Lớp AISI/SAE 4140 là một hợp kim linh hoạt có khả năng chống ăn mòn trong khí quyển tốt và độ bền hợp lý. Nó cho thấy sự kết hợp tổng thể tốt giữa sức mạnh, độ dẻo dai, khả năng chống mài mòn và độ bền mỏi.
CÁC ỨNG DỤNG
Hợp kim này tìm thấy nhiều ứng dụng làm vật rèn cho ngành hàng không vũ trụ và dầu khí, cùng với vô số ứng dụng trong ngành ô tô, nông nghiệp và quốc phòng, Các ứng dụng điển hình là bánh răng và trục rèn, trục chính, đồ gá, đồ gá và vòng đệm.
rèn
Việc rèn thép này nên được thực hiện trong khoảng từ 2200 đến 1650 º F (1200 và 900 º C). Nhiệt độ hoàn thiện từ quá trình rèn càng thấp thì kích thước hạt càng mịn. Hợp kim này lý tưởng không nên được rèn dưới 1650 º F (900 º C) và nên được làm nguội chậm sau khi rèn.
XỬ LÝ NHIỆT
Xử lý nhiệt được thực hiện sau khi gia công nóng để làm cho thép phù hợp cho gia công và đáp ứng các phạm vi tính chất cơ học được chỉ định cho các ứng dụng cụ thể của thép.
Ủ
Vật rèn loại 4140 có thể được ủ bằng cách chuyển các bộ phận thẳng từ hoạt động rèn sang lò nung được giữ ở nhiệt độ thích hợp, trong khoảng từ 1450 đến 1550 º F (790 và 840 º C), giữ trong một thời gian thích hợp sau đó làm nguội lò, tạo thành một kết cấu phù hợp với gia công. Loại xử lý này được sử dụng tốt nhất cho các bộ phận có hình dạng đơn giản. Nếu một số khu vực rèn sẽ kết thúc lạnh hơn nhiều so với những khu vực khác thì sẽ không thu được cấu trúc đồng nhất, trong trường hợp đó có thể sử dụng quá trình ủ hình cầu ở khoảng 1380 º F (750 º C). Có thể nói rằng chỉ riêng kinh nghiệm sẽ quyết định loại xử lý ủ tốt nhất sẽ được sử dụng trước khi gia công.
BÌNH THƯỜNG HÓA
Quá trình này được định nghĩa là nung nóng thép đến nhiệt độ cao hơn phạm vi chuyển đổi ferit thành austenite và sau đó làm nguội trong không khí đến nhiệt độ thấp hơn nhiều so với phạm vi chuyển đổi này. Quá trình xử lý này có thể được thực hiện trên các sản phẩm rèn như một quá trình điều hòa trước khi xử lý nhiệt lần cuối. Bình thường hóa cũng phục vụ để tinh chỉnh cấu trúc của vật rèn có thể đã nguội không đồng đều từ hoạt động rèn của chúng. Nhiệt độ chuẩn hóa danh nghĩa cho loại 4140 là 1600 º F (870 º C), nhưng kinh nghiệm sản xuất có thể yêu cầu nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn con số này là 50 º F (10 º C). Trong thực tế, khi vật rèn được chuẩn hóa trước, chẳng hạn như cacbon hóa hoặc làm cứng và tôi luyện, phạm vi nhiệt độ chuẩn hóa cao hơn được sử dụng. Khi chuẩn hóa là xử lý nhiệt cuối cùng, phạm vi nhiệt độ thấp hơn được sử dụng.
CỨNG CỨNG
Quá trình xử lý nhiệt này dẫn đến sự hình thành mactenxit sau khi tôi, do đó độ cứng và độ bền kéo tăng lên đáng kể cùng với sự mất đi tính dẻo. Thép phải được austenit hóa ở 1500 đến 1550 º F (815 đến 845 º C), nhiệt độ thực tế là một chức năng của thành phần hóa học trong phạm vi cho phép, kích thước phần và phương pháp làm mát. Austenitizing phải đảm bảo tất cả các thành phần vi mô trong thép được chuyển thành austenite. Các phần nhỏ hơn của 4140 có thể được làm nguội trong dầu, các phần nặng hơn trong nước.
Tôi được thực hiện để giảm bớt ứng suất từ quá trình làm cứng, nhưng chủ yếu là để đạt được các tính chất cơ học cần thiết. Nhiệt độ ủ thực tế sẽ được chọn để đáp ứng các đặc tính cần thiết, và trong nhiều trường hợp sẽ là vấn đề thử và sai.
KHẢ NĂNG GIA CÔNG
Hợp kim dễ gia công. Các hình dạng đơn giản có thể được gia công sau khi xử lý chuẩn hóa, trong khi các hình dạng phức tạp hơn sẽ yêu cầu ủ. . Ở cấp độ carbon của loại này, cấu trúc của ngọc trai phiến thô đến spheroidite thô thường là tối ưu cho khả năng gia công
KHẢ NĂNG HÀN
Lớp này có khả năng hàn tốt và có thể được hàn bằng bất kỳ phương pháp thương mại nào. Các bộ phận nên được làm nóng sơ bộ trước khi hàn ở khoảng 1100 º F (590 º C) và giảm căng thẳng sau đó. Không nên hàn các bộ phận ở tình trạng tôi và tôi vì tính chất cơ học sẽ bị ảnh hưởng xấu. Các bộ phận chỉ nên được hàn trong điều kiện ủ.
