Thép AISI 4140, Thép Hợp Kim 4140 là gì

inox365

4 năm trước

Thép AISI 4140 là thép hợp kim thấp chứa crom, molypden và mangan. Nó có độ bền mỏi cao, chống mài mòn và va đập, độ dẻo dai và độ bền xoắn. Bảng thông số kỹ thuật sau cung cấp tổng quan về thép hợp kim AISI 4140.

Thành phần hóa học thép AISI 4140

Bảng sau đây cho thấy thành phần hóa học của thép hợp kim AISI 4140.

Element	Content (%)
Chromium, Cr	0.80 – 1.10
Manganese, Mn	0.75 – 1.0
Carbon, C	0.380 – 0.430
Silicon, Si	0.15 – 0.30
Molybdenum, Mo	0.15 – 0.25
Sulfur, S	0.040
Phosphorous, P	0.035
Iron, Fe	Balance

Tính chất vật lý thép AISI 4140

Các tính chất vật lý của thép được nêu trong bảng sau.

Properties	Metric	Imperial
Density	7.85 g/cm³	0.284 lb/in³
Melting point	1416°C	2580°F

Tính chất cơ học thép AISI 4010

Bảng sau đây trình bày các đặc tính cơ học của thép hợp kim AISI 4140.

Properties	Metric	Imperial
Tensile strength	655 MPa	95000 psi
Yield strength	415 MPa	60200 psi
Bulk modulus (typical for steel)	140 GPa	20300 ksi
Shear modulus (typical for steel)	80 GPa	11600 ksi
Elastic modulus	190-210 GPa	27557-30458 ksi
Poisson’s ratio	0.27-0.30	0.27-0.30
Elongation at break (in 50 mm)	25.70%	25.70%
Hardness, Brinell	197	197
Hardness, Knoop (converted from Brinell hardness)	219	219
Hardness, Rockwell B (converted from Brinell hardness)	92	92
Hardness, Rockwell C (converted from Brinell hardness. Value below normal HRC range, for comparison purposes only)	13	13
Hardness, Vickers (converted from Brinell hardness)	207	207
Machinability (based on AISI 1212 as 100 machinability)	65	65

Tính chất nhiệt thép AISI 4140

Các đặc tính nhiệt của thép được đưa ra trong bảng sau.

Properties	Metric	Imperial
Thermal expansion coefficient (@ 0-100°C/32-212°F)	12.2 µm/m°C	6.78 µin/in°F
Thermal conductivity (@ 100°C)	42.6 W/mK	296 BTU in/hr.ft².°F

Các chỉ định khác

Các ký hiệu khác tương đương với thép hợp kim AISI 4140 được liệt kê trong bảng sau.

AMS 6349	ASTM A193 (B7, B7M)	ASTM A506 (4140)	ASTM A752 (4140)
AMS 6381	ASTM A194 (7, 7M)	ASTM A513	ASTM A829
AMS 6382	ASTM A29 (4140)	ASTM A513 (4140)	SAE J1397 (4140)
AMS 6390	ASTM A320 (L7, L7M, L7D)	ASTM A519 (4140)	SAE J404 (4140)
AMS 6395	ASTM A322 (4140)	ASTM A646 (4140)	SAE J412 (4140)
AMS 6529	ASTM A331 (4140)	ASTM A711

Chế tạo và xử lý nhiệt thép AISI 4140

Khả năng gia công

Thép có khả năng gia công tốt trong điều kiện ủ.

Hình thành

Thép có độ dẻo cao. Nó có thể được hình thành bằng các kỹ thuật thông thường trong điều kiện ủ. Nó đòi hỏi nhiều áp lực hơn hoặc lực để tạo hình vì nó cứng hơn thép carbon đơn giản.

Hàn

Thép hợp kim AISI 4140 có thể được hàn bằng tất cả các kỹ thuật thông thường. Tuy nhiên, các tính chất cơ học của thép này sẽ bị ảnh hưởng nếu nó được hàn trong điều kiện nhiệt luyện và phải thực hiện xử lý nhiệt sau hàn.

Xử lý nhiệt thép AISI 4140

Thép được nung ở 845 ° C (1550 ° F) sau đó được làm nguội trong dầu. Trước khi đông cứng, nó có thể được bình thường hóa bằng cách nung nó ở 913 ° C (1675 ° F) trong một thời gian dài, sau đó là làm mát bằng không khí.

Rèn

Thép hợp kim AISI 4140 được rèn ở 926 đến 1205 ° C (1700 đến 2200 ° F)

Làm việc nóng

Thép có thể được gia công nóng ở 816 đến 1038 ° C (1500 đến 1900 ° F)

Làm việc lạnh

Thép hợp kim AISI 4140 có thể được gia công nguội bằng các phương pháp thông thường trong điều kiện ủ.

Ủ

Thép được ủ ở 872 ° C (1600 ° F) sau đó làm nguội từ từ trong lò.

Ủ

Thép hợp kim AISI 4140 có thể được tôi luyện ở 205 đến 649 ° C (400 đến 1200 ° F) tùy thuộc vào mức độ cứng mong muốn. Độ cứng của thép có thể được tăng lên nếu nó có nhiệt độ tôi luyện thấp hơn. Ví dụ, độ bền kéo là 225 ksi có thể đạt được bằng cách ủ ở 316 ° C (600 ° F) và độ bền kéo 130 ksi có thể đạt được bằng cách ủ ở 538 ° C (1000 ° F).