AISI 4140 合金鋼 – ASTM A29
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4140合金鋼 供應形式、尺寸和公差
供貨形式 | 尺寸(mm) | 過程 | 寬容 | |
圓形的 | Φ6-Φ100 | 冷拔 | 亮/黑 | 最佳 H11 |
Φ16-Φ350 | 熱軋 | 黑色的 | -0/+1mm | |
去皮/研磨 | 最佳 H11 | |||
Φ90-Φ1000 | 熱鍛 | 黑色的 | -0/+5mm | |
粗加工 | -0/+3mm | |||
平/方/塊 | 厚度:120-800 | 熱鍛 | 黑色的 | -0/+8mm |
寬度:120-1500 | 粗加工 | -0/+3mm |
備註:公差可根據要求定制
4140鋼 化學成分
標準 | 年級 | C | 矽 | 錳 | 磷 | 秒 | 鉻 | 你 | 莫 |
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 |
1.7225 | |||||||||
JIS G4105 | 單片機440 | 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 |
4140鋼 物理特性
密度 g/cm3 | 7.85 | ||||
熔點 °C | 1416 | ||||
泊鬆比 | 0.27-0.30 | ||||
機械加工性(AISI 1212 為 100% 機械加工性) | 65% | ||||
熱膨脹係數 µm/m°C | 12.2 | ||||
導熱係數 W/(mK) | 46 | ||||
彈性模量 10^3 N/mm2 | 210 | ||||
電阻率 Ohm.mm2 /m | 0.19 | ||||
比熱容 J/(kg.K) | 第460章 | ||||
彈性模量 10^3 N/mm2 | 100℃ | 200℃ | 300℃ | 400℃ | 500℃ |
205 | 195 | 185 | 175 | 165 | |
熱膨脹 10^6 m/(mK) | 100℃ | 200℃ | 300℃ | 400℃ | 500℃ |
11.1 | 12.1 | 12.9 | 13.5 | 13.9 |
4140鋼 機械性能
機械條件 | 電阻 | 秒 | 秒 | 噸 | 你 | 伏 | 寬 |
橫斷面 mm | 250 | 250 | 150 | 100 | 63 | 30 | 20 |
抗拉強度 Mpa | 700-850 | 770-930 | 770-930 | 850-1000 | 930-1080 | 1000-1150 | 1080-1230 |
屈服強度 Mpa Min | 第480章 | 540 | 第570章 | 第655章 | 第740章 | 第835章 | 925 |
伸長率 % | 15 | 13 | 15 | 13 | 12 | 12 | 12 |
懸臂梁衝擊 J Min | 34 | 27 | 54 | 54 | 47 | 47 | 40 |
夏比衝擊 J Min | 28 | 22 | 50 | 50 | 42 | 42 | 35 |
硬度布氏硬度HB | 201-255 | 233-277 | 233-277 | 248-302 | 269-331 | 293-352 | 311-375 |
4140鋼 高溫強度
用於調質重型鍛件 | |||||||
直徑mm | 屈服強度 MPa | ||||||
20℃ | 100℃ | 200℃ | 250℃ | 300℃ | 350℃ | 400℃ | |
≤250 | 510 | 第486章 | 第461章 | 第441章 | 第422章 | 第392章 | 第363章 |
250-500 | 第460章 | 第431章 | 第412章 | 第402章 | 第382章 | 第353章 | 第324章 |
500-750 | 390 | 第333章 | 第333章 | 第324章 | 304 | 275 | 245 |
4140鋼 鍛造
鍛造溫度應在900℃-1200℃之間進行,鍛造結束溫度越低,晶粒越細。鍛造前保持溫度均勻,最低鍛造溫度850℃,所以不要在850℃以下鍛造.AISI 4140 鋼鍛造後應在靜止空氣或砂中盡可能緩慢冷卻。
4140鋼 歸一化
正火用於細化鍛造後可能冷卻不均勻的鍛件組織,作為最終熱處理前的調質處理。AISI 4140鋼的正火溫度應在870℃-900℃之間。保持適當的時間使鋼徹底加熱,以完成鐵素體向奧氏體的轉變。在靜止空氣中冷卻。
4140鋼 退火
鍛造後,AISI 4140鋼可以進行退火。退火溫度應在800℃-850℃之間進行,保持適當的時間使鋼充分加熱。在爐中緩慢冷卻。這種處理將形成適合機械加工的結構。最大硬度為241 HB。
4140鋼 硬化
這種熱處理淬火後獲得馬氏體組織,應在840℃-875℃之間進行,保持適當的時間使鋼充分加熱,每25mm截面保溫10-15分鐘,油、水淬火或聚合物。淬火後應立即回火。
4140鋼 回火
回火 通常進行消除硬化過程中的應力,但主要是為了獲得所需的硬度和機械性能。實際回火溫度將根據要求的性能選擇。將AISI 4140小心加熱到合適的溫度,通常在550℃-700℃之間,每25mm劃線在該溫度下保溫2小時,然後在空氣中冷卻。回火在250℃-375℃之間是不能避免的,因為在這個範圍內回火會嚴重降低衝擊值,導致回火脆性。
4140鋼 應用
AISI 4140 鋼可用作航空航天、石油和天然氣、汽車、農業和國防工業等行業的鍛件。 4140 鋼的典型應用包括:鍛造齒輪、主軸、夾具、夾具、軸環、車軸、輸送機零件、撬槓,測井零件,軸,鏈輪,螺柱,小齒輪,泵軸,閘板和齒圈等
SAE 4140 與 AISI 4140
隨著鋼材國際貿易量的不斷增加,查詢中經常會遇到SAE/AISI鋼號代碼,如常見的AISI 4140和SAE 4140、SAE 1045和AISI 1045、AISI 4340和SAE 4340等。
那麼問題來了,它們代表的是同一種材料嗎?
