Oțel aliat 4140 | 42CRMO4 | SCM440

AOBO STEEL - Furnizor global de încredere de oțel pentru scule

Oțelul aliat 4140 este un oțel aliat Cr-Mo versatil, care oferă o bună rezistență, tenacitate și călibilitate, fiind potrivit pentru condiții de utilizare moderat severe după un tratament termic adecvat. Este clasificat având ca elemente principale de aliere cromul și molibdenul.

1. Aplicații

Componente ale mașinilor: Arbori (utilizare principală), Axe, Angrenaje, Fuse, Cuplaje, Arbori cotiți, Biele, Capace de supape, Corpuri de mandrină, Pinioane
Scule și accesorii: Dispozitive de fixare, Accesorii, Portscule, Inele de găurit, Șuruburi, Știfturi, Piese pentru benzi transportoare
Auto și aerospațială: Axe, Arbori cotiți, Fuzete, Piese structurale de înaltă rezistență
Industria petrolului și gazelor: Unelte de foraj în puțuri, Îmbinări cu unelte, Arbore de pompă
Piese călite la suprafață: Componente care necesită o durabilitate sporită a suprafeței

2. Compoziția oțelului 4140

Carbon (C)	Mangan (Mn)	Siliciu (Si)	Crom (Cr)	Molibden (Mo)	Fosfor (P)	sulf (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

[Referință: ASM International. (1991].] Manualul ASM, volumul 4: Tratare termică (p. 496). ASM Internațional.]

3. Proprietăți fizice

Proprietățile fizice ale oțelului aliat 4140 la diferite temperaturi

Temperatura (°C)	Temperatură (°F)	Conductivitate termică (W/m·K)	Capacitate termică specifică medie (kJ/kg·K)	Coeficient mediu de dilatare liniară (x 10⁻⁶ K⁻¹)	Densitate (kg/m³)	Modulul lui Young (x 10⁵ MPa)
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. Proprietăți mecanice

Proprietățile oțelului 4140 pot fi adaptate semnificativ prin tratament termicCălirea și revenirea pot îmbunătăți rezistența la curgere, rezistența la tracțiune și tenacitatea la crestare a metalului 4140.

4.1 Metal 4140 călit și revenit

Când oțelul 4140 este călit în ulei și apoi revenit la diferite temperaturi, proprietățile sale mecanice se schimbă previzibil. Acest lucru permite un control precis asupra caracteristicilor finale ale oțelului pentru a îndeplini cerințele operaționale specifice. Mai jos este un rezumat al proprietăților mecanice tipice obținute la diferite temperaturi de revenire:

Temperatura de temperare	4140 Rezistență la tracțiune (MPa)	4140 Rezistență la curgere (MPa)	Alungire (%)	Reducere în suprafață (%)	Duritate (HB)
205 °C (400 °F)	1965 – 1980	1740 – 1860	11	39 – 42	520 – 578
260 °C (500 °F)	1860	1650	11	44	534
315 °C (600 °F)	1720 – 1760	1570 – 1620	11.5 – 12	44 – 46	490 – 495
425 °C (800 °F)	1450 – 1500	1340 – 1365	14 – 15	48 – 50	429 – 440
540 °C (1000 °F)	1150 – 1240	1050 – 1160	17 – 17.5	53 – 55	341 – 360
595 °C (1100 °F)	1020	910	19	58	311
650 °C (1200 °F)	900 – 1020	790 – 860	20 – 21	60 – 61	277 – 290
705 °C (1300 °F)	810 – 860	690 – 740	23	63 – 65	235 – 250

4.2 Influența dimensiunii secțiunii (efect de masă) asupra proprietăților materialului 4140

Este important să se ia în considerare dimensiunea secțiunii, sau masa, componentei din oțel 4140 în timpul specificațiilor tratamentului termic, în special atunci când se urmăresc niveluri ridicate de rezistență. AISI 4140 nu este un oțel cu călire profundă și, în aceleași condiții de tratament termic, secțiunile transversale mai mari pot să nu atingă aceeași duritate sau rezistență generală ca secțiunile transversale mai mici.

Următorul tabel ilustrează efectul diametrului barei 4140 asupra proprietăților mecanice ale oțelului 4140 călit în ulei de la 845 °C (1550 °F) și revenit la 540 °C (1000 °F):

Efectul diametrului barei asupra proprietăților mecanice ale oțelului 4140 (revenit la 540 °C / 1000 °F)

Diametrul barei	Rezistența la tracțiune (MPa)	Limita de curgere (MPa)	Alungire (%)	Reducere în suprafață (%)	Duritatea suprafeței (HB)
25 mm (1 inch)	1140	985	15	50	335
50 mm (2 in.)	920	750	18	55	202
75 mm (3 in.)	860	655	19	55	293

4.3 Proprietăți mecanice ale oțelului 4140 recopt

Recoacerea este, de asemenea, împărțită în două stadii: laminare la cald și tragere la rece.

