فولاذ سبائكي 4140 | 42CRMO4 | SCM440

AOBO STEEL - مورد عالمي موثوق لأدوات الفولاذ

فولاذ سبائك 4140 هو فولاذ سبائك الكروم والموليبدينوم متعدد الاستخدامات، يتميز بقوة وصلابة وصلابة عالية، مما يجعله مناسبًا لظروف الخدمة القاسية المتوسطة بعد المعالجة الحرارية المناسبة. يُصنف هذا الفولاذ مع الكروم والموليبدينوم كعنصرين أساسيين في سبائكه.

1. التطبيقات

مكونات الآلات: الأعمدة (الاستخدام الأساسي)، المحاور، التروس، المغازل، الوصلات، أعمدة الكرنك، قضبان التوصيل، أغطية الصمامات، أجسام المخرطة، المشابك
الأدوات والتجهيزات: أدوات التثبيت، وحاملات الأدوات، وأطواق الحفر، والمسامير، والدبابيس، وأجزاء الناقل
السيارات والفضاء: المحاور، أعمدة الكرنك، مفاصل التوجيه، الأجزاء الهيكلية عالية القوة
صناعة النفط والغاز: أدوات الحفر في الآبار، وصلات الأدوات، أعمدة المضخات
الأجزاء المقواة السطحية: المكونات التي تتطلب متانة سطحية محسنة

2. تركيبة الفولاذ 4140

الكربون (C)	المنجنيز (Mn)	السيليكون (Si)	الكروم (Cr)	الموليبدينوم (Mo)	الفوسفور (P)	الكبريت (S)
0.38 – 0.43	0.75 – 1.00	0.15 – 0.35	0.80 – 1.10	0.15 – 0.25	≤ 0.035	≤ 0.040

[المرجع: ASM International. (1991). دليل ASM، المجلد 4: المعالجة الحرارية (ص 496). ASM الدولية.

3. الخصائص الفيزيائية

الخصائص الفيزيائية لسبائك الفولاذ 4140 تحت درجات حرارة مختلفة

درجة الحرارة (°م)	درجة الحرارة (°ف)	الموصلية الحرارية (وات/م·ك)	متوسط السعة الحرارية النوعية (كيلوجول/كجم·كلفن)	متوسط معامل التمدد الخطي (x 10⁻⁶ K⁻¹)	الكثافة (كجم/م³)	معامل يونغ (× 10⁵ ميجا باسكال)
20	68	46.71	472.91	11.28	7848.2	211.6
100	212	46.06	486.33	11.67	7820.7	203.1
200	392	45.59	499.21	12.32	7790.2	197.5
300	572	43.47	519.18	12.85	7757.4	193.7
400	752	40.7	543.45	13.37	7722.3	188.6
500	932	37.67	570.3	13.9	7684.7	180.2
600	1112	34.63	599.31	14.42	7644.5	167.0

4. الخصائص الميكانيكية

يمكن تعديل خصائص الفولاذ 4140 بشكل كبير من خلال المعالجة الحراريةيمكن أن يؤدي التبريد والتكييف إلى تحسين قوة الخضوع وقوة الشد وصلابة الشق للمعدن 4140.

4.1 معدن 4140 مطفأ ومُقسّى

عند تبريد فولاذ 4140 بالزيت، ثم معالجته بدرجات حرارة مختلفة، تتغير خصائصه الميكانيكية بشكل متوقع. هذا يُمكّن من التحكم الدقيق في الخصائص النهائية للفولاذ لتلبية متطلبات التشغيل المحددة. فيما يلي ملخص للخصائص الميكانيكية النموذجية المحققة عند درجات حرارة معالجة مختلفة:

درجة حرارة التلطيف	4140 قوة الشد (ميجا باسكال)	4140 قوة الخضوع (ميجا باسكال)	الاستطالة (%)	تقليل المساحة (%)	الصلابة (HB)
205 درجة مئوية (400 درجة فهرنهايت)	1965 – 1980	1740 – 1860	11	39 – 42	520 – 578
260 درجة مئوية (500 درجة فهرنهايت)	1860	1650	11	44	534
315 درجة مئوية (600 درجة فهرنهايت)	1720 – 1760	1570 – 1620	11.5 – 12	44 – 46	490 – 495
425 درجة مئوية (800 درجة فهرنهايت)	1450 – 1500	1340 – 1365	14 – 15	48 – 50	429 – 440
540 درجة مئوية (1000 درجة فهرنهايت)	1150 – 1240	1050 – 1160	17 – 17.5	53 – 55	341 – 360
595 درجة مئوية (1100 درجة فهرنهايت)	1020	910	19	58	311
650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت)	900 – 1020	790 – 860	20 – 21	60 – 61	277 – 290
705 درجة مئوية (1300 درجة فهرنهايت)	810 – 860	690 – 740	23	63 – 65	235 – 250

