AISI 4340željezoje srednje ugljični, niskolegirani čelik poznat po svojoj žilavosti i čvrstoći u relativno velikim presjecima. AISI 4340 je također jedna vrsta nikl krom molibden čelika. 4340 legirani čelik općenito se isporučuje kaljen i poboljšan u rasponu rastezanja od 930 – 1080 Mpa. Prethodno kaljeni i poboljšani čelici 4340 mogu se dodatno površinski kaliti plamenim ili indukcijskim kaljenjem i nitriranjem. Čelik 4340 ima dobru otpornost na udarce i udarce, kao i otpornost na trošenje i abraziju u očvrslom stanju. Svojstva čelika AISI 4340 nude dobru duktilnost u žarenom stanju, što mu omogućuje savijanje ili oblikovanje. Taljenjem i otpornim zavarivanjem također je moguće s našim 4340 legiranim čelikom. Materijal ASTM 4340 često se koristi tamo gdje drugi legirani čelici nemaju sposobnost kaljenja da daju potrebnu čvrstoću. Za jako opterećene dijelove izvrstan je izbor. AISI 4340 legirani čelik također se može obrađivati svim uobičajenim metodama.
Zbog dostupnosti čelik kvalitete ASTM 4340 često se zamjenjuje europskim standardima 817M40/EN24 i 1.6511/36CrNiMo4 ili japanskim čelikom SNCM439. U nastavku imate detaljne podatke o čeliku 4340.
1. Opseg nabave čelika od legure AISI 4340
4340 čelična okrugla šipka: promjer 8 mm – 3000 mm (*Dia30-240mm na zalihama u žarenom stanju, isporuka odmah)
4340 čelična ploča: debljina 10 mm – 1500 mm x širina 200 mm – 3000 mm
Čelik 4340 Kvadratni: 20 mm – 500 mm
Završna obrada: Crno, grubo obrađeno, tokareno ili prema danim zahtjevima.
2. Specifikacija čelika AISI 4340 i relevantni standardi
Zemlja | SAD | Britanija | Britanija | Japan |
Standard | ASTM A29 | EN 10250 | BS 970 | JIS G4103 |
Ocjene | 4340 | 36CrNiMo4/ 1.6511 |
EN24/817M40 | SNCM 439/SNCM8 |
3. Kemijski sastav čelika i ekvivalenta ASTM 4340
Standard | Razred | C | Mn | P | S | Si | Ni | Kr | Mo |
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. Mehanička svojstva čelika AISI legure 4340
Mehanička svojstva
(Stanje toplinske obrade) |
Stanje | Vladajući odjeljak mm |
Vlačna čvrstoća MPa | Čvrstoća popuštanja MPa |
Elong. % |
Izod Impact J |
Brinell Tvrdoća |
T | 250 | 850-1000 | 635 | 13 | 40 | 248-302 | |
T | 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 | |
x | 30 | 1150-1300 | 1005 | 10 | 34 | 341-401 | |
Y | 30 | 1230-1380 | 1080 | 10 | 24 | 363-429 | |
Z | 30 | 1555- | 1125 | 5 | 10 | 444- |
Toplinska svojstva
Svojstva | Metrički | Carski |
Koeficijent toplinskog širenja (20°C/68°F, uzorak kaljen u ulju, temperatura 600°C (1110°F) | 12,3 µm/m°C | 6,83 µin/in°F |
Toplinska vodljivost (tipični čelik) | 44,5 W/mK | 309 BTU in/hr.ft².°F |
5. Kovanje legiranog čelika 4340
Prvo zagrijte čelik 4340, zagrijte ga do 1150°C – 1200°C najviše za kovanje, držite dok temperatura ne bude ujednačena u cijelom presjeku.
Nemojte kovati ispod 850 °C. 4340 ima dobre karakteristike kovanja, ali treba biti oprezan pri hlađenju jer čelik pokazuje osjetljivost na pucanje. Nakon operacije kovanja radni komad treba hladiti što je sporije moguće. Preporuča se i hlađenje u pijesku ili suhom vapnu itd.
6. Toplinska obrada čelika AISI 4340
Za predkaljeni čelik smanjenje naprezanja se postiže zagrijavanjem čelika 4340 na između 500 do 550°C. Zagrijte na 600 °C – 650 °C, držite dok se temperatura ne ujednači u cijelom dijelu, namačite 1 sat po dijelu od 25 mm i ohladite na mirnom zraku.
