AISI 4340 čelik ili kromolijev čelik

Čelik AISI 4340

Čelik 4340 je niskolegirani čelik visoke čvrstoće koji se općenito isporučuje u uvjetima kaljenja i kaljenja (Q&T).

Obično se naziva AISI 4340 ili jednostavno 4340 čelik ili kromolijski čelik. AISI je kratica za American Iron and Steel Institute, a to je organizacija koja je razvila standardni sustav klasifikacije za vrste čelika u Sjedinjenim Državama.

Poznat je po svojoj izvrsnoj žilavosti, poboljšanim svojstvima puzanja, duktilnosti i visokom omjeru čvrstoće i težine, što ga čini idealnim izborom za širok raspon primjena.

Često se koristi u zrakoplovnoj, automobilskoj i građevinskoj industriji za različite primjene, uključujući zupčanike, radilice, klipnjače i druge visokonapregnute komponente.

U ovom ćemo članku pokriti što je čelik AISI 4130, ekvivalentne materijale, standarde za čelik 4130, njegov kemijski sastav, mehanička svojstva, toplinsku obradu, zavarivanje, kaljenje i primjenu čelika 4340.

4340 specifikacije i standardi materijala za čelik

Postoji nekoliko specifikacija materijala i standarda koji se primjenjuju na čelik 4340, ovisno o namjeravanoj primjeni čelika i zahtjevima određene industrije. Neke uobičajene specifikacije materijala i standardi za čelik 4340 uključuju:

• ASTM A29
• EN10250 (36CrNiMo-4 stupanj, br. 1.6511)
• ASTM A322
• SAE J404
• SAE J1268
• AMS 6359

4340 Ekvivalentni materijali od čelika

UNS broj čelika 4340 je G43400. Nije neuobičajeno da različite zemlje ili industrije imaju svoje specifične standarde i specifikacije za vrste čelika, i kao rezultat toga, postoji nekoliko ekvivalentnih materijala za čelik 4340.

Neki uobičajeni materijali ekvivalentni čeliku 4340 uključuju:

1. DIN 1.6511: Ovo je njemački stupanj čelika koji je ekvivalentan čeliku 4340.
2. BS EN 24: Ovo je britanski stupanj čelika koji je ekvivalentan čelicima 4340.
3. JIS SNCM439 (SNCM8): Ovo je japanska klasa čelika koja je ekvivalentna čeliku 4340.
4. GB 40CrNiMoA: Ovo je kineska klasa čelika koja je ekvivalentna čelicima 4340.
5. ASTM A434 (klasa BC): Ovo je američki stupanj čelika koji je ekvivalentan čeliku 4340.
6. 36CrNiMo4: Ovo je europski čelik u skladu s EN10250, također označen brojem 1.6511.

Mogu postojati male razlike u kemijskom sastavu i mehaničkim svojstvima ovisno o specifičnim standardima i specifikacijama koje se slijede.

Uvijek je dobra ideja konzultirati se s inženjerom za materijale ili dobavljačem čelika kako biste odredili najprikladniji ekvivalentni materijal za određenu primjenu.

Kemijski sastavi čelika 4340

Čelik 4340 je legirani čelik koji osim željeza sadrži nekoliko elemenata. Glavni legirajući elementi koji se nalaze u čeliku 4340 su krom, molibden i nikal.

Ovi elementi daju čeliku njegovu visoku čvrstoću i žilavost, kao i njegovu sposobnost da izdrži visoke temperature.

Specifični kemijski sastavi čelika 4340 mogu malo varirati ovisno o proizvođaču, ali tipični raspon je sljedeći:

• Ugljik: 0,38-0,43%
• Mangan: 0,65-0,90%
• Fosfor: 0,010% max
• Sumpor: 0,010% max
• Silicij: 0,15-0,35%
• Krom: 0,70-0,90%
• Molibden: 0,20-0,30%
• Nikal: 1,65-2,0%

Mehanička svojstva čelika 4340

Čelik 4340 ima izvrsna mehanička svojstva, uključujući visoku čvrstoću i žilavost. Također ima dobru duktilnost i otpornost na habanje.

Mehanička svojstva čelika 4340 mogu varirati ovisno o toplinskoj obradi i procesu proizvodnje, ali tipični raspon je sljedeći:

• Vlačna čvrstoća: 108 ksi (745 MPa)
• Napon razvlačenja: 68,2 ksi (470 MPa)
• Istezanje: 13- 22% (na temelju uvjeta toplinske obrade).
• Smanjenje površine: 50%
• Tvrdoća: 217 HBW

Toplinska obrada čelika 4340

Čelik 4340 može se toplinski obraditi za postizanje širokog raspona mehaničkih svojstava. Najčešća toplinska obrada čelika 4340 je kaljenje i kaljenje.