4.2 تأثير حجم المقطع (تأثير الكتلة) على خصائص المادة 4140

من المهم مراعاة حجم مقطع أو كتلة مكون الفولاذ 4140 أثناء تحديد مواصفات المعالجة الحرارية، خاصةً عند السعي لتحقيق مستويات قوة عالية. فولاذ AISI 4140 ليس فولاذًا شديد التصلب، وفي ظل نفس ظروف المعالجة الحرارية، قد لا تحقق المقاطع العرضية الأكبر نفس الصلابة أو القوة الكلية للمقاطع العرضية الأصغر.

يوضح الجدول التالي تأثير قطر 4140 بار على الخصائص الميكانيكية للفولاذ 4140 المطفأ بالزيت عند درجة حرارة 845 درجة مئوية (1550 درجة فهرنهايت) والمخفف عند درجة حرارة 540 درجة مئوية (1000 درجة فهرنهايت):

تأثير قطر القضيب على الخواص الميكانيكية للفولاذ 4140 (المُقسّى عند 540 درجة مئوية / 1000 درجة فهرنهايت)

قطر الشريط	قوة الشد (ميجا باسكال)	قوة الخضوع (MPa)	الاستطالة (%)	تقليل المساحة (%)	صلابة السطح (HB)
25 ملم (1 بوصة)	1140	985	15	50	335
50 ملم (2 بوصة)	920	750	18	55	202
75 ملم (3 بوصة)	860	655	19	55	293

4.3 الخصائص الميكانيكية للفولاذ 4140 المُلدَّن

وتنقسم عملية التلدين أيضًا إلى حالتين: الدرفلة الساخنة والسحب البارد.

الحالة	قوة المردود	قوة الشد	استطالة
مدرفل على الساخن، مُلَدَّن	454 ميجا باسكال (65 كيلو باسكال)	620 ميجا باسكال (90 كيلو باسكال)	~27%
مسحوب على البارد، مُلَدَّن	620 ميجا باسكال (90 كيلو باسكال)	703 ميجا باسكال (102 كيلو باسكال)	~18%

4.4 لحام الفولاذ 4140

يتميز فولاذ 4140 بصلابة عالية. عند لحام فولاذ 4140، قد تبرد المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) ومعدن اللحام بسرعة، مما يؤدي إلى تكوين مارتنسيت صلب وهش. هذا المارتنسيت عرضة للتشقق الهيدروجيني، مما قد يؤدي إلى إجهادات داخلية عالية وانخفاض في اللدونة، مما يزيد من صعوبة عملية اللحام. نوصي باللحام في حالة التلدين فولاذ 4140 كلما أمكن، وإجراء المعالجة الحرارية بعد اللحام لتقليل المخاطر المرتبطة بصلابته العالية. مرجع: جيني، CL، وأوبراين، A. (محرران). (2000). دليل اللحام، الطبعة التاسعة، المجلد 1: علم وتكنولوجيا اللحام (ص 141). جمعية اللحام الأمريكية.

هل أنت مهتم بالفولاذ السبائكي 4140؟

يرجى ملء النموذج التالي للتواصل معنا اليوم!

5. المعالجة الحرارية

5.1 التطبيع

التطبيع هو عملية معالجة حرارية تستخدم لتحسين حجم الحبوب، وتحقيق بنية موحدة، وتحسين القدرة على التصنيع للحصول على الصلابة المطلوبة.

نطاق درجة الحرارة الطبيعية هو 870-900 درجة مئوية (1600-1650 درجة فهرنهايت).احتفظ بهذه الدرجة من الحرارة لمدة لا تقل عن ساعة واحدة، أو من 15 إلى 20 دقيقة لكل 25 مم (1 بوصة) من أقصى سمك للمقطعبعد التثبيت، قم بتبريد المادة في الهواء إلى درجة حرارة الغرفة. صلابة 4140 بعد التطبيع هي 150-200 هاب.

5.2 التلدين

يتم استخدام التلدين في المقام الأول لتليين الفولاذ وتخفيف الضغوط، وبالتالي تحضيره للمعالجة اللاحقة، مثل التصنيع.

