4340 Stal stopowa | 34CrNiMo6 | 1.6582

AOBO STEEL – Zaufany globalny dostawca stali narzędziowej

Wyślij zapytanie teraz

Stal stopowa 4340 jest wybitnym rodzajem stali niskostopowej o średniej zawartości węgla i jest uznawana za stal o ultra wysokiej wytrzymałości. Często uważa się ją za standard, z którym porównuje się inne stale o ultra wysokiej wytrzymałości. Oznaczenie UNS (Unified Numbering System) dla stali stopowej 4340 to G43400. Na arenie międzynarodowej odpowiada ona normom takim jak SNB23-1-5 lub SNB24-1-5 w Japonii i 34CrNiMo6 w Europie. Jest ona również identyfikowana numerem AMS (Aerospace Material Specification) 6414.

1. Zastosowania

Aircraft and Aerospace: Aircraft parts. Aircraft landing gear. Airframe parts. Connecting rods
Machinery Components: Gears. Pinions. Shafts. Crankshafts and piston rods for engines. Splines
Fasteners: Bolts. Screws. Studs
Structural Components: Pressure vessels. Mountain bicycle frames

2. 4340 Skład stali¹

3. 4340 Właściwości stali stopowej

3.1 Właściwości mechaniczne

Stal stopowa 4340 charakteryzuje się doskonałą wytrzymałością, dobrą ciągliwością i wyjątkową wytrzymałością, a także odpornością na zmęczenie i pełzanie. ruszenie właściwości po gaszenie są mniej więcej równoważne tym ze stali węglowej. Właściwości mechaniczne są w dużym stopniu zależne od temperatury odpuszczania po hartowaniu olejowym.

W poniższej tabeli wymieniono właściwości materiału stalowego 4340 w różnych hartowanie i odpuszczanie w oleju warunki.

Po hartowaniu i odpuszczaniu stal stopowa AISI 4340 tworzy mikrostrukturę martenzytu listwowego. Podczas szybkiego chłodzenia tworzeniu się martenzytu towarzyszy ekspansja objętości. W zależności od szybkości chłodzenia mogą również tworzyć się inne mikrostruktury, takie jak bainit.

3.2 Obróbka skrawaniem

The machinability of steel AISI 4340 is generally rated at 55% for cold-drawn material and 45% for annealed material, relative to B1112 steel (rated at 100%). For optimal machinability, a partly spheroidized microstructure, achieved by normalizing followed by tempering, is recommended.

3.3 Spawalność

Stal 4340 ma doskonałą spawalność i może być łączona za pomocą procesów spawania gazowego lub łukowego. Jednak jako stal hartowana w powietrzu wymaga również pewnych środków ochronnych. Stal AISI 4340 jest trudniejsza do spawania niż zwykła stal węglowa, a podczas spawania konieczne jest wstępne podgrzanie materiału i kontrolowanie temperatury międzywarstwowej. Ponadto wyżarzanie lub normalizowanie, a następnie odpuszczanie, należy wykonać jak najszybciej po spawaniu. 

3.4 Azotowanie

AISI 4340 can be readily nitrided, and this process often improves its fatigue life. While 4140 steel, because of its higher chromium content and nickel-free composition, generally exhibits superior nitriding characteristics, 4340 still develops a heavier nitrided case than 8640 steel during the initial 24 hours of nitriding. Typical nitriding temperatures for 4340 steel range from 510 to 550 °C (950 to 1020 °F). Based on our customers’ applications of nitrided 4340 steel for gear manufacturing, the core hardness is typically 38-42 HRC.

3.5 Potencjalne problemy i środki ostrożności podczas przetwarzania

Użytkownicy materiałów 4340 należy być świadomym potencjalnych wyzwań:

• Wyśmienity: Hartowanie w wodzie znacznie zwiększa ryzyko pęknięć.
• Kruchość wodorowa: Może to być problemem, gdy stal jest poddawana obróbce cieplnej do bardzo wysokiej wytrzymałości na rozciąganie (powyżej około 1400 MPa / 200 ksi). Zalecamy wypalanie po procesach takich jak trawienie lub galwanizacja.
• Pękanie naprężeniowo-korozyjne: Stal AISI 4340 wykazuje słabą odporność na pękanie korozyjne naprężeniowe, szczególnie po odpuszczeniu do wysokiej wytrzymałości na rozciąganie (1500 do 1950 MPa / 220 do 280 ksi).
• Pęknięcie międzykrystaliczne: Na podatność wpływają zanieczyszczenia i obecność wodoru.
• Kruchość hartowania: Jest to znane zjawisko dla tego stopu.

Szukasz renomowanego dostawcy stali stopowej 4340?

Wypełnij poniższy formularz, aby skontaktować się z nami już teraz!

4. Obróbka cieplna

The heat treatment of 4340 steel involves several key processes, each influencing its final microstructure and mechanical properties:

4.1 Kucie

Temperatura kucia wynosi 1065 do 1230°C (1950 do 2250°F). Po procesie kucia części mogą być chłodzone powietrzem w suchym środowisku lub, najlepiej, chłodzone w piecu. Naprężenie płynięcia stali 4340 może wzrosnąć o około 15% przy spadku temperatury kucia na gorąco o 55 °C (100 °F). 

