Ο βαθμός AISI/SAE 4140 είναι ένα ευέλικτο κράμα με καλή αντοχή στη διάβρωση στην ατμοσφαιρική και λογική αντοχή. Δείχνει καλούς συνολικούς συνδυασμούς αντοχής, σκληρότητας, αντοχής στη φθορά και αντοχής στην κόπωση.
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ
Αυτό το κράμα βρίσκει πολλές εφαρμογές ως σφυρηλάτηση για τη βιομηχανία αεροδιαστημικής και πετρελαίου και φυσικού αερίου, μαζί με μυριάδες χρήσεις στην αυτοκινητοβιομηχανία, τη γεωργία και την αμυντική βιομηχανία. Τυπικές χρήσεις είναι σφυρήλατα γρανάζια και άξονες, άξονες, εξαρτήματα, εξαρτήματα και κολάρα.
ΣΦΥΡΗΤΗΣΗ
Η σφυρηλάτηση αυτού του χάλυβα θα πρέπει να πραγματοποιείται μεταξύ 2200 και 1650 º F (1200 και 900 º C). Όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία φινιρίσματος από τη σφυρηλάτηση, τόσο λεπτότερο θα είναι το μέγεθος των κόκκων. Αυτό το κράμα δεν πρέπει ιδανικά να σφυρηλατείται κάτω από 1650 º F (900 º C) και θα πρέπει να ψύχεται αργά μετά τη σφυρηλάτηση.
ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ
Η θερμική επεξεργασία πραγματοποιείται μετά από θερμή κατεργασία για να καταστεί ο χάλυβας κατάλληλος για μηχανική κατεργασία και να πληροί τα εύρη μηχανικών ιδιοτήτων που καθορίζονται για τις ιδιαίτερες εφαρμογές του χάλυβα.
ΑΝΟΠΤΗΣΗ
Σφυρηλάτες ποιότητας 4140 μπορούν να ανόπτονται μεταφέροντας τα εξαρτήματα κατευθείαν από τη λειτουργία σφυρηλάτησης σε κλίβανο που διατηρείται σε κατάλληλη θερμοκρασία, μεταξύ 1450 και 1550 º F (790 και 840 º C), διατηρώντας για ένα κατάλληλο χρονικό διάστημα και στη συνέχεια ψύχοντας τον φούρνο, σχηματίζοντας ένα δομή κατάλληλη για μηχανική κατεργασία. Αυτό το είδος επεξεργασίας χρησιμοποιείται καλύτερα για εξαρτήματα με απλά σχήματα. Εάν ορισμένες περιοχές σφυρηλάτησης τελειώσουν πολύ πιο κρύες από άλλες, τότε δεν θα επιτευχθεί ομοιόμορφη δομή, οπότε μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια σφαιροειδής ανόπτηση στους περίπου 1380 º F (750 º C). Είναι ασφαλές να πούμε ότι η εμπειρία από μόνη της θα αποφασίσει τον καλύτερο τύπο επεξεργασίας ανόπτησης που θα χρησιμοποιηθεί πριν από τη μηχανική κατεργασία.
ΚΑΝΟΝΙΚΟΠΟΙΗΣΗ
Αυτή η διαδικασία ορίζεται ως θέρμανση ενός χάλυβα σε θερμοκρασία πάνω από το εύρος μετασχηματισμού φερρίτη σε ωστενίτη και στη συνέχεια ψύξη στον αέρα σε θερμοκρασία πολύ κάτω από αυτό το εύρος μετασχηματισμού. Αυτή η επεξεργασία μπορεί να πραγματοποιηθεί σε σφυρήλατα προϊόντα ως επεξεργασία προετοιμασίας πριν από την τελική θερμική επεξεργασία. Η κανονικοποίηση χρησιμεύει επίσης για τη βελτίωση της δομής των σφυρηλατήσεων που μπορεί να έχουν κρυώσει ανομοιόμορφα από τη λειτουργία σφυρηλάτησης. Η ονομαστική θερμοκρασία κανονικοποίησης για τον βαθμό 4140 είναι 1600 º F (870 º C), αλλά η εμπειρία παραγωγής μπορεί να απαιτεί μια θερμοκρασία είτε 50 º F (10 º C) πάνω ή κάτω από αυτήν την τιμή. Στην πραγματικότητα, όταν οι σφυρηλάτες κανονικοποιούνται πριν, για παράδειγμα, την ενανθράκωση ή τη σκλήρυνση και τη σκλήρυνση, χρησιμοποιείται το ανώτερο εύρος θερμοκρασιών κανονικοποίησης. Όταν η κανονικοποίηση είναι η τελική θερμική επεξεργασία, χρησιμοποιείται το χαμηλότερο εύρος θερμοκρασίας.
ΣΚΛΗΡΩΤΙΚΟΣ
Αυτή η θερμική επεξεργασία έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό μαρτενσίτη μετά την απόσβεση, επομένως μια μεγάλη αύξηση της σκληρότητας και της αντοχής σε εφελκυσμό μαζί με κάποια απώλεια ολκιμότητας. Ο χάλυβας θα πρέπει να ωστενιτωθεί στους 1500 έως 1550 º F (815 έως 845 º C), με την πραγματική θερμοκρασία να είναι συνάρτηση της χημικής σύνθεσης εντός του επιτρεπόμενου εύρους, μεγέθους διατομής και μεθόδου ψύξης. Η ωστενίωση θα πρέπει να διασφαλίζει ότι όλα τα μικροσυστατικά του χάλυβα μετατρέπονται σε ωστενίτη. Μικρότερα τμήματα του 4140 μπορούν να σβήσουν με λάδι, βαρύτερα τμήματα σε νερό.
Η σκλήρυνση πραγματοποιείται για την ανακούφιση των τάσεων από τη διαδικασία σκλήρυνσης, αλλά κυρίως για την απόκτηση των απαιτούμενων μηχανικών ιδιοτήτων. Η πραγματική θερμοκρασία σκλήρυνσης θα επιλεγεί για να πληροί τις απαιτούμενες ιδιότητες και σε πολλές περιπτώσεις θα είναι θέμα δοκιμής και λάθους.
ΜΗΧΑΝΙΚΟΤΗΤΑ
Το κράμα είναι εύκολα επεξεργάσιμο. Απλά σχήματα μπορούν να υποβληθούν σε μηχανική κατεργασία μετά από επεξεργασία κανονικοποίησης, ενώ πιο πολύπλοκα σχήματα θα απαιτήσουν ανόπτηση. . Σε επίπεδο άνθρακα αυτού του βαθμού, μια δομή από χονδρόφυλλο περλίτη έως χονδρό σφαιροειδίτη είναι συνήθως βέλτιστη για μηχανική κατεργασία
ΣΥΓΚΟΛΛΗΤΟΤΗΤΑ
Αυτός ο βαθμός έχει καλή συγκολλησιμότητα και μπορεί να συγκολληθεί χρησιμοποιώντας οποιαδήποτε εμπορική μέθοδο. Τα μέρη θα πρέπει να προθερμανθούν πριν από τη συγκόλληση στους περίπου 1100 º F (590 º C) και να εκτονωθεί η πίεση μετά. Τα εξαρτήματα που βρίσκονται σε σκληρυμένη και σκληρυμένη κατάσταση δεν πρέπει να συγκολλούνται καθώς θα επηρεαστούν αρνητικά οι μηχανικές ιδιότητες. Τα εξαρτήματα πρέπει να συγκολλούνται μόνο σε κατάσταση ανόπτησης.
