5140 Legovaná ocel: Složení, vlastnosti a použití

Legovaná ocel 5140 je nízkolegovaná ocel na bázi chrómu známá pro svou spolehlivou kombinaci pevnosti, houževnatosti a prokalitelnosti. Tyto vlastnosti z něj činí všestrannou volbu pro mnoho technických aplikací vyžadujících spolehlivý výkon při zátěži. V Aobo Steel dodáváme vysoce kvalitní ocel 5140 vhodnou pro vaše výrobní potřeby.

1. Chemické složení slitinové oceli 5140

Přesné chemické složení oceli 5140 se může mírně lišit v závislosti na konkrétní normě (např. SAE, ASTM). Typické složení však zahrnuje:

Živel	uhlík (C)	křemík (Si)	mangan (Mn)	fosfor (P)	síra (S)	Chrom (Cr)
Minimum (%)	0.38	0.15	0.6			0.8
Maximum (%)	0.45	0.35	1	0.035	0.035	1.2

Klíčovým legujícím prvkem je Chrom (Cr), což výrazně zvyšuje prokalitelnost oceli ve srovnání se standardními uhlíkovými oceli. To znamená, že 5140 může dosáhnout vyšší tvrdosti a pevnosti prostřednictvím tepelného zpracování.

2. Tepelné zpracování legované oceli 5140 a mechanické vlastnosti

Konečné mechanické vlastnosti oceli 5140 jsou vysoce závislé na použitém tepelném zpracování. Pochopení tohoto procesu je zásadní pro dosažení požadovaného výkonu vašich komponent. Aobo Steel má rozsáhlé zkušenosti s nástrojovými a legovanými ocelmi a chápeme důležitost správného tepelného zpracování.

2.1 Žíhání

V žíhaném stavu je ocel 5140 měkčí a tažnější, což usnadňuje obrábění. Typická tvrdost v žíhaném stavu se pohybuje v rozmezí 150-200 HB.

2.2 Kalení a temperování

Toto je nejběžnější tepelné zpracování pro 5140 pro vyvážení vysoké pevnosti, tvrdosti a houževnatosti.

• Kalení: Zahrnuje zahřátí oceli na vhodnou austenitizační teplotu (kolem 850-870 °C) a její rychlé ochlazení.
• Temperování: Po kalení se ocel znovu zahřeje na nižší teplotu a udržuje po nastavenou dobu. Tento proces snižuje křehkost a upravuje konečnou pevnost a tvrdost.

• Nižší popouštěcí teploty mají za následek vyšší pevnost a tvrdost.
• Vyšší popouštěcí teploty mají za následek nižší pevnost, ale lepší tažnost a houževnatost.
  • Tvrdost po kalení a popouštění se může typicky pohybovat od 250 HB až do přibližně 400 HB nebo více v závislosti na zvolených parametrech popouštění. Tah a mez kluzu se budou lišit v závislosti na použitém cyklu tepelného zpracování.

2.3 Kalitelnost

Ocel 5140 se díky obsahu chrómu vyznačuje dobrou prokalitelností. To znamená, že může dosáhnout významné tvrdosti na povrchu a hlouběji do materiálu během kalení, což je výhodné pro větší součásti nebo součásti vyžadující konzistentní tvrdost v celém jejich průřezu.

3. 5140 Ekvivalenty legované oceli k

• SAE/AISI: 5140
• ASTM: A29/A29M
• ISO: 683-1 (koncept podobného stupně)
• RÁMUS: 41Cr4 / 42Cr4 (č. materiálu 1.7035)
• JIS: SCR440

4. 5140 Aplikace legované oceli

Vyvážené vlastnosti oceli 5140 ji činí vhodnou pro širokou škálu součástí vystavených střednímu až vysokému namáhání a opotřebení:

• Části strojů: Hřídele, nápravy, ozubená kola, vřetena, ojnice.
• Automobilové komponenty: Díly motoru a převodovky vyžadující dobrou pevnost a odolnost proti opotřebení.
• Spojovací materiál: Vysokopevnostní šrouby a svorníky.
• Nástrojové komponenty: Upínací přípravky, přípravky a určité držáky nástrojů, kde je potřeba dobrá pevnost (ačkoli to obvykle není primární materiál řezného nástroje).