5140 ALAŞIMLI ÇELİK | 1.7035 | 41CR4 | SCR440

AOBO STEEL – Güvenilir Küresel Takım Çeliği Tedarikçisi

Şimdi Talep Gönder

5140 alaşımlı çelik, mukavemet, tokluk ve sertleştirilebilirliğin güvenilir kombinasyonuyla bilinen krom bazlı, düşük alaşımlı bir çeliktir. Bu özellikler, stres altında güvenilir performans gerektiren birçok mühendislik uygulaması için çok yönlü bir seçim olmasını sağlar. Aobo Steel'de, üretim ihtiyaçlarınıza uygun yüksek kaliteli 5140 çelik tedarik ediyoruz.

1. 5140 Alaşımlı Çelik Kimyasal Bileşimi

5140 çeliğinin kesin kimyasal bileşimi, belirli standarda (örneğin, SAE, ASTM) bağlı olarak biraz değişebilir. Ancak, tipik bir bileşim şunları içerir:

2. 5140 Alaşımlı Çelik Özellikleri

AISI/SAE 5140, düşük alaşımlı bir çeliktir, orta karbonlu alaşımlı çelik olarak sınıflandırılır ve sertleştirme sınıfı olarak kabul edilir. 5140 alaşımlı çeliğin özel özelliklerini anlamak, uygulamaları anlamanız için doğru malzemeyi bulmak için kritik öneme sahiptir. Bu sınıf, öncelikle sertleştirme çeliği olarak kullanılır ve bu da onu gelişmiş mekanik performans ve dayanıklılık gerektiren bileşenler için oldukça uygun hale getirir.

2.1 5140 Alaşımlı Çeliklerin Mekanik Özellikleri

The 5140 alaşımlı çeliğin mekanik özellikleri ısıl işlem durumundan önemli ölçüde etkilenir. Pimler, şaftlar ve dişliler gibi bileşenler için 5140 çeliği genellikle sertleştirilmiş ve temperlenmiş (H&T) durumda kullanılır. Bu durumda, tipik olarak aşağıdaki özellikleri sergiler:

Sıcak haddelenmiş, normalize edilmiş, tavlanmış veya soğuk çekilmiş gibi çeşitli tedarik koşullarında 51xx çelik serisi (5140'ı da içerir) için genel bir referans olarak ve yaklaşık 11,1 mm ile 89 mm arasında değişen altıgen boyutları için tipik özellikler şunları içerebilir:

• Çekme Dayanımı: Yaklaşık 860 MPa (125 ksi)
• Verim Gücü: Yaklaşık 725 MPa (105 ksi)
• Uzama: Yaklaşık 14.0%
• Alanda Azalma: Yaklaşık 45.0%
• Sertlik: Yaklaşık 269 HB

Bunların genel değerler olduğunu kabul etmek çok önemlidir. Kesin 5140 alaşımlı çelik özellikleri Belirli bir uygulama için, kullanılan kesin ısıl işleme, kesit boyutuna ve işleme parametrelerine bağlı olarak değişecektir.

2.2 Isıl İşlem Tepkisi ve Elde Edilen Özellikler

İçinde tanımlayıcı bir özellik 5140 alaşımlı çelik özellikleri Çeşitli ısıl işlem proseslerine karşı mükemmel tepki vermesi, performansının özel uygulama gereksinimlerini karşılayacak şekilde uyarlanmasına olanak tanır.

• Tavlama: İşlenebilirliği artırmak veya çeliği sonraki soğuk işleme operasyonlarına hazırlamak için 5140 alaşımlı çelik tavlanabilir. Bu işlem genellikle 815°C ila 870°C (1500°F ila 1600°F) arasındaki sıcaklıklarda gerçekleştirilir. Tavlama, yaklaşık 187 HB'lik maksimum sertlikle sonuçlanır ve daha yumuşak, daha işlenebilir bir yapı sağlar.
• Sertleştirme ve Tavlama (H&T): Bu, 5140 çeliği için en yaygın ısıl işlemdir ve mukavemet, tokluk ve aşınma direncinin optimum bir kombinasyonunu elde etmek için tasarlanmıştır. Elde edilen belirli mekanik özellikler yukarıdaki tabloda ayrıntılı olarak açıklanmıştır ve çok çeşitli mühendislik bileşenleri için uygundur.
• Endüksiyon Sertleştirme: Üstün yüzey sertliği ve aşınma direnci gerektiren ancak çekirdek tokluğunun korunduğu uygulamalar (örneğin, dişli dişleri, yatak yüzeyleri) için, 5140 alaşımlı çelik, ilk sertleştirme ve temperleme döngüsünden sonra etkili bir şekilde indüksiyonla sertleştirilebilir. Bu yüzey işlemi, bileşenin çapı ve genellikle 1,0 mm ile 2,0 mm arasında olan elde edilen kabuk derinliği gibi faktörlere bağlı olarak 980 MPa ile 1370 MPa (100 ila 140 kgf/mm²) arasında çekirdek mukavemeti sağlayabilir.

