คุณสมบัติ
เหล็กกล้าอัลลอย AISI4140 (UNS G41400),4140HT,42CrMo4,1.7225,7225
เหล็กกล้าอัลลอยด์ AISI 4140 เป็นเหล็กกล้าผสมโครเมียม โมลิบดีนัม และแมงกานีสต่ำ มีความล้าสูง ทนต่อการขัดถูและแรงกระแทก มีความเหนียว และทนต่อการบิด แผ่นข้อมูลต่อไปนี้ให้ภาพรวมของเหล็กกล้าอัลลอยด์ AISI 4140
คุณสมบัติ
42CrMo4, 1.7225, AISI 4140, 42CrMoS4, 1.7227, 42CD4, 708M40, 38HM – เหล็กกล้าชุบแข็งตามมาตรฐาน DIN EN 10083-3 40HM, 42CrMo4, 1.7225, AISI 4140 – เหล็กกล้าชุบแข็ง
เหล็กกล้า SAE 4140 เป็นเหล็กกล้าผสมชนิดหนึ่งที่มีการใช้งานหลากหลายเนื่องจากมีคุณสมบัติที่หลากหลาย ประกอบด้วยโครเมียม โมลิบดีนัม และแมงกานีส ทำให้เป็นเหล็กกล้าอเนกประสงค์ชนิดหนึ่งที่มีอยู่ ด้วยความทนทานต่อการกัดกร่อน ทนความร้อน ความสามารถในการแปรรูป และคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยม จึงสามารถนำไปใช้งานได้หลากหลาย เช่น ชิ้นส่วนรถยนต์ วัสดุก่อสร้าง และเครื่องมือ โพสต์ในบล็อกนี้จะกล่าวถึงองค์ประกอบ คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพ การใช้ความต้านทานการกัดกร่อน การทนความร้อน และการอบชุบด้วยความร้อนของเหล็กกล้า 4140
AISI - SAE 4140 ส่วนประกอบเหล็กโลหะผสม
เหล็กกล้า 4140 มีทั้งโครเมียม (Cr) และโมลิบดีนัม (Mo) ปริมาณขององค์ประกอบเหล่านี้ในโลหะผสมจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับเกรดของเหล็ก 4140 ที่ใช้ ตัวอย่างเช่น เกรด AISI 4140 มี 0.38-0.43% Cr และ 0.15-0.25% Mo ในขณะที่เกรด AISI 4150 มี 0.47-0.53% Cr และ 0.20-0.30% Mo การเติมธาตุอื่นๆ เช่น แมงกานีส ยังสามารถเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบได้ ของเหล็ก 4140 ขึ้นอยู่กับเกรดที่ใช้
คุณสมบัติเหล็ก AISI4140,AISI4340,SK5,SKH51,yxm1,AISI4115,SCM415,SCM440, SCM4,SNCM439,เหล็ก DAC,SKD61,เหล็ก SGT,SKS3,เหล็ก SLD,SKD11,เหล็ก YXM1,SKH51,เพลาเจียร SK4,เหล็กเพลาเจียร SK4,เหล็กเกรด 4340HT,4140HT,เหล็ก SCM440H,42Cr Mo4,เหล็ก CM4,SNCM 439H,SNCM8,M2,M3, H13,L6,D2,440C,SUJ2,S45C,SCM4,SCM21,5920,SUP9, SUH3,SK5,N695,ST-52 ST-37 / DIN 1.4841 (SUH 310) AISI 310S,เหล็ก 4140 เหล็กขึ้นรูปเกรดพิเศษ (Special Steel Forging)
AISI - SAE 4140 คุณสมบัติทางเคมีของโลหะผสมเหล็ก
เหล็กกล้า SAE 4140 เป็นโลหะผสมโครเมียม-โมลิบดีนัม ซึ่งเป็นที่ชื่นชอบของช่างโลหะจำนวนมาก เนื่องจากมีความอเนกประสงค์และอ่อนตัวได้ เนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีที่น่าประทับใจ จึงถูกนำมาใช้ในการใช้งานตั้ง แต่การต่อเรือไปจนถึงการผลิตเครื่องมือ เหล็กกล้า 4140 มีค่าความแข็งแกร่ง ความเหนียว และความสามารถในการชุบแข็งที่ดีเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้การอบคืนตัวและการชุบแข็งเพื่อการประมวลผลต่อไป นอกจากนี้ยังทนทานต่อการกัดกร่อนสูงและมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงอีกด้วย ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งาน เช่น เพลา เกียร์ สลักเกลียว และชิ้นส่วนอื่นๆ ที่ต้องรับแรงเค้นเชิงกล จากคุณสมบัติทั้งหมดนี้ 4140 Steel ยังคงเป็นหนึ่งในวัสดุที่ได้รับความนิยมสูงสุดสำหรับงานโลหะในปัจจุบัน และดูเหมือนว่า ความนิยมดังกล่าวจะไม่ลดน้อยลงในเร็วๆ นี้!
