فولاد آلیاژی AISI 4140

فولاد آلیاژی AISI 4140 (UNS G41400)

فولادهای آلیاژی با اعداد چهار رقمی AISI مشخص می‌شوند و انواع مختلفی از فولادها را تشکیل می‌دهند که هر کدام ترکیبی از محدودیت‌های B، C، منگنز، Mo، Ni، Si، Cr و Va برای فولادهای کربنی دارند.

فولاد آلیاژی AISI 4140 یک فولاد کم آلیاژ حاوی کروم، مولیبدن و منگنز است. دارای استحکام خستگی بالا، مقاومت در برابر سایش و ضربه، چقرمگی و استحکام پیچشی است. دیتاشیت زیر نمای کلی فولاد آلیاژی AISI 4140 را ارائه می دهد.

معادل فولاد AISI 4140

کشور	چین	ژاپن	آلمان	ایالات متحده آمریکا	بریتانیایی
استاندارد	GB/T 3077	JIS G4105	DIN (W-Nr.) EN 10250	AISI/ASTM ASTM A29	BS 970
مقطع تحصیلی	42 CrMo	SCM440	42crmo4/1.7225	4140	EN19/709M40

ترکیب شیمیایی فولاد AISI 4140

مقطع تحصیلی	سی	سی	منگنز	پ	اس	Cr	مو	نی
42 CrMo	0.38-0.45	0.17-0.37	0.5-0.80	≤0.035	≤0.035	0.9-1.2	0.15-0.25	-
SCM440	0.38-0.43	0.15-0.35	0.6-0.85	≤0.035	≤0.04	0.9-1.2	0.15-0.30	-
42crmo4/1.7225	0.38-0.45	≤ 0.4	0.6-0.9	≤0.025	≤0.035	0.9-1.2	0.15-0.30	-
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	-
EN19/709M40	0.35-0.45	0.15-0.35	0.5-0.80	≤0.035	≤0.035	0.9-1.5	0.2-0.40	-

خواص مکانیکی فولاد AISI 4140 (فقط برای راهنمایی)

مقطع تحصیلی	استحکام کششی σb(MPa)	قدرت تسلیم σs (MPa)	ازدیاد طول δ5 (%)	کاهش ψ (%)	ارزش تاثیر Akv (J)	سختی
4140	≥1080	≥930	≥12	≥45	≥63	28-32HRC

نمای کلی فولاد AISI 4140

اندازه	گرد	قطر 6-1200 میلی متر
	صفحه/مسطح/بلوک	ضخامت 6mm-500mm
		عرض 20mm-1000mm
حرارت درمانی	عادی شده؛ آنیل شده؛ خاموش شده؛ مزاج
وضعیت سطح	مشکی؛ پوست کنده؛ جلا داده شده؛ ماشینکاری شده؛ چرخ کرده؛ تبدیل شد؛ آسیاب شده
شرایط تحویل	جعلی؛ نورد گرم؛ سرد کشیده شده
تست	استحکام کششی، استحکام تسلیم، ازدیاد طول، ناحیه کاهش، ارزش ضربه، سختی، اندازه دانه، آزمایش اولتراسونیک، بازرسی ایالات متحده، آزمایش ذرات مغناطیسی و غیره.
شرایط پرداخت	T/T;L/C;/پول گرم/ پی پال
شرایط تجارت	FOB; CIF; C&F; و غیره..
زمان تحویل	30-45 روز
کاربرد	فولاد AISI 4140 کاربردهای زیادی به عنوان آهنگری برای صنایع هوافضا، نفت و گاز، خودروسازی، کشاورزی و صنایع دفاعی و غیره دارد. کاربردهای معمولی برای مصارف فولادی 4140 عبارتند از: چرخ دنده های آهنگری، دوک ها، یراق آلات، جیگ ها، یقه ها، محورها، قطعات نوار نقاله، میله های کلاغ، قطعات چوبی، شفت ها، چرخ دنده ها، میخ ها، پینیون ها، شفت های پمپ، قوچ ها و چرخ دنده های حلقه ای و غیره.

مشخصات فیزیکی

خواص فیزیکی فولاد آلیاژی AISI 4140 در جدول زیر مشخص شده است.

خواص	متریک	امپراتوری
تراکم	7.85 گرم /cm3	0.284 پوند/اینچ
نقطه ذوب	1416 درجه سانتی گراد	2580 درجه فارنهایت

ویژگی های مکانیکی

جدول زیر مشخصات مکانیکی فولاد آلیاژی AISI 4140 را نشان می دهد.

