AISI 4340ατσάλιείναι ένας χάλυβας μεσαίου άνθρακα, χαμηλού κράματος, γνωστός για την σκληρότητα και την αντοχή του σε σχετικά μεγάλα τμήματα. Το AISI 4340 είναι επίσης ένα είδος χάλυβα νικελιούχου χρωμίου μολυβδαινίου. Το κράμα χάλυβα 4340 παρέχεται γενικά σκληρυμένο και σκληρυμένο στην περιοχή εφελκυσμού 930 – 1080 Mpa. Οι προσκληρυμένοι και σκληρυμένοι χάλυβες 4340 μπορούν να σκληρυνθούν περαιτέρω επιφανειακά με σκλήρυνση με φλόγα ή επαγωγή και με νιτρίωση. Ο χάλυβας 4340 έχει καλή αντοχή σε κραδασμούς και κρούση, καθώς και αντοχή στη φθορά και την τριβή στη σκληρυμένη κατάσταση. Οι ιδιότητες χάλυβα AISI 4340 προσφέρουν καλή ολκιμότητα στην κατάσταση ανόπτησης, επιτρέποντάς του να κάμπτεται ή να σχηματίζεται. Η συγκόλληση με σύντηξη και αντίσταση είναι επίσης δυνατή με το κράμα χάλυβα 4340. Το υλικό ASTM 4340 χρησιμοποιείται συχνά όπου άλλοι κραματοποιημένοι χάλυβες δεν έχουν τη δυνατότητα σκληρύνσεως για να δώσουν την απαιτούμενη αντοχή. Για εξαρτήματα με μεγάλη πίεση είναι εξαιρετική επιλογή. Το κράμα χάλυβα AISI 4340 μπορεί επίσης να κατεργαστεί με όλες τις συνήθεις μεθόδους.
Λόγω της διαθεσιμότητας, ο χάλυβας ποιότητας ASTM 4340 αντικαθίσταται συχνά με τα ευρωπαϊκά πρότυπα 817M40/EN24 και 1.6511/36CrNiMo4 ή χάλυβα SNCM439 με βάση την Ιαπωνία. Έχετε τα αναλυτικά στοιχεία του χάλυβα 4340 παρακάτω.
1. AISI Alloy 4340 Steel Supply Range
4340 Steel Round Bar: διάμετρος 8mm – 3000mm (*Dia30-240mm σε απόθεμα σε ανοπτημένη κατάσταση, άμεση αποστολή)
4340 Πλάκα χάλυβα: πάχος 10mm – 1500mm x πλάτος 200mm – 3000mm
4340 Steel Grade Square: 20mm – 500mm
Φινίρισμα επιφάνειας: Μαύρο, τραχιά μηχανική επεξεργασία, γυρισμένο ή σύμφωνα με τις δεδομένες απαιτήσεις.
2. Προδιαγραφές χάλυβα AISI 4340 και σχετικά πρότυπα
Χώρα | ΗΠΑ | Βρετανία | Βρετανία | Ιαπωνία |
Πρότυπο | ASTM A29 | EN 10250 | BS 970 | JIS G4103 |
Βαθμοί | 4340 | 36CrNiMo4/ 1.6511 |
EN24/817M40 | SNCM 439/SNCM8 |
3. ASTM 4340 Χάλυβες και Ισοδύναμα Χημική Σύνθεση
Πρότυπο | Βαθμός | ντο | Mn | Π | μικρό | Σι | Ni | Cr | Μο |
ASTM A29 | 4340 | 0.38-0.43 | 0.60-0.80 | 0.035 | 0.040 | 0.15-0.35 | 1.65-2.00 | 0.70-0.90 | 0.20-0.30 |
EN 10250 | 36CrNiMo4/ 1.6511 |
0.32-0.40 | 0.50-0.80 | 0.035 | 0.035 | ≦0.40 | 0.90-1.20 | 0.90-1.2 | 0.15-0.30 |
BS 970 | EN24/817M40 | 0.36-0.44 | 0.45-0.70 | 0.035 | 0.040 | 0.1-0.40 | 1.3-1.7 | 1.00-1.40 | 0.20-0.35 |
JIS G4103 | SNCM 439/SNCM8 | 0.36-0.43 | 0.60-0.90 | 0.030 | 0.030 | 0.15-0.35 | 1.60-2.00 | 0.60-1.00 | 0.15-0.30 |
4. Μηχανικές ιδιότητες AISI Alloy 4340 Steel
Μηχανικές Ιδιότητες
(Θερμική επεξεργασία) |
Κατάσταση | Διατακτική ενότητα mm |
Αντοχή εφελκυσμού MPa | Αντοχή διαρροής MPa |
Elong. % |
Izod Impact J |
Brinell Σκληρότητα |
Τ | 250 | 850-1000 | 635 | 13 | 40 | 248-302 | |
Τ | 150 | 850-1000 | 665 | 13 | 54 | 248-302 | |
U | 100 | 930-1080 | 740 | 12 | 47 | 269-331 | |