AISI - SAE 4140 คุณสมบัติทางกายภาพของโลหะผสมเหล็ก
คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพจะแตกต่างกันไปตามเกรดที่ใช้ อย่างไรก็ตาม ลักษณะทั่วไปบางอย่างคือความแข็งแรงสูง (สูงถึง 1600MPa) ความทนทานต่อการสึกหรอสูง (เนื่องจากความทนทานต่อการสึกกร่อนสูง) ความเหนียวและความเหนียวที่ดี (เนื่องจากปริมาณคาร์บอนต่ำ) ความทนทานต่อการล้าสูง (เนื่องจากกระบวนการชุบแข็ง) แรงคืบที่ดี (ที่อุณหภูมิสูง) ต้านทานการกัดกร่อนได้ดี (เนื่องจากมีปริมาณโครเมียม) และเชื่อมได้ดี (เนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนต่ำ)
เหล็กกล้าอัลลอยด์ AISI 4140 มีความสามารถในการแปรรูปได้ดีในสภาพการอบอ่อน
การขึ้นรูปเหล็กกล้าอัลลอยด์ AISI 4140 มีความเหนียวสูง สามารถขึ้นรูปได้โดยใช้เทคนิคทั่วไปในสภาวะอบอ่อน ต้องใช้แรงกดหรือแรงในการขึ้นรูปมากกว่าเนื่องจากมีความเหนียวกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา
การเชื่อม
เหล็กอัลลอยด์ AISI 4140 สามารถเชื่อมได้โดยใช้เทคนิคทั่วไปทั้งหมด อย่างไรก็ตาม สมบัติเชิงกลของเหล็กกล้านี้จะได้รับผลกระทบหากมีการเชื่อมในสภาพที่ได้รับความร้อน และควรทำการบำบัดด้วยความร้อนหลังการเชื่อม
รักษาความร้อนเหล็กอัลลอย AISI 4140 ถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิ 845°C (1550°F) ตามด้วยการชุบแข็งในน้ำมัน ก่อนการชุบแข็ง สามารถทำให้เป็นมาตรฐานได้โดยการให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 913°C (1675°F) เป็นระยะเวลานาน ตามด้วยการระบายความร้อนด้วยอากาศ
การปลอม
เหล็กอัลลอยด์ AISI 4140 หลอมที่อุณหภูมิ 926 ถึง 1205°C (1700 ถึง 2200°F)
ทำงานร้อน
เหล็กอัลลอยด์ AISI 4140 สามารถทำงานร้อนได้ที่ 816 ถึง 1,038°C (1500 ถึง 1900°F)
ทำงานเย็น
เหล็กกล้าอัลลอยด์ AISI 4140 สามารถทำงานเย็นได้โดยใช้วิธีทั่วไปในสภาวะการอบอ่อน
การหลอม
เหล็กอัลลอยด์ AISI 4140 ถูกหลอมที่อุณหภูมิ 872°C (1600°F) ตามด้วยการทำให้เย็นลงในเตาอย่างช้าๆ
แบ่งเบา
เหล็กอัลลอยด์ AISI 4140 สามารถอบอุณหภูมิได้ที่ 205 ถึง 649°C (400 ถึง 1200°F) ขึ้นอยู่กับระดับความแข็งที่ต้องการ ความแข็งของเหล็กสามารถเพิ่มขึ้นได้หากมีอุณหภูมิในการอบคืนตัวที่ต่ำกว่า ตัวอย่างเช่น ความต้านทานแรงดึง 225 ksi สามารถทำได้โดยการอบที่อุณหภูมิ 316°C (600°F) และความต้านทานแรงดึง 130 ksi สามารถทำได้โดยการอบที่อุณหภูมิ 538°C (1000°F)
การชุบแข็ง
เหล็กกล้าอัลลอยด์ AISI 4140 สามารถชุบแข็งได้โดยการทำงานเย็นหรือให้ความร้อนและชุบแข็ง
เหล็กขึ้นรูปเกรดพิเศษที่มีทั้งเหล็กขึ้นรูปชนิดกลมและชนิดแบน (Forged Round & Flat Steel) ซึ่งอยู่ในคลังสินค้า ณ ปัจจุบันนั้นมีอยู่มากกว่า 58 ชนิด ยกตัวอย่างเช่น
A182 F6NM / 1.3413, AISI 410 / 1.4006 / X10Cr13
AISI 420A & C & F / 1.4021 / X20Cr13, 1.4034 /X46Cr13, 1.4028 / X30Cr13
AISI 430F & B / 1.4104 / X12CrMoS17
AISI 4340 / 1.6565 / 42NiCrMoV5.4
Duplex 1.4462 / A182 F51
AISI - SAE 4140 โลหะผสมเหล็กใช้
ด้วยความอเนกประสงค์ เหล็กกล้า 4140 จึงมีประโยชน์มากมายในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงชิ้นส่วนยานยนต์ เช่น เพลาเกียร์ เพลา ลูกสูบ และวาล์ว ; วัสดุก่อสร้าง เช่น สลักเกลียว น็อต สกรู เครื่องมือต่างๆ เช่น สิ่ว เจาะ ดอกต๊าป ฯลฯ สินค้ากีฬาเช่นไม้กอล์ฟ อุปกรณ์การเกษตร เช่น คันไถ แท่นขุดเจาะน้ำมัน เป็นต้น
AISI 4140 ความแข็ง