首先需要說明的是,AISI和SAE分別代表美國鋼鐵協會(AISI)和美國汽車工程師協會(SAE)。這兩個協會參與了鋼材數字編碼體系的標準化工作,並逐漸融入AISI/SAE 鋼種命名聯合系統。
SAE/AISI的價值在於技術工程師可以通過這個鋼種命名系統獲得關於鋼種和鋼種的一般信息(雖然不全面)。目前,SAE和AISI的鋼種代號經常在報價單和美國鋼鐵產品的產品認證,沒有刻意區分。
因此,從上面可以看出,“4140”、“AISI 4140”或“SAE 4140”,雖然寫法不同,但在大多數一般工業應用中,以上任何一種都被認為是等同的。
SAE 4140 熱處理的臨界溫度
- Ac1:730℃
- Ac3:780℃
- Ar1:690℃
- 女士:360℃
SAE 4140 的熱處理
- 歸一化
熱加工後,SAE 4140正火,可以細化晶粒,均勻化組織,為最終熱處理(尤其是Q&T)準備組織。
過程細節:
- 正火溫度:840-880℃
- 450℃、650℃分步加熱保溫
- 控制加熱速度,保證加熱均勻。
- 空氣冷卻,可以通過吹空氣或水霧來加速。
SAE 4140 歸一化圖
- 退火
對於SAE 4140的退火,主要目的是降低硬度,提高切削加工性,降低殘餘應力。
常用的退火方法一般分為以下幾種。
- 完全退火(再結晶退火):800-850°C
- 等溫退火:675°C
- 去應力退火:600-650°C
冷卻方式:爐冷
SAE 4140 退火圖
- SAE 4140 的淬火和回火 (QT)
調質是指用於提高鋼材綜合力學性能的一種熱處理工藝。即淬火後,進行高溫回火處理。
對於SAE 4140鋼,調質的目的是使材料獲得強度和韌性的良好結合,不僅具有高強度,而且具有優良的韌性、塑性和切削性能。
過程細節:
1.淬火溫度:840-880℃
2.保持在這個溫度,然後在油或水中淬火
3.溫度低到環境溫度時盡快回火
4.均勻加熱至適宜溫度540-680°C
5.將物料留在爐外,然後在空氣中冷卻
淬火硬度:55-59HRC
回火溫度:220-650℃,對應硬度:28-58HRC。
SAE 4140 在淬火和回火狀態下的機械性能
1.抗拉強度:≥1100MPa
2.屈服點:≥950MPa
3.骨折後面積減少率:≥45%
4.斷後伸長率:≥12%
5.衝擊試驗(+20°C):橫向 – 26~42J;縱向 – 49~55J
交貨條件
1.形狀:圓形/方形/平面/軸/滾軸/塊
2.表面狀況:黑面/亮面
3.熱處理:正火/退火/QT
4.直線度:Max 3mm/m(可根據要求提供增強的直線度)
5.長度:3000-5800mm適用於20″集裝箱。 6000mm以上,適用於40″集裝箱
6.晶粒度:5-8 符合 ASTM E112-96
7.超聲波標準:Sep1921/ASTM A388/EN 10228-3
8.典型硬度:HB269-302
9. 非金屬夾雜物:2 最大符合 ASTM E45 /K4≤20 符合 DIN 50602
10.鍛造比:最小4:1
11.鑄錠熔煉:EAF+LF+VD
12.標記:等級/重量/長度/尺寸/熱號
質量認證
將提供材料測試報告(檢驗證書 EN 10204 3.1),記錄以下內容:
1.化學分析
2.機械性能
3.表面硬度
4.非金屬夾雜物
5.熱處理工藝
6.粒度
7.鍛造比
8.超聲波檢測報告
SAE 4140 的供應尺寸和條件
- 圓棒: Dia.80 – 1,000mm 鍛造
- 平/方棒: 厚度 Max.800mm
- 軸、滾子、塊: 定製或根據圖紙
- 軋製圓棒:直徑 14 – 350 毫米,具有 UT 保證
熱處理:調質 (+QT)、正火 (+N)、退火 (+A)
表面處理:黑色/粗糙車削/去皮