Stare	Puterea de curgere	Rezistență la tracțiune	Elongaţie
Laminat la cald, recopt	454 MPa (65 ksi)	620 MPa (90 ksi)	~27%
Tras la rece, recopt	620 MPa (90 ksi)	703 MPa (102 ksi)	~18%

4.4 Sudarea oțelului 4140

Oțelul 4140 are o călibilitate ridicată. La sudarea oțelului 4140, zona afectată termic (HAZ) și metalul de sudură se pot răci rapid, ducând la formarea unei martensite dure și fragile. Această martensită este susceptibilă la fisurarea prin hidrogen, ceea ce poate duce la solicitări interne mari și la o ductilitate redusă, îngreunând procesul de sudare. Recomandăm sudarea în stare recoaptă a oțelului 4140 ori de câte ori este posibil și efectuarea unui tratament termic după sudare pentru a atenua riscurile asociate cu călibilitatea sa ridicată. Referinţă: Jenney, CL, & O'Brien, A. (Eds.). (2000). Manual de sudură, ediția a noua, volumul 1: Știința și tehnologia sudării (p. 141). Societatea Americană de Sudură.

Interesat de oțelul aliat 4140?

Vă rugăm să completați formularul următor pentru a ne contacta astăzi!

5. Tratament termic

5.1 Normalizarea

Normalizarea este un proces de tratament termic utilizat pentru a rafina dimensiunea granulelor, a obține o structură uniformă și a îmbunătăți prelucrabilitatea pentru a obține duritatea necesară.

Intervalul de temperatură de normalizare este 870-900°C (1600-1650°F)Mențineți la această temperatură timp de cel puțin 1 oră sau 15 până la 20 de minute pentru fiecare 25 mm (1 inch) de grosime maximă a secțiuniiDupă menținere, răciți materialul în aer la temperatura camerei. Duritatea de 4140 după normalizare este 150-200 HB.

5.2 Recoacerea

Recoacerea este utilizată în principal pentru a înmuia oțelul și a ameliora tensiunile, pregătindu-l astfel pentru prelucrarea ulterioară, cum ar fi prelucrarea prin prelucrare.

Temperatura de recoacere este 830-870 °C (1525-1600 °F). Timpul de menținere depinde de grosimea secțiunii sau de sarcina cuptorului. Pe baza experienței de peste 20 de ani în industrie a Aobo Steel, timpul de menținere este: 1 oră pentru fiecare 25 mm (1 inch) de grosime a secțiunii, cu încă 0,5 ore adăugate pentru fiecare 25 mm (1 inch) de grosime suplimentarăDupă menținere, materialul este răcit în cuptor cu o viteză de aproximativ 15 °C/h (30 °F/h) până la 480 °C (900 °F) și apoi răcit cu aerDuritatea oțelului 4140 după recoacere este 150-200 HB.

5.3 stingere (întărire)

Călirea implică încălzirea oțelului pentru a forma austenită, urmată de răcire rapidă pentru a-l transforma în martensită, crescând astfel duritatea și rezistența lui 4140.

Temperatura de austenizare variază de la 860 până la 885 °C (1550 până la 1660 °F)Pe baza experienței noastre, recomandăm o temperatură de 855 °C (1575 °F)Evitați utilizarea temperaturilor excesiv de ridicate, deoarece acest lucru poate duce la o dimensiune excesivă a granulelor de austenită și la fragilitatea martensitei. Timpul de înmuiere este 5 minute pe inch din cea mai mică secțiune transversală, sau până când piesa este complet îmbibată. Mediul de răcire este uleiul.

5.4 temperare

Revenirea trebuie efectuată imediat ce temperatura oțelului 4140 atinge 52-65°C (125-150°F).

Intervalul de temperatură de revenire este 200-700°C (400-1300°F)Temperatura pe care o folosim în mod obișnuit este 175°C (350°F)Timpul de menținere determină duritatea oțelului 4140. Timpul nostru standard de menținere este 2 ore pe inch (25 mm) de secțiune transversalăEste important să evita subtemperare.
Oțelul 4140, în general, nu necesită o revenire secundară, dar ciclurile multiple de revenire pot rafina structura granulară pentru a spori tenacitatea. Temperatura pentru a doua revenire ar trebui să fie cu 14°C (25°F) mai puțin decât prima temperatură de revenire pentru a menține duritatea originală a materialului 4140.
Noi facem NU sugerează temperarea în intervalul de temperatură de 230–370°C (450–700°F), deoarece acest interval de temperatură poate provoca „fragilitate albastră”. Microstructura oțelului 4140 călit și revenit este de obicei martensită revenită.

5.5 Sferoidizare

Sferoidizarea produce o microstructură de carburi globulare într-o matrice feritică, ceea ce îmbunătățește prelucrabilitatea. Temperatura de sferoidizare este 760-775°C (1400-1425°F), cu un timp de menținere de 4 până la 12 ore, urmată de răcire lentă.