เหล็กกล้า SAE 4140 มีความแข็งและทนทานอย่างไม่น่าเชื่อ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย หลอมขึ้นจากการผสมโครเมียมและโมลิบดีนัมกับเหล็ก เหล็กกล้า 4140 ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนเพื่อให้ได้ระดับความแข็งที่น่าประทับใจ เหล็กกล้า 4140 ได้รับการจัดอันดับที่ 42 Rockwell ในมาตราส่วน C ซึ่งแข็งแกร่งพอที่จะทนต่อแรงกระแทกหนักและสภาวะการเสียดสี นอกเหนือจากความทนทานและความแข็งที่เหนือกว่าแล้ว เหล็กกล้า 4140 ยังทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี ทำให้เป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบสำหรับเครื่องจักรและชิ้นส่วนอื่นๆ ที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่ท้าทายทางเคมี คุณสมบัติทั้งหมดนี้รวมกันทำให้เหล็กกล้า 4140 เป็นวัสดุที่ยอดเยี่ยมสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์หลายประเภท
AISI 4140 ความต้านทานการกัดกร่อน
การเติมโครเมียมจะเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนโดยการสร้างชั้นออกไซด์ที่ป้องกันการเกิดออกซิเดชันหรือการเกิดสนิมเพิ่มเติม ซึ่งมักเรียกว่า 'ทู่' ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในทะเลหรือสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน ซึ่งเหล็กกล้าไร้สนิมทั่วไปอาจไม่เหมาะสมเนื่องจากต้นทุนที่สูงกว่า
ทนความร้อน
เนื่องจากมีปริมาณโครเมียมสูง 4140 Steel จึงมีคุณสมบัติทนความร้อนได้ดีเยี่ยม ซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงหรือในสภาพการทำงานที่ร้อนจัด นอกจากนี้ยังมีความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้ดีมาก หมายความว่า สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างกะทันหันได้โดยไม่แตกร้าว
รักษาความร้อน
การชุบแข็งหรือการอบคืนตัว 4140 Steel เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนที่อุณหภูมิประมาณ 860 องศาเซลเซียส และทำให้เย็นลงด้วยวิธีชุบด้วยอากาศ/น้ำมัน/อ่างเกลือ/น้ำ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ที่ต้องการ กระบวนการให้ความร้อนสูงนี้จะเพิ่มความแข็ง แต่ลดความเหนียว ซึ่งทำให้เปราะมากขึ้น แต่โดยรวมแข็งแรงขึ้น หลังจากดับไฟแล้ว จะมีการอบที่อุณหภูมิต่ำกว่าระหว่าง 150-400C ขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ที่ต้องการอีกครั้ง เพื่อให้คุณได้รับส่วนผสมที่เหมาะสมที่สุดระหว่างความแข็งแรงและความเหนียว ประการสุดท้าย กระบวนการนี้ยังช่วยปรับปรุงความสามารถในการแปรรูปเพื่อให้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปของคุณไม่มีแรงเสียดทานมากเกินไปเมื่อตัดหรือเจาะด้วยเครื่องจักร
เครื่องจักรกล
เหล็กกล้า 4140 นั้นค่อนข้างง่ายในการตัดเฉือนเนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนต่ำ ทำให้มีความนุ่มนวลกว่าชนิดอื่นๆ นอกจากนี้ยังตอบสนองได้ดีเมื่อทำการเจาะโดยใช้ดอกสว่านมาตรฐานโดยใช้แรงเพียงเล็กน้อย ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานด้านวิศวกรรมที่มีความแม่นยำ ซึ่งต้องการความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำ
บทสรุป
สรุปแล้ว 4140 Steel มีความอเนกประสงค์สูงด้วยการผสมผสานคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลายตั้ง แต่ชิ้นส่วนยานยนต์และวัสดุก่อสร้างไปจนถึงเครื่องมือและเครื่องกีฬา ฯลฯ ความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนควบคู่ไปกับการระบายความร้อนที่ดี คุณสมบัติทนต่อแรงกระแทกและความร้อนทำให้โลหะผสมนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อทำงานในสภาวะที่ร้อน/กัดกร่อน ในขณะที่ยังให้ความสามารถในการแปรรูปที่ดีเมื่อจำเป็นอีกด้วย! ดังนั้นหากคุณกำลังมองหาวัสดุที่เชื่อถือได้และทนทาน อย่ามองข้าม 4140 Steel!