V | 63 | 1000-1150 | 835 | 12 | 47 | 293-352 | |
W | 30 | 1080-1230 | 925 | 11 | 41 | 311-375 | |
Χ | 30 | 1150-1300 | 1005 | 10 | 34 | 341-401 | |
Υ | 30 | 1230-1380 | 1080 | 10 | 24 | 363-429 | |
Ζ | 30 | 1555- | 1125 | 5 | 10 | 444- |
Θερμικές Ιδιότητες
Ιδιότητες | Μετρικός | Αυτοκρατορικός |
Συντελεστής θερμικής διαστολής (20°C/68°F, σκληρυμένο λάδι δείγματος, θερμοκρασία 600°C (1110°F) | 12,3 μm/m°C | 6,83 µin/in°F |
Θερμική αγωγιμότητα (τυπικός χάλυβας) | 44,5 W/mK | 309 BTU σε /hr.ft².°F |
5. Σφυρηλάτηση από κράμα χάλυβα 4340
Προθερμάνετε πρώτα τον χάλυβα 4340, θερμάνετε μέχρι τους 1150°C – 1200°C το μέγιστο για σφυρηλάτηση, κρατήστε μέχρι να γίνει ομοιόμορφη η θερμοκρασία σε όλο το τμήμα.
Μην σφυρηλατείτε κάτω από 850 °C. Το 4340 έχει καλά χαρακτηριστικά σφυρηλάτησης, αλλά πρέπει να δίνεται προσοχή κατά την ψύξη, καθώς ο χάλυβας παρουσιάζει ευαισθησία σε ρωγμές. Μετά τη λειτουργία σφυρηλάτησης, το τεμάχιο εργασίας πρέπει να ψύχεται όσο το δυνατόν πιο αργά. Και συνιστάται ψύξη σε άμμο ή ξηρό ασβέστη κ.λπ.
6. Θερμική επεξεργασία AISI 4340 Steel Grade
Για τον προ-σκληρυμένο χάλυβα, η ανακούφιση από τάσεις επιτυγχάνεται με θέρμανση του χάλυβα 4340 στους 500 έως 550°C. Θερμάνετε στους 600 °C – 650 °C, κρατήστε μέχρι να γίνει ομοιόμορφη η θερμοκρασία σε όλο το τμήμα, μουλιάστε για 1 ώρα ανά τμήμα 25 mm και ψύξτε σε ήσυχο αέρα.
Μια πλήρης ανόπτηση μπορεί να γίνει στους 844°C (1550 F) ακολουθούμενη από ελεγχόμενη ψύξη (κλιβάνου) με ρυθμό όχι μεγαλύτερο από 10°C (50 F) ανά ώρα έως τους 315°C (600 F). Από 315°C 600 F μπορεί να ψύχεται με αέρα.
Ο χάλυβας από κράμα AISI 4340 θα πρέπει να βρίσκεται σε κατάσταση θερμικής επεξεργασίας ή κανονικής και θερμικής επεξεργασίας πριν από τη σκλήρυνση. Η θερμοκρασία σκλήρυνσης εξαρτάται από το επιθυμητό επίπεδο αντοχής. Για επίπεδα αντοχής σε θερµοκρασία εύρους 260 – 280 ksi στους 232°C (450 F). Για αντοχή στην θερµοκρασία εύρους 125 – 200 ksi στους 510°C (950 F). Και μην μετριάζετε τους χάλυβες 4340 εάν είναι στο εύρος αντοχής 220 – 260 ksi, καθώς η σκλήρυνση μπορεί να οδηγήσει σε υποβάθμιση της αντοχής σε κρούση για αυτό το επίπεδο αντοχής.
Η σκλήρυνση θα πρέπει να αποφεύγεται εάν είναι δυνατόν εντός της περιοχής 250 °C – 450 °C λόγω ευθραυστότητας της ιδιοσυγκρασίας.
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι προ-σκληρυμένες και σκληρυμένες ράβδοι ή πλάκες χάλυβα 4340 μπορούν να σκληρυνθούν περαιτέρω επιφανειακά είτε με τις μεθόδους σκλήρυνσης με φλόγα είτε με επαγωγική σκλήρυνση με αποτέλεσμα σκληρότητα θήκης μεγαλύτερη από Rc 50. Τα χαλύβδινα μέρη AISI 4340 θα πρέπει να θερμαίνονται όσο το δυνατόν γρηγορότερα για να το εύρος θερμοκρασίας ωστενιτικού (830 °C – 860 °C) και το απαιτούμενο βάθος θήκης που ακολουθείται από άμεση απόσβεση με λάδι ή νερό, ανάλογα με την απαιτούμενη σκληρότητα, το μέγεθος του τεμαχίου/σχήμα και τις ρυθμίσεις σβέσης.