Sferoidizarea poate fi realizată și prin menținere prelungită puțin sub temperatura Ae1, prin încălzire și răcire alternativă între temperaturi puțin peste Ac1 și puțin sub Ar1, sau prin încălzire puțin peste Ac1 urmată de răcire sau menținere foarte lentă în cuptor. Pentru sferoidizarea completă, temperaturile de austenitizare sunt puțin peste temperatura Ac1 sau aproximativ la jumătatea distanței dintre Ac1 și Ac3.

6. Echivalent

Europa (EN/DIN): 42CrMo4 sau 1.7225
Japonia (JIS): SCM440
China (GB/T): 42CrMo
Marea Britanie (BS): EN19 (sau 708M40/709M40)

FAQ

1. Oțelul 4140 este inoxidabil?
Nu, oțelul 4140 nu este clasificat drept oțel inoxidabil.

2. La ce se folosește oțelul 4140?
Oțelul 4140 este utilizat pentru o gamă largă de piese solicitate mecanic, în special cele care beneficiază de tratament termic sau procese de întărire a suprafeței. Utilizările sale specifice includ:
Componentele mașiniiDiverse componente de mașini, utilaje, recipiente sub presiune și aplicații structurale.
Arbori și osiiArbori cotite, arbori de transmisie, arbori cu came, melci, osii de cale ferată și arbori inginerești.
Piese de mașini și sculeAxe, angrenaje, șuruburi, cilindri, cămăși de cilindri, came, arbori cotiți, chei, țevi de pușcă și bile de moară cu bile.
Componente călite la suprafațăPiese care necesită călire superficială la flacără, călire superficială prin inducție (de exemplu, axe, piese critice pentru injecția de combustibil) și suprafețe dure ale dinților din angrenaje.
Elemente de fixareȘuruburi, bolțuri și alte elemente de fixare.
Piese de uzurăComponente care necesită o rezistență ridicată a miezului și o tenacitate bună, prezentând o rezistență bună la uzură.
Aplicații auto și industrialeArbori cotiți pentru automobile, tije de piston pentru motoare, componente pentru industria celulozei și hârtiei și piese de cuptor care funcționează sub 400 ℃.

3. Este 4140 un oțel carbon sau aliat?
Oțelul 4140 este clasificat în mod explicit ca oțel aliat datorită compoziției sale chimice specifice, care include crom și molibden, care sunt adăugate pentru a obține proprietăți dorite dincolo de cele ale oțelurilor carbon simple.

4. Care este echivalentul chinezesc al oțelului 4140?
Echivalentul chinezesc al oțelului AISI/SAE 4140 este 42CrMo

5. Este 4140 un oțel forjat?
Da, 4140 este într-adevăr un oțel care este forjat în mod obișnuit și poate fi găsit în forme forjate.

6. Este oțelul 4140 bun pentru cuțite?
Oțelul recomandat pentru cuțite este oțelul inoxidabil martensitic sau oțelul special pentru scule cu conținut ridicat de carbon. 4140 NU este potrivit.

7. Se îndoaie oțelul 4140?
Da, oțelul 4140 se poate îndoi, iar tratamentul termic și proprietățile mecanice influențează capacitatea sa de a face acest lucru.

8. Poate rugini 4140?
Da, oțelul 4140 poate rugini. Deoarece 4140 este un aliaj feros (pe bază de fier), este predispus la ruginire, în special în prezența umidității și a oxigenului și necesită de obicei măsuri de protecție pentru utilizarea pe termen lung în exterior.

9. Este 4140 un oțel slab aliat?
Da, 4140 este clasificat ca oțel slab aliat.

Deblocați performanța superioară cu oțelul premium 4140 din aliaj

În calitate de partener al dumneavoastră de încredere, Aobo Steel valorifică peste 20 de ani de expertiză în forjare pentru a livra oțel aliat 4140 de cea mai bună calitate, proiectat cu precizie conform specificațiilor dumneavoastră exacte. Asigurați rezistența, durabilitatea și fiabilitatea de care au nevoie aplicațiile dumneavoastră critice.

Ești gata să-ți îmbunătățești proiectul? Completați formularul de mai jos pentru a primi o ofertă personalizată sau o consultație de specialitate de la specialiștii noștri.

Produsele noastre

Explorați celelalte produse ale noastre

D2/1.2379/SKD11

D3/1.2080/SKD1

D6/1.2436/SKD2

A2/1.23663/SKD12

O1/1.2510/SKS3

O2/1,2842

S1/1,2550

S7/1.2355

DC53

H13/1.2344/SKD61

H11/1.2343/SKD6

H21/1.2581/SKD7

L6/1.2714/SKT4

M2/1.3343/SKH51

M35/1.3243/SKH55

M42/1.3247/SKH59

P20/1.2311

P20+Ni/1,2738

420/1.2083/2Cr13

otel inoxidabil 422

52100 oțel pentru rulmenți

Oțel inoxidabil 440C

4140/42CrMo4/SCM440

4340/34CrNiMo6/1.6582

4130

5140/42Cr4/SCR440

SCM415