2.3 5140 Çeliğin Sertleştirilebilirliği

Sertleştirilebilirlik 5140 alaşımlı çelik ostenitleme sıcaklığından söndürüldüğünde kesitinin tamamında istenen sertlik seviyesine ulaşma yeteneğini ifade eder. Bu, özellikle daha büyük parçalar için bileşen tasarımını etkileyen kritik bir özelliktir.

• Karşılaştırmalı Performans: 5140 çeliği, özellikle daha büyük kesit boyutlarında, 1040 gibi düz karbon çeliklerinden önemli ölçüde daha iyi tam sertleştirme yetenekleri sergiler. Bu, tüm bileşen boyunca daha düzgün sertlik ve mekanik özellikler sağlar.
• Göreceli Pozisyon: Birçok karbon çeliğinden üstün olmasına rağmen, 5140'ın sertleştirilebilirliği genellikle 4140 veya 4340 gibi diğer bazı yaygın krom-molibden alaşımlı çeliklerden daha düşüktür. Bu ayrım, derin ve düzgün sertleştirmenin çok önemli olduğu çok büyük veya kritik gerilimli bileşenler için malzeme seçerken önemlidir.

2.4 İşlenebilirlik Hususları

İşlenebilirlik yönüyle ilgili olarak 5140 alaşımlı çelik özellikleriSertleştirilmiş ve temperlenmiş durumdaki standart 5140, karbon içeriğine sahip bir alaşımlı çelik için makul işlenebilirlik sunar. İyileştirilmiş işleme performansı için tavlanmış durumda işleme önerilir. Standart kalite için her zaman açık işlenebilirlik derecelendirmeleri sağlanmasa da, 51L32 gibi kurşunsuz işleme varyantlarının, önemli ölçüde geliştirilmiş işlenebilirliğin birincil gereklilik olduğu uygulamalar için orta karbonlu alaşımlı çelik kategorisinde mevcut olduğunu belirtmekte fayda var.

5140 çelik mi arıyorsunuz?

Güncel fiyat teklifi için hemen aşağıdaki formu doldurarak bize ulaşın!

3. 5140 Alaşımlı Çelik için Temel Isıl İşlem Prosesleri

5140 alaşımlı çeliğin mikro yapısını ve dolayısıyla fiziksel ve mekanik özelliklerini iyileştirmek için çeşitli yerleşik ısıl işlem yöntemleri uygulanabilir. Bu işlemler arasında tavlama, normalleştirme, sertleştirme ve temperleme, östemperleme ve indüksiyon sertleştirme yer alır.

3.1 5140 Alaşımlı Çeliklerin Tavlanması

Tavlama Öncelikle 5140 alaşımlı çeliğin yumuşatılması, işlenebilirliğinin ve şekillendirilebilirliğinin artırılması için kullanılır.

• İşlem: Bu, çeliğin 815°C ila 870°C (1500°F ila 1600°F) sıcaklık aralığına ısıtılmasını, bu sıcaklıkta yeterli bir süre tutulmasını ve ardından genellikle fırın soğutması olarak adlandırılan yavaş bir soğutma işlemini içerir.
• Sonuç: Bu işlem, ferritik bir matris içinde ağırlıklı olarak perlitik veya küreselleştirilmiş karbürlerden oluşan bir mikro yapı üretmeyi amaçlar. Bu aralıkta 5140 çeliği tavladıktan sonra elde edilebilecek maksimum sertlik yaklaşık 187 HB'dir. Özgül mikro yapısıyla karakterize edilen bu yumuşatılmış durum, geliştirilmiş işlenebilirlik ve iyileştirilmiş şekillendirilebilirlik nedeniyle sonraki üretim operasyonları için idealdir.