เหล็กเกรดมาตรฐาน
เกรดมาตรฐาน (AISI 440 /42CrMo4, 100Cr6 and AISI 430 /25CrMo4, 34CrNiMo4 และ 30NiCrMo2) และสินค้าเกรดพิเศษ (58CrMo V4 และ 21CrMo V5.7 สำหรับงานเพลากังหันไอน้ำ)
42CrMo4, 1.7225, 42CrMoS4, 1.7227, AISI 4140 – คำอธิบาย
เหล็กโครงสร้าง แข็งแรงและชุบแข็งได้ เหล็กชนิดนี้สามารถให้คุณสมบัติที่ดีมากบนหน้าตัดทั้งหมด (เมื่อชุบแข็งในน้ำมัน เส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดคือ 70 มม. สำหรับการชุบแข็งในน้ำ เส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดคือ 50 มม.) ในสภาพชุบแข็งพื้นผิว สามารถให้ความแข็งที่ 54-59 HRC บนพื้นผิว
โลหะผสมนี้ใช้เป็นหลักสำหรับชิ้นส่วนขนาดกลางและขนาดใหญ่ที่ต้องรับน้ำหนักมาก โดยมีข้อกำหนดด้านความแข็งแรงที่เกินขีดความสามารถของโลหะผสม 35HM หรือ 34CrMo4 ถือเป็นทางเลือกที่ดีแทนเหล็กโครเมียม-นิกเกิลและโครเมียม-นิกเกิล-โมลิบดีนัมที่มีราคาแพง การใช้งานหลักๆ ได้แก่ เพลา เพลาข้อเหวี่ยง ก้านสูบ แกนหมุนขนาดใหญ่สำหรับเครื่องมือกล โซ่ กระบอกสูบมอเตอร์ หมุดบอล เพลาหลายสไปน์ และชิ้นส่วนเครื่องจักรอื่นๆ ที่ต้องรับน้ำหนักดัด บิด และสึกหรอแตกต่างกัน
สามารถตัดเหล็กด้วยแก๊สออกซิเจนได้หลังจากอุ่นด้วยเปลวไฟอะเซทิลีน-ออกซิเจนหรือโพรเพน-บิวเทน-ออกซิเจน นอกจากนี้ยังสามารถตัดด้วยเจ็ทพลาสม่าได้อีกด้วย วัสดุจะต้องได้รับการอุ่นล่วงหน้าที่อุณหภูมิ 300-400 องศาเซลเซียสก่อนตัด หลังจากตัดแล้วจะต้องเย็นลงในอากาศ
42CrMo4 - สมบัติเชิงกลและทางกายภาพ
คุณสมบัติทางกายภาพ
ความหนาแน่น: 7,83 ก./ซม. 3
ความจุความร้อนจำเพาะ: 0,473 kJ/(kg
K)
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้น: 11,2 K -1
ค่าการนำความร้อน: 0,42 kW/(cmK)
ค่าความต้านทานไฟฟ้า: 0,223 Ω*ซม.
โมดูลัสของยัง: 21,7 กก./มม. 2
คุณสมบัติเชิงกลของโลหะผสม 42CrMo4 เมื่อผ่านการชุบแข็งและอบอ่อน (+QT):
เหล็กเส้นกลม:
ทั่วไป:
ความแข็ง HRC: 35,0 - 48,5
ความแข็ง HV: 340-490
ความหนาแน่น: 7,82 ก./ซม. 3
เส้นผ่านศูนย์กลาง D: < 16 มม.
ความแข็งแรงผลผลิต Re: > 900 MPa
ความแข็งแรงแรงดึง Rm: 1100-1300 MPa
การยืดตัว A: > 10 %
เปอร์เซ็นต์การลดพื้นที่ Z: > 40 %
เส้นผ่านศูนย์กลาง D: 16-40 มม.
ความแข็งแรงผลผลิต Re: > 750 MPa
ความแข็งแรงแรงดึง Rm: 1000-1200 MPa
การยืดตัว A: > 11 %
เปอร์เซ็นต์การลดพื้นที่ Z: > 45 %
พลังงานการกระแทก KV: > 35 J
เส้นผ่านศูนย์กลาง D: 40-100 มม.
ความแข็งแรงผลผลิต Re: > 650 MPa
ความแข็งแรงแรงดึง Rm: 900-1000 MPa
การยืดตัว A: > 12 %
เปอร์เซ็นต์การลดพื้นที่ Z: > 50 %
พลังงานการกระแทก KV: > 35 J
เส้นผ่านศูนย์กลาง D: 100-160 มม.
ความแข็งแรงผลผลิต Re: > 550 MPa
ความแข็งแรงแรงดึง Rm: 800-950 MPa
การยืดตัว A: > 13 %
เปอร์เซ็นต์การลดพื้นที่ Z: > 50 %
พลังงานการกระแทก KV: > 35 J
เส้นผ่านศูนย์กลาง D: > 160 มม.
ความแข็งแรงผลผลิต Re: > 500 MPa
ความแข็งแรงแรงดึง Rm: 750-900 MPa
การยืดตัว A: > 14 %
เปอร์เซ็นต์การลดพื้นที่ Z: > 550 %
พลังงานการกระแทก KV: > 35 J
สินค้าแบน:
ความหนา : < 8 มม.