درجة حرارة التلدين هي 830-870 درجة مئوية (1525-1600 درجة فهرنهايت). يعتمد زمن التثبيت على سُمك المقطع أو حمل الفرن. بناءً على خبرة شركة Aobo Steel التي تزيد عن 20 عامًا في هذا المجال، فإن زمن التثبيت هو: ساعة واحدة لكل 25 مم (1 بوصة) من سمك المقطع، مع إضافة 0.5 ساعة إضافية لكل 25 مم (1 بوصة) إضافية من السمك. بعد التثبيت، يتم تبريد المادة في الفرن بمعدل حوالي 15 درجة مئوية/ساعة (30 درجة فهرنهايت/ساعة) حتى 480 درجة مئوية (900 درجة فهرنهايت) ثم تبريدها بالهواء. صلابة 4140 بعد التلدين هي 150-200 هاب.

5.3 إخماد (التصلب)

تتضمن عملية التصلب تسخين الفولاذ لتشكيله الأوستينيت، يليه تبريد سريع لتحويله إلى مارتنسيت، وبالتالي زيادة صلابة 4140 وقوتها.

تتراوح درجة حرارة الأوستنيت من 860 إلى 885 درجة مئوية (1550 إلى 1660 درجة فهرنهايت)بناءً على خبرتنا، نوصي بدرجة حرارة 855 درجة مئوية (1575 درجة فهرنهايت)تجنب استخدام درجات حرارة عالية جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى زيادة حجم حبيبات الأوستينيت وهشاشة المارتنسيت. مدة النقع هي 5 دقائق لكل بوصة من أصغر مقطع عرضيأو حتى يُنقع الجزء تمامًا. الوسيط المُبرّد هو الزيت.

5.4 التقسية

يجب إجراء عملية التلطيف فورًا عندما تصل درجة حرارة الفولاذ 4140 إلى 52-65 درجة مئوية (125-150 درجة فهرنهايت).

نطاق درجة حرارة التلطيف هو 200-700 درجة مئوية (400-1300 درجة فهرنهايت). درجة الحرارة التي نستخدمها عادة هي 175 درجة مئوية (350 درجة فهرنهايت)يُحدد زمن التثبيت صلابة الفولاذ 4140. زمن التثبيت القياسي لدينا هو ساعتين لكل بوصة (25 ملم) من المقطع العرضي. من المهم أن يتجنب التخفيف من حدة التوتر.
لا يتطلب فولاذ 4140 عادةً عملية تقسية ثانوية، ولكن دورات تقسية متعددة تُحسّن بنية الحبيبات لتعزيز متانتها. يجب أن تكون درجة حرارة التقسية الثانية أقل بمقدار 14 درجة مئوية (25 درجة فهرنهايت) من درجة حرارة التلطيف الأولى للحفاظ على صلابة المادة الأصلية 4140.
نحن نفعل لا أقترح التلطيف ضمن نطاق درجة الحرارة 230–370 درجة مئوية (450–700 درجة فهرنهايت)، حيث أن هذا النطاق من درجات الحرارة قد يسبب "هشاشة زرقاء". البنية الدقيقة للفولاذ 4140 المُطفأ والمُقسّى هي عادةً مارتنسيت مُقسّى.

5.5 كروية

تُنتج عملية التشكيل الكروي بنية دقيقة من الكربيدات الكروية في مصفوفة حديدية، مما يُحسّن قابلية التشغيل. درجة حرارة التشكيل الكروي هي 760-775 درجة مئوية (1400-1425 درجة فهرنهايت)، مع وقت انتظار يبلغ من 4 إلى 12 ساعة، تليها عملية تبريد بطيئة.

يمكن أيضًا تحقيق التكوير عن طريق الإبقاء لفترة أطول تحت درجة حرارة Ae1 بقليل، أو بالتسخين والتبريد بالتناوب بين درجتي حرارة أعلى بقليل من Ac1 وأقل بقليل من Ar1، أو بالتسخين فوق Ac1 بقليل متبوعًا بتبريد أو تثبيت بطيء جدًا في الفرن. للحصول على كروية كاملة، تكون درجات حرارة الأوستنيت أعلى بقليل من درجة حرارة Ac1، أو في منتصف المسافة تقريبًا بين Ac1 وAc3.

6. المكافئ

أوروبا (EN/DIN): 42CrMo4 أو 1.7225
اليابان (JIS): إس سي إم 440
الصين (GB/T): 42CrMo
بريطانيا العظمى (BS): EN19 (أو 708M40/709M40)

التعليمات

1. هل الفولاذ 4140 مقاوم للصدأ؟
لا، لا يتم تصنيف الفولاذ 4140 على أنه فولاذ مقاوم للصدأ.