3.2 5140 Alaşımlı Çeliklerin Normalizasyonu

Normalizasyon, 5140 alaşımlı çeliğin tane yapısını inceltmek, daha homojen ve düzgün bir mikro yapı oluşturmak için kullanılan bir ısıl işlem prosesidir.

• İşlem: Çeliğin üst kritik dönüşüm noktasının (Ac3) üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısıtılması ve ardından durgun havada soğutulması işlemidir.
• Sonuç: Bu işlem, çeliğin mukavemetini ve tokluğunu artırabilen daha ince ve daha homojen bir tane boyutu sağlar. Normalizasyon, genellikle sertleştirme ve temperleme gibi diğer ısıl işlemlerden önce bir hazırlık adımı olarak gerçekleştirilir ve bu sayede sonraki ısıl işlemlere tutarlı ve optimum bir yanıt sağlanır.

3.3 5140 Alaşımlı Çeliklerin Sertleştirilmesi ve Tavlanması

Sertleştirme ve temperleme (genellikle söndürme ve temperleme olarak adlandırılır), 5140 alaşımlı çeliğin mukavemet, sertlik ve tokluk arasındaki optimum dengeyi geliştirmek için uygulanan kritik bir ısıl işlemdir.

• Sertleştirme İşlemi: Bu, çeliğin genellikle yaklaşık 840°C'ye (veya belirli uygulama ihtiyaçlarına göre) ısıtılmasıyla ostenitleştirilmesini ve ardından uygun bir ortamda (örneğin, yağ veya su) hızlı soğutulmasını (söndürme) içerir. Amaç, osteniti başlangıçta yüksek sertlik sağlayan sert martensitik veya bainitik bir yapıya dönüştürmektir.
• Sertleşebilirlik: 5140 alaşımlı çelik, 1040 gibi düz karbon çeliklerinden daha üstün olan iyi sertleştirilebilirlik sergiler, özellikle de su ile söndürüldüğünde yaklaşık 40 mm çapa kadar kesitlerde tam sertlik elde etmede. Örneğin, 15 mm çapındaki bir 5140 numunesi, benzer söndürme koşulları altında 40 mm çapındaki numunelerde bile korunan bir özellik olan martensit oluşumu nedeniyle kesiti boyunca tutarlı sertlik gösterir. Ancak, sertleştirilebilirliği genellikle aşağıdaki gibi daha yüksek alaşımlı sınıflardan daha düşüktür: 4140 çelik veya 4340 çelik; bu, homojen bir sertlik elde etmenin kritik önem taşıdığı çok büyük kesitlerde işlem yapılırken dikkate alınmalıdır, çünkü daha yüksek alaşımlı alternatifler daha derin sertleştirme sağlayabilir.

• Tavlama İşlemi: Sertleştirmeden sonra çelik son derece serttir ancak çoğu uygulama için genellikle çok kırılgandır. Tavlama, söndürülmüş çeliğin alt kritik sıcaklığının (Ac1) altındaki belirli bir sıcaklığa, tipik olarak 175°C ile 705°C (350°F ile 1300°F) arasına yeniden ısıtılmasını içerir. Seçilen tavlama sıcaklığı, özelliklerin nihai dengesini belirler.
• Sonuç: Tavlama, sertliği ve mukavemeti bir dereceye kadar azaltır ancak sünekliği ve tokluğu önemli ölçüde artırarak söndürme sırasında oluşan iç gerilimleri hafifletir. Bu işlem, 5140 alaşımlı çelik bileşenlerinin nihai mekanik özellikleri üzerinde hassas kontrol sağlayarak bunları belirli hizmet taleplerine göre uyarlamayı sağlar.

3.4 5140 Alaşımlı Çeliklerin Temperlenmesi

5140 düşük alaşımlı çelik, bainitik bir mikro yapı üreten izotermal bir dönüşüm süreci olan ostemperleme için oldukça uygun kabul edilir.