Potpuno žarenje može se provesti na 844°C (1550 F) nakon čega slijedi kontrolirano (peć) hlađenje brzinom ne većom od 10°C (50 F) na sat do 315°C (600 F). Od 315°C 600 F može se hladiti zrakom.
AISI 4340 legirani čelik trebao bi biti u stanju toplinske obrade ili normaliziranog i toplinski obrađenog stanja prije kaljenja. Temperatura kaljenja ovisi o željenoj razini čvrstoće. Za razine čvrstoće u rasponu od 260 – 280 ksi temperirajte na 232°C (450 F). Za čvrstoću u rasponu od 125 – 200 ksi kaljenje na 510°C (950 F). I nemojte kaliti čelik 4340 ako je u rasponu čvrstoće od 220 – 260 ksi jer kaljenje može rezultirati degradacijom otpornosti na udarce za ovu razinu čvrstoće.
Kaljenje treba izbjegavati ako je moguće unutar raspona 250 °C – 450 °C zbog krtosti kaljenja.
Kao što je gore spomenuto, predkaljene i kaljene čelične šipke ili ploče 4340 mogu se dodatno površinski očvrsnuti metodama kaljenja plamenom ili indukcijom što rezultira tvrdoćom kućišta većom od Rc 50. Dijelove od čelika AISI 4340 treba zagrijati što je brže moguće da austenitnog temperaturnog raspona (830 °C – 860 °C) i potrebne dubine kućišta nakon čega slijedi trenutno kaljenje u ulju ili vodi, ovisno o potrebnoj tvrdoći, veličini obratka/obliku i aranžmanima za kaljenje.
Nakon kaljenja na ručno toplo, kaljenje na 150°C – 200°C smanjit će naprezanja u kućištu s minimalnim učinkom na njegovu tvrdoću.
Kako bi se osigurali najbolji rezultati, najprije se mora ukloniti sav materijal s površine koji nije naugljičen.
Očvrsli i poboljšani čelik od legure 4340 također se može nitrirati, dajući površinsku tvrdoću do Rc 60. Zagrijte na 500°C – 530°C i držite dovoljno vremena (od 10 do 60 sati) da se razvije dubina kućišta. Nakon nitriranja trebalo bi uslijediti sporo hlađenje (bez kaljenja) čime se smanjuje problem izobličenja. Nitrirani materijali stupnja 4340 stoga se mogu strojno obraditi do gotovo konačne veličine, ostavljajući samo mali dodatak za mljevenje. Vlačna čvrstoća jezgre materijala od čelika 4340 obično nije pogođena budući da je temperaturni raspon nitriranja općenito ispod korištene izvorne temperature kaljenja.
Tvrdoća površine koja se može postići je 600 do 650HV.
7. Obradivost
Strojna obrada se najbolje izvodi s legiranim čelikom 4340 u žarenom ili normaliziranom i kaljenom stanju. Može se lako obrađivati svim konvencionalnim metodama kao što su piljenje, tokarenje, bušenje itd. Međutim, u uvjetima visoke čvrstoće od 200 ksi ili više, obradivost je samo od 25% do 10% od legure u žarenom stanju.
8. Zavarivanje
Zavarivanje čelika 4340 u kaljenom i otpuštenom stanju (kao što se obično isporučuje) se ne preporučuje i treba ga izbjegavati ako je ikako moguće, zbog opasnosti od pucanja uslijed gašenja, jer će mehanička svojstva biti promijenjena unutar zone utjecaja topline zavara.
Ako se zavarivanje mora izvesti, prethodno zagrijte na 200 do 300°C i održavajte je tijekom zavarivanja. Neposredno nakon zavarivanja otpustiti naprezanje na 550 do 650°C, prije kaljenja i popuštanja.
Ako je zavarivanje u kaljenom i otpuštenom stanju doista potrebno, tada radni komad, odmah nakon hlađenja do ručnog topla, treba po mogućnosti osloboditi naprezanja na 15 °C ispod izvorne temperature kaljenja.
9. Primjena čelika 4340
Čelik AISI 4340 koristi se u većini industrijskih sektora za primjene koje zahtijevaju veću vlačnu čvrstoću/tečenja od one koju može pružiti čelik 4140.
Neke tipične primjene kao što su:
Gnee Steel jedan je od vodećih dobavljača čelika AISI 4340 za različite primjene kao što je gore navedeno. Isporučujemo i čelik 4140, kao i čelik 4130. Kontaktirajte me i obavijestite me o svojim zahtjevima bilo kada.