2. ما هي استخدامات الفولاذ 4140؟
يُستخدم فولاذ 4140 في مجموعة واسعة من الأجزاء المعرضة للإجهاد الميكانيكي، وخاصةً تلك التي تستفيد من عمليات المعالجة الحرارية أو تصلب الأسطح. وتشمل استخداماته المحددة ما يلي:
مكونات الآلة:مكونات الآلات المختلفة، والآلات، وأوعية الضغط، والتطبيقات الهيكلية.
الأعمدة والمحاور:أعمدة الكرنك، وأعمدة القيادة، وأعمدة الكامات، والديدان، ومحاور السكك الحديدية، وأعمدة الهندسة.
أجزاء الآلات والأدوات:المغازل، التروس، البراغي، الأسطوانات، بطانات الأسطوانات، الكامات، أعمدة الكرنك، المفاتيح، براميل البندقية، وكرات مطحنة الكرات.
المكونات المقواة بالسطح:الأجزاء التي تتطلب تصلب سطح اللهب، وتصلب سطح الحث (على سبيل المثال، المحاور، وأجزاء حقن الوقود الحرجة)، وأسطح الأسنان الصلبة في التروس.
مثبتات: البراغي، والبراغي، وأدوات التثبيت الأخرى.
قطع الغيار:المكونات التي تتطلب قوة أساسية عالية وصلابة جيدة، وتتميز بمقاومة جيدة للتآكل.
تطبيقات السيارات والصناعة:أعمدة الكرنك للسيارات، وقضبان المكابس للمحركات، ومكونات صناعة اللب والورق، وأجزاء الفرن العاملة تحت 400 درجة مئوية.

3. هل 4140 عبارة عن فولاذ كربوني أم فولاذ سبائكي؟
يتم تصنيف 4140 صراحةً على أنه فولاذ سبائك بسبب تركيبته الكيميائية المحددة، بما في ذلك الكروم والموليبدينوم، والتي يتم إضافتها لتحقيق الخصائص المرغوبة التي تتجاوز تلك الموجودة في الفولاذ الكربوني العادي.

4. ما هو المعادل الصيني للفولاذ 4140؟
المعادل الصيني للفولاذ AISI/SAE 4140 هو 42CrMo

5. هل 4140 عبارة عن فولاذ مزور؟
نعم، 4140 هو في الواقع فولاذ يتم تشكيله بشكل شائع ويمكن العثور عليه في أشكال مزورة.

6. هل الفولاذ 4140 جيد للسكاكين؟
الفولاذ الموصى به للسكاكين هو الفولاذ المارتنسيتي المقاوم للصدأ أو الفولاذ عالي الكربون الخاص للأدوات. 4140 غير مناسب.

7. هل ينحني الفولاذ 4140؟
نعم، يمكن للفولاذ 4140 أن ينحني، كما أن المعالجة الحرارية والخصائص الميكانيكية تؤثر على قدرته على القيام بذلك.

8. هل يمكن أن يصدأ 4140؟
نعم، فولاذ 4140 قابل للصدأ. ولأنه سبيكة حديدية (أساسها الحديد)، فهو عرضة للصدأ، خاصةً في وجود الرطوبة والأكسجين، ويتطلب عادةً إجراءات وقائية عند استخدامه في الهواء الطلق لفترات طويلة.

9. هل 4140 عبارة عن فولاذ منخفض السبائك؟
نعم، يتم تصنيف 4140 على أنه فولاذ منخفض السبائك.

احصل على أداء فائق مع سبائك الفولاذ 4140 الممتاز

باعتبارنا شريكك الموثوق، تستفيد شركة Aobo Steel من أكثر من 20 عامًا من الخبرة في التشكيل نوفر لكم فولاذ سبائك 4140 عالي الجودة، مصمم بدقة عالية وفقًا لمواصفاتكم الدقيقة. نضمن لكم القوة والمتانة والموثوقية التي تتطلبها تطبيقاتكم الحيوية.

هل أنت مستعد لتعزيز مشروعك؟ قم بملء النموذج أدناه لتلقي عرض أسعار شخصي أو استشارة خبير من المتخصصين لدينا.

منتجاتنا

استكشف منتجاتنا الأخرى

D2/1.2379/1.2379/SKD11

D3/1.2080/1.2080/SKD1

D6/1.2436/SKD2

A2/1.23663/1/SKD12

O1/1.2510/1.2510/SKS3

O2/1.2842

S1/1.2550

S7/1.2355

DC53

H13/1.2344/1.2344/SKD61

H11/1.2343/1.2343/SKD6

H21/1.2581/SKD7

L6/1.2714/SKT4

م2/1.3343/1.3343/سخ 51

M35/1.3243/1.3243/SK55

M42/1.3247/1.3247/SK59

P20/1.2311

P20+Ni/1.2738

420/1.2083/2Cr13

422 الفولاذ المقاوم للصدأ

محمل فولاذي 52100

الفولاذ المقاوم للصدأ 440C

4140/42CrMo4/SCM440

4340/34CrNiMo6/1.6582

4130

5140/42Cr4/SCR440

SCM415