• İşlem: Ostemperleme, çeliğin ostenitleme sıcaklığından doğrudan martensit başlangıç sıcaklığının (Ms) üstünde ancak perlit oluşum aralığının altında (tipik olarak bainit dönüşüm bölgesi içinde) bir sıcaklığa kadar söndürülmesini içerir. Çelik, ostenit tamamen bainite dönüşene kadar bu sıcaklıkta tutulur. 5140 çeliği için, bu bainite dönüşüm genellikle 315°C ila 400°C (600°F ila 750°F) arasındaki sıcaklıklarda tutulduğunda 1 ila 10 dakika içinde tamamlanır.
• Sonuç: Bu işlem, mukavemet, tokluk ve sünekliğin mükemmel birleşimiyle bilinen ve geleneksel söndürme ve temperlemeyle karşılaştırıldığında genellikle daha az bozulmaya sahip bir bainitik mikro yapı ile sonuçlanır. 5140 alaşımlı çeliğin bileşimi, soğutma sırasında perlit oluşumunu atlatmak için daha fazla zamana sahip olması nedeniyle, 1080 gibi düz karbonlu çeliklere kıyasla daha büyük kesit boyutlarında östemperlemeye olanak tanır.

3.5 5140 Alaşımlı Çeliklerin İndüksiyonla Sertleştirilmesi

Yüksek yüzey sertliği ve aşınma direncinin sert bir çekirdekle birleştiği uygulamalar için 5140 alaşımlı çelik etkili bir şekilde indüksiyonla sertleştirilebilir. Bu işlem genellikle istenen çekirdek özelliklerini oluşturmak için ilk sertleştirme ve temperleme işleminden sonra gerçekleştirilir.

• İşlem: Endüksiyon sertleştirme, çeliğin yüzey tabakasını dönüşüm sıcaklığının üzerine hızla ısıtmak için elektromanyetik indüksiyon kullanan ve ardından hemen söndürme işlemine tabi tutan bir yüzey sertleştirme tekniğidir.
• Sonuç: Bu, çekirdeğin önceden belirlenmiş faydalı özelliklerini (tokluk veya yüksek mukavemet gibi) korurken sert bir yüzey kılıfı oluşturur. 5140 alaşımlı çelik için (bu özellik nedeniyle genellikle 4140 ile aynı grupta yer alır), indüksiyon sertleştirme, bileşenin çapına ve özel işlem parametrelerine bağlı olarak çekirdek mukavemetleri genellikle 100-140 kgf/mm² arasında değişen, 1,0 mm ila 2,0 mm arasında kabuk derinliklerine ulaşabilir. Bu çift özellikli özellik, yüzey aşınmasına ve çekirdek gerilimlerine maruz kalan bileşenler için oldukça avantajlıdır.

3.6 5140 Alaşımlı Çelik için Isıl İşlem Seçeneklerinin Özeti

Size daha net bir genel bakış sağlamak için, aşağıdaki tablo 5140 alaşımlı çeliğe yönelik temel ısıl işlem süreçlerini özetlemektedir:

4. Uygulamalar

İşte 5140 alaşımlı çeliğin çeşitli endüstriyel kullanımlardaki yeteneklerini gösteren, genellikle hangi alanlarda öne çıktığına daha yakından bir bakış:

Bu Uygulamalar İçin Neden 5140 Alaşımlı Çelik Seçilmelidir?

Bu çeşitli uygulamalardaki ortak nokta, üstün bir mukavemet, tokluk ve sertleştirilebilirlik kombinasyonu sunan bir malzemeye olan sürekli ihtiyaçtır. 5140 alaşımlı çelik, güvenilir ve tutarlı performansıyla tanınan, sağlam bir sertleştirme sınıfı düşük alaşımlı çeliktir. Özellikle orta kesit boyutlarına sahip parçalar için etkilidir. Bu tür bileşenlerde, özel sertleştirilebilirlik özellikleri kapsamlı, düzgün sertleştirmeye (tam sertleştirme olarak bilinir) olanak tanır. Bu, 1040 gibi daha basit karbon çelik sınıflarına göre belirgin bir avantaj sağlayarak, kritik pimlerden ve şaftlardan dayanıklı dişlilere ve dövmelere kadar bileşenlerinizin amaçlanan servis ortamlarında güvenilir, uzun ömürlü performans için istenen mekanik özelliklere ulaşmasını sağlar.

5. 5140 Alaşımlı Çelik Eşdeğerleri Sınıfları

• SAE/AISI: 5140
• ASTM: A29/A29M
• ISO: 683-1 (benzer sınıf kavramı)
• Türkçe: 41Cr4 / 42Cr4 (Malzeme No. 1.7035)
• JIS: SCR440