذ 4130 هو نوع من الفولاذ منخفض السبائك، يُعرف عادةً باسم فولاذ الكروم والموليبدينوم (الكرومولي). يحظى بشعبية واسعة في مختلف الصناعات بفضل متانته وخفة وزنه النسبية وقدرته العالية على اللحام.
في نظام تصنيف SAE-AISI رباعي الأرقام، يشير الرقم الأول (4) إلى انتمائه إلى فئة فولاذ الموليبدينوم السبائكي. ويحدد الرقم الثاني (1) تركيزًا تقريبيًا للكروم 1% والموليبدينوم كتلةً. ويمثل الرقمان الأخيران (30) محتوى الكربون، وهو 0.30%.
"كرومولي" مصطلح غير رسمي يُطلق على سلسلة درجات الفولاذ SAE 41xx. هذه الأنواع من الفولاذ، بما فيها 4130، مُسبَّكة بالكروم والموليبدينوم، مما يمنحها نسبة قوة إلى وزن ممتازة، ويجعلها أقوى وأكثر صلابة بكثير من فولاذ 1020 القياسي.
العناصر الأساسية للسبائك هي الكروم (Cr) والموليبدينوم (Mo). يزيد الكربون (C) من القوة والصلابة. يُحسّن الكروم قابلية التصلب ومقاومة التآكل والاهتراء. أما الموليبدينوم، فيعزز المتانة في درجات الحرارة العالية ومقاومة الزحف والمتانة، ويُحسّن بنية الحبيبات.
يتكون فولاذ 4130 بشكل أساسي من الكربون (C) (0.28% - 0.33%)، والكروم (Cr) (0.8% - 1.1%)، والموليبدينوم (Mo) (0.15% - 0.25%). كما يحتوي على المنغنيز (0.40% - 0.60%) والسيليكون (0.15% - 0.35%).
يتميز فولاذ 4130 بقوة شد تتراوح بين 560 ميجا باسكال (81,000 رطل/بوصة مربعة) و725 ميجا باسكال (105,000 رطل/بوصة مربعة)، وقوة خضوع تبلغ حوالي 460 ميجا باسكال (67,000 رطل/بوصة مربعة)، وذلك حسب المعالجة الحرارية. كما يتميز بمقاومة جيدة للصدمات، وقوة لدونة عالية (استطالة عند الكسر تتراوح بين 21.50% و25.5%). وتتراوح صلادته على مقياس روكويل B عادةً بين 92 و95.
تبلغ كثافة الفولاذ 4130 7.85 جم/سم³ (0.284 رطل/بوصة³).
نعم، يتميز فولاذ الكرومولي 4130 بمقاومة عالية جدًا للزحف والتعب. هذه الخاصية أساسية للتطبيقات التي تنطوي على إجهادات متكررة أو تحميل دوري.
يُعتبر فولاذ 4130 أكثر قابلية للتشكيل من الفولاذ عالي الكربون مثل فولاذ 4140، ويعود ذلك أساسًا إلى انخفاض نسبة الكربون فيه. كما أنه يوفر مقاومة أقل لأدوات القطع، مما ينتج عنه قطع أنظف، وعمر أطول للأداة، وتكوين أقل للشظايا. يبلغ متوسط قابليته للتشكيل في حالة التلدين حوالي 70%.
يُعدّ التطبيع أمرًا بالغ الأهمية، لأن فولاذ 4130 في حالته المُخمّدة يكون هشًا للغاية بسبب صلابته العالية وإجهاداته الداخلية. يُخفف التطبيع (إعادة التسخين إلى درجة حرارة أقل) هذه الإجهادات، ويُقلل من الهشاشة، ويُحسّن المتانة والليونة مع الحفاظ على بعض الصلابة المُكتسبة من التطبيع.
نعم، يُمكن فولاذ الكرومولي 4130 أن يخضع لعمليات التصلب بالتشكيل. كما أن العمليات الميكانيكية، مثل المعالجة الباردة، تُزيد من صلابته وقوة شدّه وقدرته على الخضوع.
يُستخدم فولاذ 4130 على نطاق واسع في التطبيقات التي تتطلب توازنًا بين القوة والمتانة وقابلية اللحام. تشمل الاستخدامات الشائعة ما يلي:
الفضاء والطيران: مكونات جسم الطائرة، معدات الهبوط، حوامل المحرك.
السيارات/رياضة السيارات: أقفاص التدحرج في سيارات السباق، مكونات التعليق، أجزاء مجموعة نقل الحركة، الهيكل.
هياكل الدراجات: دراجات جبلية عالية الجودة وهياكل مخصصة.
النفط والغاز: طوق الحفر ومكونات رأس البئر.
الأسلحة النارية: أكمام البراميل ومكونات جهاز الاستقبال.
الآلات الصناعية: المحامل، التروس، الأعمدة، المحاور، وبعض الأدوات.
The primary difference is the carbon content: 4130 has a carbon content of 0.28% to 0.33%, while 4140 has a carbon content of 0.38% to 0.43%. This higher carbon makes 4140 stronger and harder (higher tensile and yield strength), but 4130 offers a better balance of strength and toughness with slightly better impact resistance. 4130 is also more machinable and has better weldability than 4140. 4130 is generally slightly less expensive. For more information, please read 4130 مقابل 4140 الفولاذ.
لا، فولاذ 4130 هو فولاذ سبائكي، وتحديدًا فولاذ منخفض السبائك. الفولاذ الطري (مثل فولاذ الكربون 1018) أضعف وأقل متانة، ويفتقر إلى عناصر السبائك المتخصصة التي تمنح فولاذ 4130 خصائصه المُحسّنة، مثل قوة الشد العالية، والمتانة، ومقاومة التعب.
يُعرف فولاذ 4130 بنسبة قوة إلى وزن ممتازة. بينما يتميز الألومنيوم عادةً بنسبة صلابة إلى وزن أعلى، يتميز الفولاذ (بما في ذلك 4130) بنسبة قوة إلى وزن أعلى. تتفوق قوة خضوع فولاذ 4130 (435 ميجا باسكال) بشكل ملحوظ على معظم سبائك الألومنيوم.
تتميز أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ (مثل 304) بمقاومة فائقة للتآكل بفضل محتواها العالي من الكروم. ومع ذلك، تميل أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ إلى أن تكون أكثر كثافة، ولا تضاهي عمومًا نسبة القوة إلى الوزن الاستثنائية للفولاذ 4130. على الرغم من قابلية الفولاذ 4130 للحام، إلا أنه قد يتطلب تحكمًا حراريًا أكثر دقة أثناء اللحام للحفاظ على خصائصه.
بعد الإخماد، يمكن لفولاذ 4130 الوصول إلى أقصى صلادة له، والتي تتراوح بين 20 و50 HRC (مقياس روكويل سي)، وذلك حسب معايير المعالجة الحرارية المحددة ودرجة حرارة التلطيف. في التطبيقات العملية التي تتطلب صلابة، يتراوح نطاق الصلابة الأكثر شيوعًا بعد التلطيف المناسب بين 38 و42 HRC. في حالته الملدنة، تبلغ صلادته حوالي 155 HB (صلادة برينيل)، وبعد التطبيع، تتراوح بين 165 و220 HB.
احصل على عرض أسعار تنافسي لسبائك الفولاذ 4130
With over 20 years of forging expertise, Aobo Steel is your trusted partner for high-performance 4130 alloy steel. We provide not just materials, but solutions. Leverage our deep industry knowledge and reliable supply chain for your project’s success.
✉ تواصل معنا عن طريق ملء النموذج أدناه