ความแข็งแรงผลผลิต Re: > 900 MPa
ความแข็งแรงแรงดึง Rm: 1100-1300 MPa
การยืดตัว A: > 10 %
เปอร์เซ็นต์การลดพื้นที่ Z: > 40 %
ความหนา : 8-20 มม.
ความแข็งแรงผลผลิต Re: > 750 MPa
ความแข็งแรงแรงดึง Rm: 1000-1200 MPa
การยืดตัว A: > 11 %
เปอร์เซ็นต์การลดพื้นที่ Z: > 45 %
พลังงานการกระแทก KV: > 35 J
ความหนา : 20-60 มม.
ความแข็งแรงผลผลิต Re: > 650 MPa
ความแข็งแรงแรงดึง Rm: 900-1000 MPa
การยืดตัว A: > 12 %
เปอร์เซ็นต์การลดพื้นที่ Z: > 50 %
พลังงานการกระแทก KV: > 35 J
ความหนา : > 100 มม.
ความแข็งแรงผลผลิต Re: > 500 MPa
ความแข็งแรงแรงดึง Rm: 750-900 MPa
การยืดตัว A: > 14 %
เปอร์เซ็นต์การลดพื้นที่ Z: > 55 %
พลังงานการกระแทก KV: > 35 J
สมบัติเชิงกลของโลหะผสม 42CrMo4 เมื่อผ่านการชุบแข็ง อบคืนตัว และดึงเย็น (+QT+C):
เหล็กเส้นกลม:
เส้นผ่านศูนย์กลาง D: 5-10 มม.
ความแข็งแรงผลผลิต Re: > 770 MPa
ความแข็งแรงแรงดึง Rm: 1000-1200 MPa
การยืดตัว A: > 8 %
เส้นผ่านศูนย์กลาง D: 10-16 มม.
ความแข็งแรงผลผลิต Re: > 750 MPa
ความแข็งแรงแรงดึง Rm: 1000-1200 MPa
การยืดตัว A: > 8 %
เส้นผ่านศูนย์กลาง D: 16-40 มม.
ความแข็งแรงผลผลิต Re: > 720 MPa
ความแข็งแรงแรงดึง Rm: 1000-1200 MPa
การยืดตัว A: > 9 %
เส้นผ่านศูนย์กลาง D: 40-100 มม.
ความแข็งแรงผลผลิต Re: > 650 MPa
ความแข็งแรงแรงดึง Rm: 900-1100 MPa
การยืดตัว A: > 10 %
สมบัติเชิงกลของโลหะผสม 42CrMo4 เมื่อผ่านการชุบแข็ง อบชุบ ลอกออก จากนั้นดึงเย็น จากนั้นชุบแข็งและอบชุบอีกครั้ง (+QT+SH / +C+QT):
เหล็กเส้นกลม:
เส้นผ่านศูนย์กลาง D: 16-40 มม.
ความแข็งแรงผลผลิต Re: > 750 MPa
ความแข็งแรงแรงดึง Rm: 1000-1200 MPa
การยืดตัว A: > 11 %
พลังงานการกระแทก KV: > 35 J
เส้นผ่านศูนย์กลาง D: 40-100 มม.
ความแข็งแรงผลผลิต Re: > 650 MPa
ความแข็งแรงแรงดึง Rm: 900-1100 MPa
การยืดตัว A: > 12 %
พลังงานการกระแทก KV: > 35 J
คุณสมบัติทางกลเมื่อผ่านกระบวนการทำให้เป็นทรงกลม ดึงเย็น และให้ความร้อนอีกครั้ง (+AC+C+AC)
เส้นผ่านศูนย์กลาง D: 2-5 มม.
ความแข็งแรงผลผลิต Re: < 620 MPa
เปอร์เซ็นต์การลดพื้นที่ Z: > 60 %
เส้นผ่านศูนย์กลาง D: 5-40 มม.
ความแข็งแรงผลผลิต Re: < 610 MPa
เปอร์เซ็นต์การลดพื้นที่ Z: > 60 %
คุณสมบัติทางกายภาพและทางกลเมื่อผ่านกระบวนการ spheroidized ดึงเย็น ผ่านกระบวนการ spheroidized อีกครั้ง และผ่านผิวหนัง (+AC+C+AC+LC)
เส้นผ่านศูนย์กลาง D: 2-5 มม.
ความแข็งแรงแรงดึง Rm: < 660 MPa
เปอร์เซ็นต์การลดพื้นที่ Z: > 58 %
เส้นผ่านศูนย์กลาง D: 5-40 มม.
