Руководство по выбору стали 4140 и 4130: различия и области применения
Стали 4140 и 4130 представляют собой два наиболее часто используемых стальных сплава при обработке металлов. Оба варианта стали представляют собой высокопрочные низколегированные стали с превосходной ударной вязкостью и износостойкостью. Однако они различаются по составу, свойствам и применению.
Поэтому в данной статье рассматриваются различия между сталью 4140 и 4130. В нем также будут освещены их свойства, области применения и важные соображения при выборе подходящей марки стали. Давайте прямо в это.
Что Такое Легированная Сталь 4140?
Сталь 4140 представляет собой универсальный низколегированный сплав с хромом, фосфором, серой, молибденом и марганцем. Относительно высокое содержание углерода обеспечивает возможность прокаливания и термической обработки для достижения широкого диапазона уровней прочности. Помимо этого, сталь 4140 обладает превосходной ударной вязкостью, износостойкостью и усталостной прочностью, что делает ее популярным выбором для применений, требующих материалов с высокими эксплуатационными характеристиками. Сюда входят оси, валы, шестерни и гидравлические детали.
Свойства стали 4140
Сталь 4140 применяется в различных операциях по обработке стали с ЧПУ и изготовлении листового металла благодаря элементам, которые в совокупности обеспечивают ее уникальные качества. Ниже приведены некоторые ключевые свойства стали 4140:
Высокая прочность на растяжение и усталость
Сталь 4140 обладает высокой прочностью на растяжение и усталостную прочность, что делает ее пригодной для применения в условиях высоких нагрузок, таких как коленчатые валы, шестерни и оси.
Отличная твердость и прочность
Сталь 4140 подвергается термообработке для достижения высокого уровня твердости до 58 HRC, что делает ее идеальной для различных применений. Кроме того, сталь 4140 обладает хорошей ударной вязкостью и ударопрочностью, что позволяет ей выдерживать высокие нагрузки без разрушения или растрескивания.
Хорошая коррозионная стойкость
Сталь 4140 обладает хорошей устойчивостью к коррозии, особенно по сравнению с другими легированными сталями . Это делает его подходящим материалом для компонентов, часто подвергающихся воздействию агрессивных сред. Однако имейте в виду, что 4140 не так устойчива к коррозии, как нержавеющая сталь.
Обрабатываемость
Сталь 4140 относительно легко обрабатывается, особенно в отожженном состоянии. Однако, когда машина становится закаленной, это становится проблемой для машины.
Что Такое Легированная Сталь 4130?
Сталь 4130 также является низколегированной сталью. Этот вариант стали содержит относительно меньше углерода наряду с другими элементами, такими как хром, сера, кремний, молибден, марганец и фосфор. Сочетание этих элементов придает стали 4130 уникальные свойства, в том числе высокую прочность и ударную вязкость, а также превосходную устойчивость к усталости и коррозии. Следовательно, он используется в производстве различных аэрокосмических и других компонентов с высокими нагрузками.
Свойства стали 4130
Благодаря своим характеристикам сталь 4130 применима в различных производственных операциях. Проверьте основные свойства стали 4130 ниже:
Твердость и прочность на растяжение
Как и сталь 4140, сталь 4130 также обладает превосходной твердостью и прочностью на растяжение, что делает ее пригодной для применения в условиях высоких нагрузок. Сталь 4130 имеет более высокое отношение прочности к весу, чем мягкая сталь . Таким образом, это делает его идеальным для производственных проектов, где вес имеет решающее значение.
Эластичность
Сталь 4130 обладает высокой эластичностью с пределом текучести до 460 МПа. Это означает, что материал может выдерживать значительное напряжение и возвращаться к своей первоначальной форме или конформации.
Пластичность
Сталь 4130 обладает отличной пластичностью, особенно в отожженном состоянии. Таким образом, это позволяет легко волочить стальной вариант в проволоку.
Высокая коррозионная и термостойкость
Сталь 4130 также обладает превосходной стойкостью к коррозионным элементам и может выдерживать высокие температуры без потери формы или целостности.
Различия Между Сталью 4130 И 4140
Сплавы стали доступны в различных марках, каждая из которых обладает уникальными свойствами и характеристиками, которые делают их подходящими для конкретных применений. Две такие марки стали, которые обычно сравнивают, — это сталь 4140 и сталь 4130.
Эти марки стали являются низколегированными сталями, широко используемыми в различных отраслях промышленности благодаря их высокой прочности и ударной вязкости. Однако между этими двумя типами стали есть некоторые критические различия. Давайте рассмотрим различия ниже:
1. Состав
Как и сталь 1018 по сравнению со сталью 4140 , основное различие между сталью 4140 и сталью 4130 заключается в их химическом составе. Проверьте химический состав обеих марок стали ниже:
Химический состав стали 4140 следующий:
- Углерод: 0,38%-0,43%
- Хром: 0,8%-1,1%
- Марганец: 0,75%-1,0%
- Фосфор: 0,035% (макс.)
