Stal stopowa 5140: skład, właściwości i zastosowania

Stal stopowa 5140 to stal niskostopowa na bazie chromu, znana z niezawodnej kombinacji wytrzymałości, twardości i hartowności. Te cechy sprawiają, że jest to wszechstronny wybór dla wielu zastosowań inżynieryjnych wymagających niezawodnej wydajności pod obciążeniem. W Aobo Steel dostarczamy wysokiej jakości stal 5140 odpowiednią do Twoich potrzeb produkcyjnych.

1. 5140 Skład chemiczny stali stopowej

Dokładny skład chemiczny stali 5140 może się nieznacznie różnić w zależności od konkretnej normy (np. SAE, ASTM). Jednak typowy skład obejmuje:

Element	Węgiel (C)	Krzem (Si)	Mangan (Mn)	Fosfor (P)	Siarka (S)	Chrom (Cr)
Minimalna (%)	0.38	0.15	0.6			0.8
Maksymalnie (%)	0.45	0.35	1	0.035	0.035	1.2

Kluczowym elementem stopowym jest Chrom (Cr), co znacznie zwiększa hartowność stali w porównaniu ze standardowymi stalami węglowymi. Oznacza to, że 5140 może osiągnąć większą twardość i wytrzymałość poprzez obróbkę cieplną.

2. 5140 Obróbka cieplna i właściwości mechaniczne stali stopowej

Końcowe właściwości mechaniczne stali 5140 są w dużym stopniu zależne od zastosowanej obróbki cieplnej. Zrozumienie tego procesu jest kluczowe dla osiągnięcia pożądanej wydajności komponentów. Aobo Steel ma duże doświadczenie w zakresie stali narzędziowych i stopowych i rozumiemy znaczenie prawidłowej obróbki cieplnej.

2.1 Wyżarzanie

W stanie wyżarzonym stal 5140 jest bardziej miękka i ciągliwa, co ułatwia jej obróbkę mechaniczną. Typowa twardość w stanie wyżarzonym mieści się w zakresie 150–200 HB.

2.2 Hartowanie i odpuszczanie

Jest to najpowszechniejsza obróbka cieplna stali 5140, mająca na celu zapewnienie jej wysokiej wytrzymałości, twardości i odporności.

• Gaszenie: Proces ten polega na podgrzaniu stali do odpowiedniej temperatury austenityzacji (około 850–870°C), a następnie jej szybkim schłodzeniu.
• Ruszenie: Po hartowaniu stal jest ponownie podgrzewana do niższej temperatury i utrzymywana przez określony czas. Proces ten zmniejsza kruchość i dostosowuje końcową wytrzymałość i twardość.

• Niższe temperatury odpuszczania skutkują większą wytrzymałością i twardością.
• Wyższe temperatury odpuszczania skutkują niższą wytrzymałością, lecz lepszą ciągliwością i wytrzymałością.
  • Twardość po hartowaniu i odpuszczaniu może zazwyczaj wynosić od 250 HB do około 400 HB lub więcej, w zależności od wybranych parametrów odpuszczania. Wytrzymałość na rozciąganie i granica plastyczności będą się różnić w zależności od zastosowanego cyklu obróbki cieplnej.

2.3 Hartowność

Dzięki zawartości chromu stal 5140 wykazuje dobrą hartowność. Oznacza to, że może osiągnąć znaczną twardość na powierzchni i głębiej w materiale podczas hartowania, co jest korzystne w przypadku większych komponentów lub części wymagających stałej twardości w całym przekroju.

3. 5140 Odpowiedniki stali stopowej

• SAE/AISI: 5140
• ASTM: A29/A29M
• ISO: 683-1 (podobna koncepcja stopnia)
• HAŁAS: 41Cr4 / 42Cr4 (Nr materiału 1.7035)
• JIS: SCR440

4. Zastosowania stali stopowej 5140

Zrównoważone właściwości stali 5140 sprawiają, że nadaje się ona do produkcji szerokiej gamy elementów poddawanych umiarkowanym i dużym naprężeniom i zużyciu:

• Części maszyn: Wały, osie, koła zębate, wrzeciona, korbowody.
• Części samochodowe: Części silnika i skrzyni biegów wymagające dużej wytrzymałości i odporności na zużycie.
• Elementy złączne: Śruby i szpilki o wysokiej wytrzymałości.
• Komponenty narzędziowe: Osprzęt, przyrządy obróbkowe i niektóre uchwyty narzędziowe, w przypadku których wymagana jest duża wytrzymałość (choć nie jest to zazwyczaj podstawowy materiał na narzędzia skrawające).