Acier allié AISI 4140 - ASTM A29

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Acier allié 4140 Formulaire d'approvisionnement et taille et tolérance

Formulaire d'approvisionnement	Taille (mm)	Traiter	Tolérance
Rond	Φ6-Φ100	Étiré à froid	Noir brillant	Meilleur H11
	Φ16-Φ350	Laminé à chaud	Noir	-0 / + 1 mm
	Φ16-Φ350	Laminé à chaud	Pelé / moulu	Meilleur H11
	Φ90-Φ1000	Forgé à chaud	Noir	-0 / + 5 mm
	Φ90-Φ1000	Forgé à chaud	Rugueux tourné	-0 / + 3 mm
Plat / carré / bloc	Épaisseur: 120-800	Forgé à chaud	Noir	-0 / + 8 mm
Plat / carré / bloc	Largeur: 120-1500	Forgé à chaud	Rugueux usiné	-0 / + 3 mm

Remarque: la tolérance peut être personnalisée selon les demandes

Acier 4140 Composition chimique

Standard	Classe	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Mo
ASTM A29	4140	0,38-0,43	0,15-0,35	0,75-1,00	≤ 0,035	≤ 0,04	0,8-1,1	-	0,15-0,25
EN10083	42CrMo4	0,38-0,45	≤ 0,4	0,6-0,90	≤ 0,025	≤ 0,035	0,9-1,2	-	0,15-0,30
EN10083	1,7225	0,38-0,45	≤ 0,4	0,6-0,90	≤ 0,025	≤ 0,035	0,9-1,2	-	0,15-0,30
JIS G4105	SCM440	0,38-0,43	0,15-0,35	0,6-0,85	≤ 0,035	≤ 0,04	0,9-1,2	-	0,15-0,30
GB 3077	42CrMo	0,38-0,45	0,17-0,37	0,5-0,80	≤ 0,035	≤ 0,035	0,9-1,2	-	0,15-0,25
BS 970	EN19	0,35-0,45	0,15-0,35	0,5-0,80	≤ 0,035	≤ 0,035	0,9-1,5	-	0,2-0,40

Acier 4140 Propriété physique

Densité g / cm3	7,85
Point de fusion ° C	1416
Coefficient de Poisson	0,27-0,30
Usinabilité (AISI 1212 comme usinabilité 100%)	65%
Coefficient de dilatation thermique µm / m ° C	12.2
Conductivité thermique W / (mK)	46
Module d'élasticité 10 ^ 3 N / mm2	210
Résistivité électrique Ohm.mm2 / m	0,19
Capacité thermique spécifique J / (kg.K)	460
Module d'élasticité 10 ^ 3 N / mm2	100 ℃	200 ℃	300 ℃	400 ℃	500 ℃
Module d'élasticité 10 ^ 3 N / mm2	205	195	185	175	165
Dilatation thermique 10 ^ 6 m / (mK)	100 ℃	200 ℃	300 ℃	400 ℃	500 ℃
Dilatation thermique 10 ^ 6 m / (mK)	11.1	12.1	12.9	13.5	13.9

Acier 4140 Propriété mécanique

Condition mécanique	R	S	S	T	U	V	W
Section de décision mm	250	250	150	100	63	30	20
Résistance à la traction Mpa	700-850	770-930	770-930	850-1000	930-1080	1000-1150	1080-1230
Limite d'élasticité Mpa Min	480	540	570	655	740	835	925
Allongement %	15	13	15	13	12	12	12
Izod Impact J Min	34	27	54	54	47	47	40
Charpy Impact J Min	28	22	50	50	42	42	35
Dureté Brinell HB	201-255	233-277	233-277	248-302	269-331	293-352	311-375

Acier 4140 Résistance à haute température

Pour les pièces forgées lourdes trempées et revenus
Diamètre mm	Limite d'élasticité MPa
Diamètre mm	20 ℃	100 ℃	200 ℃	250 ℃	300 ℃	350 ℃	400 ℃
≤250	510	486	461	441	422	392	363
250-500	460	431	412	402	382	353	324
500-750	390	333	333	324	304	275	245