- Сера: 0,040% (макс.)
- Кремний: 0,15%-0,35%
- Молибден: 0,15%-0,25%
С другой стороны, химический состав стали 4130 включает следующее:
- Углерод: 0,28%-0,33%
- Хром: 0,8%-1,1%
- Марганец: 0,40%-0,60%
- Фосфор: 0,035% (макс.)
- Сера: 0,040% (макс.)
- Кремний: 0,15%-0,35%
- Молибден: 0,15%-0,25%
Как видно из химического состава, выделенного выше, сталь 4140 содержит больше углерода и марганца, чем сталь 4130. Тем не менее, оба стальных материала легируются одинаковыми количествами хрома, серы, кремния и молибдена, что способствует их прочности и коррозионной стойкости.
2. Термическая обработка
И сталь 4140, и сталь 4130 могут подвергаться термообработке стали для улучшения их свойств, но для достижения желаемых свойств им требуются разные процессы термообработки. Сталь 4140 проходит закалку и отпуск для достижения высокой прочности и ударной вязкости.
Во время закалки сталь 4140 достигает температуры от 1600°F до 1650°F перед закалкой в масле или воде для достижения твердости по Роквеллу 40-45 HRC. После закалки сталь подвергается отпуску при температуре 500–600 °F, чтобы повысить ее ударную вязкость при сохранении твердости.
И наоборот, сталь 4130 обычно нормализуют и отпускают для достижения аналогичных свойств. Во время нормализации сталь 4130 нагревается до температуры от 1600°F до 1700°F перед охлаждением на воздухе. Это помогает повысить его прочность и жесткость.
3. Механические свойства
Механические свойства стали 4140 и 4130 варьируются в зависимости от их термической обработки и предполагаемого применения. Взгляните на различия в механических свойствах между этими марками стали ниже:
3.1 Прочность и стойкость
Сталь 4140 имеет более высокую прочность на растяжение и предел текучести, чем сталь 4130, что делает ее подходящей для компонентов, подвергающихся высоким нагрузкам. Прочность на растяжение стали 4140 составляет от 655 до 979 МПа, а предел текучести составляет около 415 МПа. Твердость стали 4140 колеблется от 28 до 32 HRC при закалке и отпуске. Но при отжиге он имеет более низкую твердость примерно 17 HRC.
Сталь 4130, с другой стороны, имеет более низкую прочность на растяжение и предел текучести, чем сталь 4140, но более высокую пластичность и ударную вязкость. Прочность на растяжение стали 4130 колеблется в пределах 560-725 МПа, а предел текучести составляет около 460 МПа. Твердость стали 4130 колеблется от 15 до 23 HRC.
3.2 Обрабатываемость
Сталь 4130 легче обрабатывать, чем сталь 4140, из-за более низкого содержания углерода. Специалисты часто используют различные традиционные методы, такие как сверление, фрезерование и токарная обработка стали 4130 без риска перегрева или упрочнения. Сталь 4140, с другой стороны, требует более осторожной обработки, чтобы избежать растрескивания.
3.3 Свариваемость
Одним из самых значительных преимуществ стали 4130 является ее свариваемость. Эта сталь лучше сваривается, чем сталь 4140, из-за более низкого содержания углерода. 4130 подходит для сварки любым стандартным методом, например, дуговой сваркой вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW) или дуговой сваркой металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW).
Между тем, сталь 4140 требует предварительного нагрева и различных послесварочных обработок, чтобы обеспечить прочность, долговечность и отсутствие дефектов сварных швов на стали.
4. Использование
И сталь 4140, и сталь 4130 обычно применяются в различных отраслях промышленности для многих целей. Тем не менее, сталь 4140 часто предпочтительнее в приложениях, требующих более экстремальных условий или более высоких уровней нагрузки, из-за ее немного более высокой прочности и долговечности, чем сталь 4130.
Сталь 4130 Против Стали 4140: Как Правильно Выбрать?
Стали 4140 и 4130 обладают превосходной прочностью и ударной вязкостью, но отличаются своими внутренними свойствами. Таким образом, вы должны понимать характеристики обоих вариантов, чтобы выбрать подходящий стальной материал для вашего проекта, в основном на основе сравнения стали 4140 и 4130. Вот несколько советов, которые помогут вам сделать правильный выбор между ними:
1. Сравните химический состав обеих сталей.