ความแข็งแรงแรงดึง Rm: < 650 MPa
เปอร์เซ็นต์การลดพื้นที่ Z: > 58 %
การอบชุบด้วยความร้อนและการทำงาน
พารามิเตอร์การทำงานและการอบชุบด้วยความร้อนที่แนะนำสำหรับโลหะผสม 42CrMo4:
การตีขึ้นรูป: 1,050-850 °C
การรีด: 1050-850 °C
การดับ: 820-860 °C / o,w
การอบอุณหภูมิ : 540-680 °C
การอบชุบให้ปกติ: 840-880 °C
การอบอ่อน: 680-720 °C
เหล็กจัดอยู่ในกลุ่มการเชื่อม 5.1 ตามมาตรฐาน ISO/TR 20172 เชื่อมโดยใช้ก๊าซอาร์กอนหรือก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นฉนวนป้องกัน
เหล็กเชื่อมได้ยาก ดังนั้นควรเชื่อมเฉพาะในกรณีพิเศษเท่านั้น การเชื่อมจะดีที่สุดเมื่อโลหะผสมอยู่ในสภาพอบอ่อน นอกจากนี้ เหล็กจะต้องได้รับการอุ่นล่วงหน้า สำหรับองค์ประกอบที่มีความหนาไม่เกิน 15 มม. ที่อุณหภูมิ 250-350 °C และสำหรับองค์ประกอบที่มีความหนาไม่เกิน 25 มม. ที่อุณหภูมิ 300-450 °C หากชิ้นส่วนที่เชื่อมมีปริมาณคาร์บอนขีดจำกัดต่ำ บาง และเชื่อมด้วยกระแสไฟฟ้าสูง ควรอุ่นล่วงหน้าที่อุณหภูมิต่ำกว่าภายในช่วงที่กำหนด
สำหรับชิ้นส่วนที่มีความหนากว่านั้น ขอแนะนำให้ใช้การอบเพื่อคลายความเค้นระดับกลาง ทันทีหลังจากการเชื่อม ก่อนที่รอยต่อจะเย็นลง ให้ทำการอบอ่อนหรืออบชุบ
หากไม่สามารถกลึงชิ้นส่วนที่เชื่อมได้ทันทีหลังการเชื่อม จะต้องทำการทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ จนถึงอุณหภูมิแวดล้อม พิจารณาทำการทำให้เย็นลงร่วมกับเตาเผา ในแผ่นใยหิน หรือในทรายร้อน
การเชื่อมชิ้นส่วนที่เสริมความแข็งแกร่งจะทำให้บริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจากการเชื่อมมีคุณสมบัติทางกลที่แย่ลง จะต้องให้ความร้อนกับองค์ประกอบทั้งหมดอีกครั้งเพื่อคืนคุณสมบัติเดิม
เหล็กเหมาะสำหรับการเชื่อมไฟฟ้า การเชื่อมด้วยความต้านทาน และการเชื่อมด้วยแรงเสียดทาน การเชื่อมด้วยความต้านทานต้องใช้แรงดันสูง กระแสไฟต่ำ และใช้เวลานานกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ เชื่อมได้ในสภาวะที่ผ่านกระบวนการอบชุบหรือทำให้อ่อนตัว หลังจากเชื่อมและผ่านการอบชุบด้วยความร้อนที่เหมาะสมแล้ว คุณสมบัติทางกลของรอยเชื่อมอาจคล้ายคลึงกับวัสดุส่วนอื่น
เราจัดส่งโลหะผสมเหล็กนี้เป็น:
เหล็กกล้า (Steel) เป็นวัสดุที่ประกอบไปด้วยธาตุเหล็ก (Iron: Fe (Ferrous)) เป็นสารตั้งต้นพื้นฐาน แล้วก็มีการผสมธาตุต่าง ๆ ลงไปในเนื้อเหล็ก โดยทั่วไปแล้วในเหล็กกล้าจะมีธาตุเหล็กอยู่มากกว่า 90% ที่เหลือจะเจือผสมกับธาตุอื่น ๆ เช่น โมลิบดีนัม, นิเกิล, แมงกานีส ฯลฯ
ส่วนเหล็กกล้าคาร์บอนจะมีธาตุเหล็กอยู่สูงถึง 99% ที่เหลือจะเป็น คาร์บอน (Carbon) และอาจมีธาตุอื่น ๆ ผสมอยู่เล็กน้อยในเนื้อเหล็กกล้า เหล็กกล้าคาร์บอนนั้นธาตุที่เป็นหลักก็คือเหล็ก และคาร์บอน โดยเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนที่ไปผสม จะมีค่าอยู่ที่ระหว่าง 0-2% แต่ที่พบโดยส่วนใหญ่ในท้องตลาดจะมีคาร์บอนที่ประมาณ 0.15-1.0%
เหล็กกล้าที่มีคาร์บอนผสมอยู่น้อยจะมีความยืดหยุ่น (ความเหนียว) มากกว่า เหล็กกล้าที่มีคาร์บอนผสมอยู่มาก แต่ถ้ามีคาร์บอนผสมลงไปในเนื้อเหล็กมากเท่าไหร่ ก็ทำให้เหล็กเกิดความเปราะมากยิ่งขึ้นด้วย ดังนั้น จะพบว่า เมื่อผสมคาร์บอนเติมเข้าไปในเหล็ก ทำให้เหล็กมีผลต่อความแข็งแกร่ง, ความแข็ง และความเปราะของเหล็ก