Ovaj proces uključuje zagrijavanje čelika na visoku temperaturu, nakon čega slijedi brzo hlađenje (kaljenje) i ponovno zagrijavanje na nižu temperaturu (kaljenje).

Temperatura kaljenja (objašnjeno kasnije u ovom postu) i trajanje mogu se prilagoditi kako bi se postigla željena mehanička svojstva. Druge mogućnosti toplinske obrade za čelik 4340 uključuju žarenje, normalizaciju i smanjenje naprezanja.

Zavarivanje čelika 4340

Čelik 4340 može se zavarivati ​​bilo kojim standardnim postupkom zavarivanja, iako je važno koristiti toplinsku obradu pred zagrijavanjem i nakon zavarivanja kako bi se izbjeglo pucanje.

Pročitajte više: Kako zavariti čelik 4340.

Preporučena temperatura predgrijavanja je 350-400°F, a preporučena toplinska obrada nakon zavarivanja je 1000-1200°F tijekom jednog sata.

Također je važno koristiti elektrodu s niskim sadržajem vodika i održavati međuprolaznu temperaturu ispod 350°F kako bi se spriječilo pucanje vodika.

AISI 4340 toplinska obrada čelika za smanjenje naprezanja

Toplinska obrada čelika AISI 4340 za smanjenje naprezanja provodi se u temperaturnom rasponu od 600 °C – 650 °C, ali pazite da temperatura bude niža od temperature kaljenja.

Vrijeme držanja obično je 1 sat po inču debljine materijala.

AISI 4340 Temperatura kaljenja čelika

AISI 4340 čelik je čelik visoke čvrstoće s dobrom duktilnošću, žilavošću i otpornošću na udarce. Često se koristi u kaljenom i kaljenom stanju.

Temperatura kaljenja za čelik AISI 4340 obično je između 400°C i 600°C, ovisno o željenim svojstvima i razini tvrdoće.

Kaljenje na višim temperaturama rezultirat će nižom tvrdoćom i smanjenom čvrstoćom, dok će niže temperature kaljenja povećati tvrdoću kao i čvrstoću, ali također povećati rizik od lomljivosti.

Kaljenje čelika 4340 na 450°F (230°C) rezultirat će čvrstoćom materijala u rasponu od 260-280 Ksi. Kaljenje na 950°F (510°C) rezultirat će čvrstoćom materijala u rasponu od 125-200 Ksi.

Važno je pažljivo kontrolirati temperaturu kaljenja kako bi se postigla željena ravnoteža svojstava čelika AISI 4340.

Kaljenje čelika 4340

Čelik 4340 može se kaliti kroz proces koji se naziva indukcijsko kaljenje. Ovaj proces uključuje zagrijavanje čelika na visoku temperaturu u rasponu austenizacije od 830 °C – 860 °C pomoću indukcijske zavojnice, nakon čega slijedi kaljenje u ulju ili vodi.

Nakon toga slijedi kaljenje na oko 150°C – 200°C kako bi se održala žilavost materijala kao i postignuta razina tvrdoće.

Specifična temperatura otvrdnjavanja i medij za kaljenje mogu se podesiti kako bi se postigla željena tvrdoća i žilavost. Važno je pažljivo kontrolirati proces zagrijavanja i kaljenja kako bi se izbjeglo pregrijavanje ili neravnomjerno stvrdnjavanje.

Primjene čelika 4340

Čelik AISI 4340 svestrana je legura koja se može koristiti u širokom rasponu primjena. Neke uobičajene primjene čelika AISI 4340 uključuju:

1. Zrakoplovne komponente: čelik AISI 4340 često se koristi u proizvodnji zrakoplovnih i zrakoplovnih komponenti zbog visokog omjera čvrstoće i težine i dobre otpornosti na zamor.
2. Automobilske komponente: AISI 4340 čelik koristi se u proizvodnji raznih automobilskih komponenti, kao što su zupčanici, koljenasta vratila i klipnjače, zbog svoje visoke čvrstoće i dobre otpornosti na trošenje.
3. Konstrukcija: Čelik AISI 4340 koristi se u građevinskoj industriji za aplikacije kao što su skele i teški strojevi.
4. Nafta i plin: Čelik AISI 4340 obično se koristi u industriji nafte i plina za opremu za bušenje, glave bušotina i druge komponente.
5. Prijenos snage: čelik AISI 4340 koristi se u proizvodnji zupčanika i drugih komponenti za prijenos snage zbog svoje visoke čvrstoće i dobre otpornosti na zamor.
6. Sportska oprema: čelik AISI 4340 također se koristi u proizvodnji različite sportske opreme, kao što su palice za golf i okviri bicikala, zbog svoje visoke čvrstoće i dobre otpornosti na udarce.

Open this in UX Builder to add and edit content