Химический состав стали 4140 и 4130 различается содержанием углерода, марганца, хрома, кремния, серы и молибдена. Сравните химический состав обоих стальных сплавов, чтобы определить, какой из них лучше соответствует требованиям вашего применения.
2. Оцените механические свойства обеих марок стали.
Если ваше приложение требует высокой прочности и твердости, сталь 4140 может быть лучшим выбором. Более высокое содержание углерода и марганца, а также способность подвергаться закалке и отпуску делают его идеальным для применений, связанных с деталями, подвергающимися высоким нагрузкам.
Точно так же, если ваше приложение требует более низкой прочности и более высокой пластичности, лучшим выбором будет сталь 4130. Итак, сравните прочность на растяжение, предел текучести и твердость обеих сталей, чтобы определить, какая из них лучше подходит для вашего конкретного применения.
3. Определите требования к обрабатываемости
Если ваше приложение требует хорошей обрабатываемости, сталь 4130 станет отличным выбором. Это связано с тем, что его меньшая прочность на сдвиг подразумевает более быстрое удаление стружки и меньшие силы резания для обработки сложных форм.
Однако, если ваше приложение требует высокопрочных компонентов, которые трудно обрабатывать, вам следует выбрать сталь 4140. Сталь 4140 требует более медленного удаления стружки и больших усилий, что делает ее более сложной для станка. Кроме того, перед выбором вам может потребоваться проверить пригодность вашего стального материала для лазерной гравировки металла.
4. Подтвердите требования к термообработке.
И сталь 4140, и сталь 4130 могут подвергаться термообработке для достижения желаемых свойств, но для них требуются разные процессы термообработки. Таким образом, если ваше приложение требует особого процесса термообработки, это может повлиять на ваш выбор стали.
По этой причине вы должны определить требования к термообработке для вашего применения и сравнить их с возможностями термообработки обеих марок стали перед выбором.
5. Учитывайте стоимость
Стоимость стали 4130 и 4140 может варьироваться в зависимости от нескольких факторов. К ним относятся поставщик, необходимое количество стали, точная марка стали и конкретные требования вашего приложения.
Итак, сравните стоимость обоих стальных листов, чтобы определить, какой из них лучше всего подходит для вашего конкретного применения. Как правило, сталь 4140 немного дороже стали 4130 из-за ее более высокой прочности и твердости.
Применение Стали 4140 И 4130
Благодаря своим свойствам стали 4140 и 4130 используются в различных отраслях промышленности. Проверьте их ниже:
1. Автомобильная промышленность
Сталь 4140 применяется в автомобильной промышленности для изготовления важных компонентов, таких как шатуны, коленчатые валы и шестерни. Кроме того, сталь 4130 применяется при изготовлении шасси гоночных автомобилей, каркасов безопасности и компонентов подвески из-за ее высокой прочности и сопротивления усталости.
2. Строительная отрасль
Строительная промышленность также использует сталь 4140 для изготовления зданий и компонентов мостов, которые требуют высокой прочности и долговечности.
3. Аэрокосмическая промышленность
Стали 4140 и 4130 применяются в аэрокосмической промышленности для производства деталей самолетов, таких как компоненты шасси, крылья, крылья самолетов, детали двигателя и другие конструкционные детали.
4. Конструкционная трубка
Сталь 4130 применяется в производстве велосипедных рам, рам мотоциклов, спортивного инвентаря и других конструкционных труб благодаря высокому соотношению прочности к весу и хорошей свариваемости.
PinTeJin Предлагает Качественные Услуги По Механической Обработке Стали 4140 И 4130
Механическая обработка стали, пожалуй, один из самых востребованных процессов обработки в нескольких отраслях сегодня. Многие отрасли промышленности применяют различные марки стали для различных производственных целей. Тем не менее, некоторые люди считают сложным остановиться на марке стали для проекта из-за их противоречивых свойств.
В PinTeJin вы можете привлечь лучших специалистов для тщательного выполнения всех этапов ваших проектов по механической обработке стали. Кроме того, наши услуги по механической обработке металлов включают в себя качественную обработку поверхности, чтобы придать обработанным стальным деталям наилучший вид. Для получения дополнительной информации свяжитесь с нашей службой поддержки сегодня, и вскоре вы получите бесплатное предложение.
Заключение
Стали 4140 и 4130 представляют собой низколегированные марки стали с превосходной прочностью, ударной вязкостью и коррозионной стойкостью. В результате они до сих пор применяются в различных отраслях промышленности для многих производственных целей. Хотя 4140 и 4130 имеют некоторое сходство, между этими двумя типами стали есть и существенные различия. Понимание характеристик и различий между этими марками стали остается лучшим шагом к выбору правильной стали для вашего производственного проекта.