ระบบเรียกชื่อเหล็กกล้า
เหล็กกล้ามีอยู่มากมายหลายชนิด ซึ่งขึ้นอยู่กับการผสมธาตุ และกรรมวิธีการผลิต ดังนั้นเรามีความจำเป็นที่จะต้องจำแนกเหล็กออกเป็นชื่อเรียกต่าง ๆ กัน ซึ่งในปัจจุบันมีสถาบันที่ทำงานเกี่ยวกับโลหะมากมาย ยกตัวอย่างเช่น
· สถาบันเหล็ก และเหล็กกล้าของอเมริกา (American Iron and Steel Institute: AISI)
· สมาคมการทดสอบ และวัสดุของอเมริกา (American Society for Testing and Materials)
· สมาคมวิศวกรยานยนต์อเมริกา (Society of Automotive Engineers : SAE)
· สมาคมวิศวกรเครื่องกลอเมริกา (American Society of Mechanical Engineers :ASME)
· สถาบันมาตรฐานของเยอรมัน (Deutsches Institut für Normung: DIN)
· สถาบันมาตรฐานของญี่ปุ่น (Japanese Industrial Standards :JIS)
· ฯลฯ
องค์กรเหล่านี้กำหนดรายละเอียดของเหล็กกล้าเอาไว้ แตกต่างกันไป การจำแนกเหล็กออกเป็นประเภทเราเรียกว่า ระบบเรียกชื่อเหล็กกล้า (Steel number system) คือระบบการแบ่งเหล็กกล้าออกเป็นประเภทต่าง ๆ โดยเหล็กกล้าจะถูกเรียกเป็นตัวเลข ในหนังสือเล่มนี้จะกล่าวถึงระบบเรียกชื่อเหล็กกล้าเป็นแบบ AISI และ SAE เป็นหลัก ยกตัวอย่างเช่น
AISI/SAE 1121 /อธิบาย
ตัวอักษรด้านหน้าเป็นการเรียกชื่อเหล็กตามมาตรฐานในที่นี้ก็คือ สถาบันเหล็ก และเหล็กกล้าของอเมริกา และสมาคมวิศวกรยานยนต์อเมริกา ส่วนตัวเลขปกติแล้วจะมีตัวเลขอยู่สี่ตัว โดยตัวเลขสองอันดับแรกแสดงถึงสารที่นำมาเจือปน และตัวเลขอีกสองตัวหลังด้านท้าย (มีอยู่บางประเภทจะมีอยู่สามตัวเลข) แสดงถึงเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนภายในเนื้อเหล็กกล้า
ยกตัวอย่างเช่น AISI/SAE 1020
o เป็นไปตามมาตรฐานของ AISI หรือ SAE
o ตัวเลขแรก (1) บอกถึงมีคาร์บอนผสมอยู่
o ตัวเลขลำดับที่สอง (0) ก็คือไม่มีธาตุอื่นผสมอยู่มีเพียงคาร์บอนเท่านั้น
o ตัวเลขสองตัวสุดท้าย (20) เหล็กกล้าที่มีคาร์บอนผสมอยู่ประมาณ 0.20%
ตัวอย่าง AISI/SAE 4340
o เป็นไปตามมาตรฐานของ AISI หรือ SAE
o ตัวเลขสองตัวแรก (43) ก็คือ เหล็กกล้ามีการผสม นิกเกิล-โครเมียม-โมลิบดีนัม
o ตัวเลขสองตัวหลัง (40) มีคาร์บอนเป็นส่วนผสมมีค่าประมาณ 0.4%
ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้า
เหล็กกล้าคาร์บอน (Plain Carbon Steel)
คือเหล็กกล้าที่มีคาร์บอนเป็นธาตุผสมหลัก มีคุณสมบัติที่ดีในหลายด้าน ทั้งความแข็งแรง ความเหนียว ความแกร่ง และมีราคาถูก นอกจากนี้ยังสามารถทำการอบชุบเพื่อเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงได้ ตัวอย่างส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้าแสดงดังตารางที่ 1
ตารางที่ 1 ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้าคาร์บอน
เกรดเหล็ก ส่วนผสมหลัก (Wt.%)
DIN JIS AISI ชื่อเรียกทางการค้า C Si Mn Cr Mo V
GS-38 S15C 1015 เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ 0.13-0.18 0.10-0.60 0.30-0.60
CK45 S45C 1045 เหล็กเหนียว 0.40-0.52 <0.40 0.50-0.80
CK50 S50C 1050 เหล็กแข็งหัวแดง 0.47-0.55 <0.40 0.60-0.90
เหล็กกล้าผสมต่ำ (Low Alloy Steels)
