هل يعتبر 4140 فولاذًا للأدوات؟

السؤال الفني المتكرر الذي نطرحه على ورش العمل والمهندسين يتعلق بتصنيف الفولاذ AISI 4140: هل ينتمي إلى فئة الفولاذ المستخدم في الأدوات؟

بناءً على التصنيفات الصناعية القياسية، لا يُصنّف AISI 4140 عادةً ضمن فولاذ الأدوات التقليدي، مثل سلسلة W، O، A، D، S، H، M، T، L، F، أو P. تصنيفه الأساسي هو: فولاذ كربوني متوسط السبائك.

دعونا نلقي نظرة على التفاصيل:

• تصنيف: يُصنف AISI 4140 كفولاذ كربوني متوسط السبائك. تتراوح نسبة الكربون في هذه الفولاذ عمومًا بين 0.40% و0.60%؛ ويندرج 4140 ضمن هذا النطاق تحديدًا، حيث تتراوح نسبة الكربون فيه بين 0.38% و0.43%. ويُعرف أيضًا بأنه سبائك الفولاذ الكروم والموليبدينوم، تحتوي عادة على 0.75-1.00% من المنغنيز، و0.15-0.35% من السيليكون، و0.80-1.10% من الكروم، و0.15-0.25% من الموليبدينوم.
• التمييز عن الفولاذ الأدواتي: على الرغم من استخدامه على نطاق واسع في تطبيقات الأدوات، إلا أن الفولاذ 4140 لا يُصنف رسميًا كفولاذ أدوات. يشير مصطلح "فولاذ الأدوات" عمومًا إلى الفولاذ ذي المحتوى الكربوني العالي (من 0.60% إلى 2.40%) ودرجات السبائك الأعلى، بما في ذلك الفولاذ عالي السرعة. في العديد من التصنيفات، يُدرج الفولاذ 4140 بشكل منفصل أو ضمن فئة "فولاذ الأغراض العامة".
• الخصائص واستخدام الأدوات: على الرغم من تصنيفها، فإن 4140 تحظى بشعبية استثنائية للتطبيقات التي تحتاج إلى معتدلة قابلية التصلب ممزوجًا بقوة وصلابة جيدتين. يحقق عمق صلابة ملحوظًا من خلال المعالجة الحرارية ويقاوم هشاشة بعد فترة جيدة التصلب و التلطيف. وهذا يجعلها مناسبة للغاية لمكونات الأدوات المختلفة وأجزاء الآلات حيث تكون القوة في الأقسام الأكبر أمرًا بالغ الأهمية.
• قابلية العمل و علاج: يمكن معالجة 4140 حراريًا وتشكيله ولحمه بسهولة؛ ومع ذلك، يُنصح بالمعالجة الحرارية بعد اللحام نظرًا لقدرته العالية على التصلب. كما أنه يستجيب جيدًا لطرق التصلب السطحي، مثل التصلب باللهب أو الحث، مما يعزز يرتدي مقاومة.
• مواصفات المعالجة الحرارية: تتضمن المعالجة الحرارية النموذجية الأوستنيت، زيت إخماد، و التلطيفتُحدد درجة حرارة المعالجة الخصائص الميكانيكية النهائية. على سبيل المثال، عادةً ما يحقق المعدن 4140 المُخمّد بالزيت والمُعالج عند درجة حرارة 540 درجة مئوية (1000 درجة فهرنهايت) قوة شد تبلغ حوالي 1150 ميجا باسكال (167 كيلو باسكال)، وقوة خضوع تبلغ 1050 ميجا باسكال (152 كيلو باسكال)، وصلابة تبلغ 341 HB. عادةً ما يُتجنب المعالجة بين 230 و370 درجة مئوية (450 و700 درجة فهرنهايت) بسبب احتمالية هشاشته الزرقاء.
• النماذج المتوفرة: يمكنك الحصول على 4140 بأشكال متنوعة، بما في ذلك القضبان، والمطروقات، والصفائح، والأنابيب. تُحسّن أنواع مثل 4140+S (المُعاد كبريته) أو 41L40 (المُضاف إليه الرصاص) من قابلية التشغيل. كما تتوفر خيارات مُصلّدة مسبقًا، تُسلّم مُخمّدة ومُقسّاة إلى نطاقات صلابة محددة (مثل 262-321 HB)، جاهزة للاستخدام المباشر في الأدوات.

في ملخص، على الرغم من أن AISI 4140 لا يُصنف كفولاذ أساسي للأدوات وفقًا للأنظمة القياسية، إلا أن خصائصه الميكانيكية الممتازة، وقدرته على المعالجة الحرارية، وتعدد استخداماته تجعله مادة لا غنى عنها في تصنيع العديد من الأدوات والقوالب ومكونات الآلات. وهو فولاذ سبائكي موثوق به يُستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات.

إذا كانت لديكم أي استفسارات حول استخدام 4140 في تطبيقاتكم، فلا تترددوا في التواصل مع فريقنا عبر البريد الإلكتروني sales@aobosteel.com. بخبرة تزيد عن 20 عامًا في مجال تشكيل وتوريد فولاذ الأدوات والسبائك، يُمكننا تقديم الدعم الفني اللازم.