D2 çeliği ile 4140 arasındaki farklar nelerdir?

D2 çeliği ve 4140: D2 takım çeliği Ve 4140 çelik Her ikisi de önemli demir alaşımlarıdır, ancak farklı sınıflara aittirler ve farklı uygulamalar için tasarlanmışlardır, benzersiz özellikler gösterirler ve özel ısıl işlemler gerektirirler.

Kompozisyon

Element	D2 Takım Çeliği (%)	4140 Çelik (%)
Karbon (C)	1.40 – 1.60	0.38 – 0.43
Krom (Cr)	11.00 – 13.00	0.80 – 1.10
Molibden (Mo)	0.70 – 1.20	0.15 – 0.25
Manganez (Mn)	0.10 – 0.60	0.75 – 1.00
Vanadyum (V)	0.50 – 1.10	–
Silisyum (Si)	0.10 – 0.60	0.15 – 0.35
Fosfor (P)	≤ 0,03	≤ 0,035
Sülfür (S)	≤ 0,03	≤ 0,040

Mekanik Özellikler

1. Sertlik. D2 çelik sertliği Isıl işlemden sonra 60 ila 62 HRC'dir. 4140 çeliği de ısıl işlemle yüksek sertliğe ulaşabilse de, bu değer D2 çeliğinden daha düşüktür. Söndürülmüş ve temperlenmiş 4140 çeliği, temperleme sıcaklığına bağlı olarak 235 HB ile 578 HB arasında değişebilir.
2. SertleştirilebilirlikD2, hava ile sertleşen bir çeliktir; yani havada soğutularak sertleştirilebilir ve bu da bozulmayı en aza indirir. 4140 çeliği orta düzeyde sertleştirilebilirliğe sahiptir. İnce kesitlerde hava ile sertleştirilebilirken, pratikte genellikle tam sertleştirme için yağda soğutulur.
3. SertlikD2 çeliğinin tokluğu düşüktür. Ancak, 4140 çeliğinin tokluğu daha iyidir. Tokluk özellikleri tavlama sıcaklığından etkilenir; örneğin, mavi kırılganlığı önlemek için genellikle 230 ila 370°C (450 ila 700°F) arasında tavlamadan kaçınılır.
4. Aşınma DirenciD2 çeliği son derece yüksek giymek 4140 çeliğinden daha yüksek bir dirence sahiptir. 4140 Çelik, nitrürleme veya indüksiyon sertleştirme gibi yüzey sertleştirme işlemleriyle aşınma direncini önemli ölçüde artırabilir.
5. İşlenebilirlikD2, 100 dereceli 1% karbon çeliğine kıyasla 45 dereceli işlenebilirlik ile zayıf işlenebilirliğe sahiptir. 4140, özellikle SAE 1140 gibi kükürtlenmiş versiyonları iyi işlenebilirliğe sahiptir.
6. Boyutsal KararlılıkD2 çeliği, ısıl işlem sırasında minimum deformasyona uğrar. Hava ile söndürüldüğünde, inç başına yaklaşık 0,0005 inç (0,0005 mm/mm) genleşir veya büzülür. 4140 çeliğinin boyut kararlılığı genellikle iyidir, ancak tüm çelikler gibi, özellikle yüksek karbon içeriğine sahip olduğunda, söndürme sırasında bozulmaya maruz kalır ve bu da çatlama olasılığını artırabilir.

Isıl İşlem

• Isıl İşlem D2 Çelik:
  • Tavlama: İşlenebilirlik açısından uygun tavlama çok önemlidir.
  • Sertleştirme: Genellikle hava ile sertleştirilir. Austenitleme sıcaklıkları 980 ila 1025 °C (1800 ila 1875 °F) arasındadır.
  • Tavlama: Genellikle iki kez temperlenir. Düşük sıcaklıklarda (örneğin 200 °C) temperlenerek maksimum sertliğe ulaşılabilir.
  • Yüzey İşlem: Yüzey sertliğini ve aşınma direncini önemli ölçüde artırmak için iyon nitrürleme yapılabilir.
• 4140 Çelik:
  • Normalleştirme: 845-925 °C'ye (1550-1700 °F) kadar ısıtın ve havada soğutun.
  • Tavlama: 830-870 °C'ye (1525-1600 °F) kadar ısıtın ve fırında yavaşça soğutun.
  • Söndürme: Genellikle 855 °C'den (1575 °F) itibaren yağda söndürülür. Geleneksel ve hızlı yağlar, bu çelik için eşdeğer özellikler sağlar. Yağda söndürme, temperlenmiş martensit mikro yapısının oluşmasını sağlar.
  • Tavlama: İstenilen mukavemet ve sertliğe ulaşmak için 205-705 °C (400-1300 °F) arasında çeşitli sıcaklıklarda temperlenebilir. Mavi kırılganlığı önlemek için genellikle 230-370 °C (450-700 °F) arasında temperlenmez.
  • Küreselleştirme: 760-775 °C'ye (1400-1425 °F) ısıtın, 4-12 saat bekletin, sonra yavaşça soğutun.
  • Yüzey Sertleştirme: Elektron ışınıyla sertleştirme, nitrürleme (çift kademeli ve tek kademeli) ve indüksiyon sertleştirmede yaygın olarak kullanılır. Yüksek krom içeriği ve nikel içermeyen yapısı sayesinde, krom içeren düşük alaşımlı çelikler arasında en iyi nitrürleme özelliklerini sergiler.

Uygulamalar

D2 çeliği, uzun vadeli üretim, yüksek aşınma direnci ve boyutsal kararlılık gerektiren uygulamalar için uygundur. Tipik uygulama alanları arasında kesme ve damgalama takımları ve kalıpları, delme kalıpları ve takımları, dövme işlemleri ve düzeltme takımları bulunur.

4140 çeliği, orta düzeyde sertleştirilebilirlik ve iyi mukavemet ve tokluk gerektiren bileşenler için uygun, çok yönlü bir mühendislik çeliğidir. Başlıca uygulama alanları arasında tahrik milleri, yüksek yük taşıyan otomotiv bileşenleri için miller, kritik uygulamalardaki dişliler ve otomotiv motorlarındaki yüksek yük taşıyan bileşenler bulunur.

Özet

D2 çeliği, aşınma direnci ve boyutsal kararlılık gerektiren uygulamalarda kullanılır. 4140 çeliği, yapısal ve mekanik bileşenler için iyi bir mukavemet ve tokluk dengesi sağlayan genel amaçlı bir alaşımlı çeliktir. Yüksek performanslı bir takım çeliği olan D2 çeliği, karmaşık bir alaşım bileşimine sahip olduğundan, genellikle yaygın 4140 alaşımlı çelikten daha pahalıdır.