4.2 Normalizowanie

Normalizacja może poprawić mikrostrukturę stali 4340 po nierównomiernym chłodzeniu w wysokich temperaturach. Proces ten można również stosować do odkuwek ze stali stopowej, wyrobów walcowanych i odlewów.

Podgrzej stal 4340 do temperatury Od 55 do 85°C (od 100 do 150°F) powyżej temperatury przemiany fazowej (od 845 do 900°C lub od 1550 do 1650°F), w którym pierwotna mikrostruktura ulega całkowitemu rozpuszczeniu do austenitu. Następnie materiał jest schładzany do temperatury pokojowej w powietrzu.

4.3 Wyżarzanie

The annealing temperature for 4340 steel is 790-845 °C (1450-1550 °F), with a maximum 4340 steel hardness of 223 HB after annealing.

4.4 Hartowanie (odpuszczanie)

Podgrzać stal 4340 do temperatury przemiany austenitycznej 800 do 845°C (1475 do 1550°F)Zwykle wybieramy temperaturę austenityzacji 845°C (1550°F). Moczyć przez około 15 minut na każde 25 mm (1 cal) przekroju, przy minimalnym czasie przetrzymywania 150 minut, a następnie wyżarzanieW przypadku stali cienkościennej 4340 wyżarzanie przeprowadza się za pomocą wyżarzanie powietrzne. W przypadku przekrojów okrągłych o średnicy nieprzekraczającej 75 mm (3 cale) można stosować hartowanie olejowe.

 Wykres przemiany izotermicznej dla stali 4340 zawierającej 0,42% C, 0,78% Mn, 1,79% Ni, 0,80% Cr i 0,33% Mo. [Źródło: The Making, Shaping and Treating of Steels, 9. wyd., ibid.]

4.5 Odpuszczanie

Hartowanie skutecznie zmniejsza kruchość niehartowanego martenzytu. Temperatury hartowania wahają się od 200 do 650°C (400 do 1200°F) aby osiągnąć wymagany poziom wytrzymałości, a nawet może osiągnąć temperaturę 705°C (1300°F).

W przypadku stali AISI 4340 hartowanej olejowo w temperaturze 845°C (1550°F) zdecydowanie zalecamy temperaturę odpuszczania wynoszącą 425°C (800°F), natomiast w przypadku stali 4340 hartowanej w wodzie zdecydowanie zalecamy temperaturę odpuszczania wynoszącą 650°C (1200°F).

Variation in hardness with tempering temperature of 4340 steel. All specimens oil quenched from 845 °C (1550 °F) and tempered 2 h at temperature. AQ, as-quenched. [Source: ASM International. (1991). Podręcznik ASM, tom 4: Obróbka cieplna (str. 506). ASM International.]

4.6 Łagodzenie stresu

Ten krok ma na celu zmniejszenie naprężeń szczątkowych generowanych przez procesy takie jak prostowanie, formowanie lub obróbka skrawaniem. Odprężanie stali 4340 jest wykonywane przed hartowaniem w temperaturze od 650 do 675 °C (od 1200 do 1250 °F). W przypadku hartowanego materiału 4340 temperatura odprężania nie powinna przekraczać poprzedniej temperatury odpuszczania. 

4.7 Sferoidyzacja

The purpose of spheroidizing treatment is to form a spheroidal carbide microstructure in the ferritic matrix, which softens the steel. The maximum temperature for spheroidizing treatment of 4340 steel is 760-775°C (1400-1425°F). A semi-spheroidized structure is obtained by normalizing, followed by tempering at 650°C (1200°F).

5. 4340 Gatunki równoważne stali

1. ASM Międzynarodowe. (1991). Podręcznik ASM, tom 4: Obróbka cieplna (p. 496). ASM International. ↩︎

Często zadawane pytania

1. Czy 4340 to najmocniejsza stal?

Stal AISI/SAE 4340 jest rzeczywiście bardzo mocnym i powszechnie rozpoznawanym materiałem w kategorii stali o ultra wysokiej wytrzymałości. Jednak 4340 nie jest zdecydowanie najmocniejszą dostępną stalą.
2. Czy 4340 to stal czy aluminium?
4340 to rodzaj stali, nie aluminium.
3. Czy stal 4340 można hartować?
Tak, stal 4340 rzeczywiście można hartować, a konkretnie nazywa się ją stalą głęboko hartowaną
4. Czy stal 4340 nadaje się na noże?
Stal 4340 jest powszechnie stosowana do produkcji elementów maszyn i samolotów poddawanych dużym naprężeniom, ale nie do produkcji noży.  
5. Czy stal 4340 jest martenzytyczna?
Tak, stal 4340 jest martenzytyczną stalą stopową. Jest zaprojektowana i powszechnie poddawana obróbce cieplnej w celu utworzenia mikrostruktury martenzytycznej.
6. Jaka jest różnica między 4140 i 4340?
The key distinction between 4140 and 4340 steel is the presence of a significant amount of nickel (Ni) in 4340, which is generally absent in 4140. This nickel addition provides 4340 with superior hardenability and toughness, making it suitable for applications requiring ultra-high strength and improved fracture toughness. While 4140 has good strength and hardenability, it is not a deep-hardening steel. Despite 4340’s overall higher performance, 4140 is noted for better nitriding characteristics due to its nickel-free composition and higher chromium content.