خواص	متریک	امپراتوری
استحکام کششی	655 مگاپاسکال	95000 psi
قدرت تسلیم	415 مگاپاسکال	60200 psi
مدول حجیم (معمولی برای فولاد)	140 گیگا پاسکال	20300 ksi
مدول برشی (معمولی برای فولاد)	80 گیگا پاسکال	11600 ksi
مدول الاستیک	190-210 گیگا پاسکال	27557-30458 ksi
نسبت پواسون	0.27-0.30	0.27-0.30
ازدیاد طول در هنگام شکست (در 50 میلی متر)	25.70%	25.70%
سختی، برینل	197	197
سختی، Knoop (تبدیل شده از سختی برینل)	219	219
سختی، راکول B (تبدیل شده از سختی برینل)	92	92
سختی، Rockwell C (تبدیل شده از سختی برینل. مقدار کمتر از محدوده طبیعی HRC، فقط برای مقاصد مقایسه)	13	13
سختی، ویکرز (تبدیل شده از سختی برینل)	207	207
ماشینکاری (بر اساس AISI 1212 به عنوان ماشینکاری 100)	65	65

خواص حرارتی

خواص حرارتی فولاد آلیاژی AISI 4140 در جدول زیر آورده شده است.

خواص	متریک	امپراتوری
ضریب انبساط حرارتی (@ 0-100°C/32-212°F)	12.2 میکرومتر/m°C	6.78 µin/in°F
هدایت حرارتی (@ 100 درجه سانتیگراد)	42.6 W/mK	296 BTU در/hr.ft².°F

نامگذاری های دیگر

سایر نامگذاری های معادل فولاد آلیاژی AISI 4140 در جدول زیر آورده شده است.

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

ساخت و عملیات حرارتی

ماشین کاری

فولاد آلیاژی AISI 4140 ماشینکاری خوبی در شرایط آنیل شده دارد.

تشکیل

فولاد آلیاژی AISI 4140 شکل پذیری بالایی دارد. می توان آن را با استفاده از تکنیک های مرسوم در شرایط آنیل تشکیل داد. برای شکل دهی به فشار یا نیروی بیشتری نیاز دارد زیرا از فولادهای کربنی ساده سخت تر است.

جوشکاری

فولاد آلیاژی AISI 4140 را می توان با استفاده از تمام تکنیک های معمولی جوش داد. اما در صورت جوشکاری در شرایط عملیات حرارتی، خواص مکانیکی این فولاد تحت تأثیر قرار می گیرد و باید عملیات حرارتی پس از جوش انجام شود.

حرارت درمانی

فولاد آلیاژی AISI 4140 در دمای 845 درجه سانتیگراد (1550 درجه فارنهایت) گرم می شود و سپس در روغن خاموش می شود. قبل از سخت شدن، می توان آن را با حرارت دادن در دمای 913 درجه سانتیگراد (1675 درجه فارنهایت) برای مدت طولانی و به دنبال آن خنک سازی هوا، نرمال کرد.

آهنگری

فولاد آلیاژی AISI 4140 در دمای 926 تا 1205 درجه سانتیگراد (1700 تا 2200 درجه فارنهایت) آهنگری می شود.

کار داغ

فولاد آلیاژی AISI 4140 را می توان در دمای 816 تا 1038 درجه سانتیگراد (1500 تا 1900 درجه فارنهایت) گرم کرد.

کار سرد

فولاد آلیاژی AISI 4140 را می توان با استفاده از روش های معمولی در شرایط آنیل شده به صورت سرد کار کرد.

آنیل کردن

فولاد آلیاژی AISI 4140 در دمای 872 درجه سانتیگراد (1600 درجه فارنهایت) آنیل می شود و سپس به آرامی در کوره خنک می شود.

معتدل کردن

فولاد آلیاژی AISI 4140 بسته به سطح سختی مورد نظر می تواند در دمای 205 تا 649 درجه سانتیگراد (400 تا 1200 درجه فارنهایت) گرم شود. سختی فولاد در صورتی که دمای تلطیف کمتری داشته باشد، قابل افزایش است. به عنوان مثال، استحکام کششی 225 ksi را می توان با تمپر کردن در دمای 316 درجه سانتی گراد (600 درجه فارنهایت) و استحکام کششی 130 ksi را می توان با تمپر کردن در دمای 538 درجه سانتی گراد (1000 درجه فارنهایت) به دست آورد.

سخت شدن

فولاد آلیاژی AISI 4140 را می توان با کار سرد یا حرارت دادن و خاموش کردن سخت کرد.