Acier 4140 Forgeage

La température de forgeage doit être effectuée entre 900 ℃ -1200 ℃, plus la température de fin de forgeage est basse, plus la taille du grain est fine.Tenez la température jusqu'à ce qu'elle soit uniforme avant la forge, température de forgeage minimum 850 ° C, donc ne forgez pas en dessous de 850 ℃ L'acier .AISI 4140 doit être refroidi aussi lentement que possible à l'air calme ou dans le sable après avoir été forgé.

Acier 4140 Normaliser

La normalisation est utilisée pour affiner la structure des pièces forgées qui auraient pu refroidir de manière non uniforme après forgeage, et considérée comme un traitement de conditionnement avant le traitement thermique final.La température de normalisation pour l'acier AISI 4140 doit être effectuée entre 870 ℃ -900 ℃. maintenir le temps approprié pour que l'acier soit complètement chauffé pour terminer la transformation du ferrite en austénite. Refroidir à l'air calme.

Acier 4140 Recuit

Après forgé, l'acier AISI 4140 peut être recuit. Refroidir lentement dans le four.Ce traitement formera une structure adaptée à l'usinage.La dureté maximale est de 241 HB.

Acier 4140 Durcissement

Ce traitement thermique permettra d'obtenir une structure martensite après trempe.Il doit être effectué entre 840 ℃ -875 ℃, maintenir le temps approprié pour que l'acier soit complètement chauffé, tremper pendant 10 à 15 minutes par section de 25 mm et tremper dans l'huile, l'eau ou polymère selon les besoins. La trempe doit être suivie immédiatement après la trempe.

Acier 4140 Trempe

Trempe est généralement effectuée pour soulager les contraintes du processus de durcissement, mais principalement pour obtenir la dureté et les propriétés mécaniques requises. La température de revenu réelle sera choisie pour répondre aux propriétés requises. Chauffer soigneusement l'AISI 4140 à une température appropriée, généralement entre 550 ℃ -700 ℃, faire tremper à la température pendant 2 heures par 25 mm de section de réglage, puis refroidir à l'air. entre 250 ℃ -375 ℃ n'est pas évité car un revenu dans cette plage réduira sérieusement la valeur d'impact, entraînant une fragilité du revenu.

Acier 4140 Application

L'acier AISI 4140 trouve de nombreuses applications comme pièces forgées pour les industries aérospatiale, pétrolière et gazière, automobile, agricole et de la défense, etc. , pièces d'exploitation forestière, arbres, pignons, goujons, pignons, arbres de pompe, vérins et couronnes, etc.

SAE 4140 VS AISI 4140

Avec l'augmentation du volume des échanges internationaux de matériaux en acier, les codes de qualité d'acier SAE/AISI sont souvent rencontrés dans les demandes de renseignements, tels que les codes communs AISI 4140 et SAE 4140, SAE 1045 et AISI 1045, AISI 4340 et SAE 4340, etc.

Donc la question est, représentent-ils le même matériau ?

Précisons tout d'abord qu'AISI et SAE signifient l'American Iron and Steel Institute (AISI) et la Society of Automotive Engineers (SAE). Ces deux associations ont participé à la normalisation du système de codage numérique de l'acier, et progressivement intégré dans le Système de joint de nomenclature de nuance d'acier AISI/SAE.

La valeur de SAE/AISI est que les ingénieurs techniques peuvent obtenir des informations générales (mais non exhaustives) sur les types d'acier et leurs nuances grâce à ce système de nomenclature des nuances d'acier. Jusqu'à présent, les codes de nuances d'acier SAE et AISI sont souvent cités dans la citation et certification des produits sidérurgiques aux États-Unis, sans les distinguer délibérément.

Par conséquent, à partir de ce qui précède, on peut voir que "4140", "AISI 4140" ou "SAE 4140", bien qu'écrit différemment, mais dans la plupart des applications industrielles générales, tout ce qui précède est considéré comme équivalent.