Μετά το σβήσιμο στο χέρι, το σκλήρυνση στους 150°C – 200°C θα μειώσει τις καταπονήσεις στη θήκη με ελάχιστη επίδραση στη σκληρότητά του.
Όλο το υλικό επιφάνειας που έχει αφαιρεθεί από ενανθράκωση πρέπει πρώτα να αφαιρεθεί για να διασφαλιστούν τα καλύτερα αποτελέσματα.
Ο σκληρυμένος και σκληρυμένος κράμα χάλυβα 4340 μπορεί επίσης να νιτρωθεί, δίνοντας επιφανειακή σκληρότητα έως και Rc 60. Θερμάνετε στους 500°C – 530°C και κρατήστε για αρκετό χρόνο (από 10 έως 60 ώρες) για να αναπτυχθεί το βάθος της θήκης. Η νιτρίωση θα πρέπει να ακολουθείται από αργή ψύξη (χωρίς σβήσιμο) μειώνοντας το πρόβλημα της παραμόρφωσης. Τα νιτρωμένα υλικά ποιότητας 4340 μπορούν επομένως να υποβληθούν σε μηχανική κατεργασία σε σχεδόν τελικό μέγεθος, αφήνοντας μόνο ένα μικρό περιθώριο λείανσης. Η αντοχή σε εφελκυσμό του πυρήνα υλικού χάλυβα 4340 συνήθως δεν επηρεάζεται καθώς το εύρος θερμοκρασίας εναζώτου είναι γενικά κάτω από την αρχική θερμοκρασία σκλήρυνσης που χρησιμοποιήθηκε.
Η επιφανειακή σκληρότητα που επιτυγχάνεται είναι 600 έως 650 HV.
7. Μηχανική ικανότητα
Η κατεργασία γίνεται καλύτερα με τον κραματοποιημένο χάλυβα 4340 σε κατάσταση ανόπτησης ή κανονικοποίησης και μετριασμού. Μπορεί να κατεργαστεί εύκολα με όλες τις συμβατικές μεθόδους όπως πριόνισμα, τόρνευση, διάτρηση κ.λπ. Ωστόσο, σε συνθήκες υψηλής αντοχής 200 ksi ή μεγαλύτερες, η μηχανική ικανότητα είναι μόνο από 25% έως 10% εκείνης του κράματος σε κατάσταση ανόπτησης.
8. Συγκόλληση
Η συγκόλληση του χάλυβα 4340 σε σκληρυμένη και σκληρυμένη κατάσταση (όπως παρέχεται συνήθως), δεν συνιστάται και θα πρέπει να αποφεύγεται εάν είναι δυνατόν, λόγω του κινδύνου ρωγμών απόσβεσης, καθώς οι μηχανικές ιδιότητες θα μεταβληθούν εντός της ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα της συγκόλλησης.
Εάν πρέπει να πραγματοποιηθεί συγκόλληση, προθερμάνετε στους 200 έως 300°C και διατηρήστε το κατά τη συγκόλληση. Αμέσως μετά τη συγκόλληση, ανακουφίστε την πίεση στους 550 έως 650°C, πριν από τη σκλήρυνση και τη σκλήρυνση.
Εάν η συγκόλληση στη σκληρυμένη και σκληρυμένη κατάσταση είναι πραγματικά απαραίτητη, τότε το τεμάχιο εργασίας, αμέσως μετά την ψύξη για να ζεσταθεί στο χέρι, θα πρέπει, αν είναι δυνατόν, να εκτονωθεί από την πίεση στους 15 °C κάτω από την αρχική θερμοκρασία σκλήρυνσης.
9. Εφαρμογή 4340 Steel
Ο χάλυβας AISI 4340 χρησιμοποιείται στους περισσότερους κλάδους της βιομηχανίας για εφαρμογές που απαιτούν υψηλότερη αντοχή εφελκυσμού από ό,τι μπορεί να προσφέρει ο χάλυβας 4140.
Μερικές τυπικές εφαρμογές όπως:
Η Gnee Steel είναι ένας από τους κορυφαίους προμηθευτές χάλυβα AISI 4340 για τη διαφορετική εφαρμογή σας όπως παραπάνω. Και προμηθεύουμε χάλυβα 4140, χάλυβα 4130 επίσης. Επικοινωνήστε μαζί μου και ενημερώστε με τα αιτήματά σας ανά πάσα στιγμή.