Température critique pour le traitement thermique de SAE 4140

Ac1:730℃
Ac3:780℃
Ar1:690℃
Mme : 360℃

Traitement thermique pour SAE 4140

Normaliser

Après le travail à chaud, la normalisation SAE 4140 peut affiner les grains, homogénéiser la structure et préparer la structure pour le traitement thermique final (en particulier pour Q&T).

Détails du processus :

Température de normalisation : 840-880 °C
Chauffage et conservation de la chaleur par étapes à 450°C, 650°C
Contrôler la vitesse de chauffage pour assurer un chauffage uniforme.
Refroidissement par air, qui peut être accéléré en soufflant de l'air ou du brouillard d'eau.

Diagramme de normalisation SAE 4140

Recuit

Pour le recuit de SAE 4140, l'objectif principal est de réduire la dureté, d'améliorer l'usinabilité et de réduire les contraintes résiduelles.
Les méthodes de recuit courantes sont généralement divisées en types suivants.

Recuit complet (recuit de recristallisation)：800-850°C
Recuit isotherme：675°C
Recuit anti-stress：600-650°C

Méthode de refroidissement : refroidissement du four

Diagramme de recuit SAE 4140

Trempe et revenu (QT) pour SAE 4140

La trempe et le revenu font référence à un processus de traitement thermique utilisé pour améliorer les propriétés mécaniques globales des matériaux en acier. C'est-à-dire qu'après trempe, il est soumis à un traitement de revenu à haute température.

Pour l'acier SAE 4140, le but de la trempe et du revenu est de faire en sorte que le matériau obtienne une bonne combinaison de résistance et de ténacité, qui présente non seulement une résistance élevée, mais également une excellente ténacité, plasticité et performances de coupe.

Détails du processus :

température 1.Quenching : 840-880°C
2. maintenez à cette température puis trempez dans de l'huile ou de l'eau
3. Trempe dès que possible lorsque la température est basse à ambiante
4. chauffer uniformément à la température appropriée de 540-680 ° C
5. garder le matériau hors du four, puis refroidir à l'air

Dureté de trempe : 55-59HRC

Température de trempe : 220-650 °C, dureté correspondante : 28-58HRC.

Propriété mécanique Pour SAE 4140 à l'état trempé et revenu

1.Résistance à la traction : ≥1100MPa
point 2.Yield : ≥950MPa
3.Réduction en pourcentage de la zone après fracture : ≥45%
4. Allongement après fracture : ≥12%
5. test d'impact (+ 20 ° C): transversal - 26 ~ 42J; Longitud - 49 ~ 55J

Condition de livraison

1. forme: rond / carré / plat / arbres / rouleaux / blocs
2. état de surface: surface noire / surface brillante
3. traitement thermique: normalisé / recuit / QT
4. rectitude: Max 3 mm / m (une rectitude améliorée peut être disponible sur demande)
5. longueur: 3000-5800mm adapté pour un conteneur de 20 ″. au-dessus de 6000 mm, convient pour un conteneur de 40 pouces
6. granulométrie: 5-8 selon ASTM E112-96
7. norme ultrasonique: Sep1921 / ASTM A388 / EN 10228-3
8. dureté typique: HB269-302
9.Inclusion non métallique: 2 max selon ASTM E45 / K4≤20 selon DIN 50602
10.Rapport de forgeage: minimum 4: 1
11.Ingot Fusion: EAF + LF + VD
12.Marquage: Grade / Poids / Longueur / Taille / Numéro de chaleur

Certification de qualité

Un rapport d'essai du matériau (certificat d'inspection EN 10204 3.1) sera fourni, documentant les éléments suivants:
1. analyse chimique
2. propriétés mécaniques
3. dureté de surface
4.Inclusion non métallique
5. processus de traitement thermique
6. taille des grains
7. ratio de forgeage
rapport de test 8.Ultrasonic