เป็นเหล็กกล้าที่มีธาตุประสมรวมกันน้อยกว่า 8% ธาตุที่ผสมอยู่คือ โครเมี่ยม นิกเกิล โมลิบดินั่ม และแมงกานีส ปริมาณของธาตุที่ใช้ผสม แต่ละตัวจะไม่มาก ประมาณ 1 – 2% ผลจากการผสมทำให้เหล็กสามารถชุบแข็งได้ มีความแข็งแรงสูง เหมาะสำหรับใช้ในการทำชิ้นส่วนเครื่องจักรกล เช่น เฟือง เพลาข้อเหวี่ยง จนบางครั้งมีชื่อว่า เหล็กกล้า เครื่องจักรกล (Machine Steels) เหล็กกล้ากลุ่มนี้จะต้องใช้งานในสภาพชุบแข็งและอบก่อนเสมอจึงจะมีค่าความแข็งแรงสูง ตัวอย่างส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้าแสดงดังตารางที่ 2
เหล็กบริสุทธิ์ในสถานะของแข็งสามารถปรากฏอยู่ได้หลายรูปแบบ(เฟส) คือ
1. อัลฟาเฟอร์ไรต์ (α-ferrite) เป็นเหล็กของแข็งที่ มีโครงสร้างผลึกแบบ body-centeredcubic (BCC)จัดเป็นเฟสในสมดุลที่อุณหภูมิต่ำกว่า 910 องศาเซลเซียส
2. ออสเทนไนต์ (γ-austenite) เป็นเหล็กของแข็งที่ มีโครงสร้างผลึกแบบ face-centered cubic (FCC) จัดเป็นเฟสในสมดุลที่อุณหภูมิสูงกว่า 910 องศาเซลเซียส
3. เดลต้าเฟอร์ไรต์ (δ-ferrite) เป็นเหล็กของแข็งที่มีโครงสร้างผลึกแบบ body-centeredcubic(BCC) แต่ขนาดของโครงผลึกแตกต่างจากแอลฟ่าเฟอร์ไรต์จึงจัดเป็นคนละเฟสกันและพบในสมดุลที่อุณหภูมิสูงกว่า 1390 องศาเซลเซียส
เหล็กบริสุทธิ์มีความแข็งแรงต่ำ จึงมีความต้องการเพิ่มความแข็งแรงให้กับวัสดุกลุ่มเหล็ก เริ่มจากการเติมคาร์บอน ซึ่งส่งผลให้เกิดการเพิ่มความแข็งแรงโดยกลไกการเกิดเป็นสารละลายของแข็ง (solid solution strengthening) โดยอะตอมคาร์บอนมีขนาดเล็กกว่าอะตอมของเหล็ก จะเข้าไปแทรกอยู่ที่ช่องว่างแคบๆ ระหว่างอะตอมเหล็ก(interstitial sites)และเกิดสนามความเค้นรอบๆ อะตอมคาร์บอน ดังนั้นเมื่อจะทำให้เหล็กเกิดการเสียรูปถาวร ซึ่งเป็นการทำให้กลุ่มอะตอมเหล็กเคลื่อนที่ไปพร้อมๆ กันนั้นจึงต้องอาศัยแรงกระทำมากขึ้น ทั้งนี้ในเหล็กอัลฟาที่อุณหภูมิห้องนั้นมีคาร์บอนละลายอยู่ได้สูงที่สุดประมาณ 0.008%โดยน้ำหนัก
เนื่องจากเฟอร์ไรต์นั้นสามารถละลายคาร์บอนได้น้อยมาก ดังนั้นถ้ามีคาร์บอนในเหล็กมากกว่าความสามารถในการละลาย นั่นหมายความว่า คาร์บอนต้องอยู่ในรูปอื่น ซึ่งปกติแล้วในเหล็กกล้านั้น คาร์บอนส่วนที่เกินความสามารถในการละลายจะเกิดการรวมตัวกับอะตอมเหล็กกลายเป็นเหล็กคาร์ไบด์ หรือซีเมนไทต์ (Fe3C) ปกติแล้วโครงสร้างจุลภาคในเหล็กกล้าที่มีคาร์บอนเกินกว่า 0.01% ก็เริ่มมีซีเมนไทต์แล้ว แต่สังเกตไม่เห็นชัดเจนในภาพโครงสร้างจุลภาค ถ้าปริมาณคาร์บอนสูงขึ้น เช่น 0.05% ก็จะสังเกตเห็นซีเมนไทต์ได้ชัดเจน โดยซีเมนไทต์ดังกล่าวเกิดขึ้นร่วมกับเฟอร์ไรต์ในลักษะแถบสลับกันภายในเกรน เรียกรูปแบบโครงสร้างดังกล่าวว่า
“เพิร์ลไลต์”(pearlite) ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนเฟสที่เรียกว่า “ยูเท็กตอยด์” (eutectoid transformation)
เมื่อปริมาณคาร์บอนมากขึ้น ปริมาณของเพิร์ลไลต์ในโครงสร้างจุลภาคก็จะมากขึ้น ในขณะที่ปริมาณเกรนที่เป็นเฟอร์ไรต์เท่านั้นก็จะน้อยลง จนเมื่อปริมาณคาร์บอนประมาณ 0.8% จะไม่เหลือเกรนที่เป็นเฟอร์ไรต์เท่านั้นอีกเลย แต่เป็นโคโลนีของเพิร์ลไลท์ทั้งหมด ดังนั้นโครงสร้างเพิร์ลไลท์จะมีคาร์บอนอยู่ประมาณ 0.8% เสมอ (ภายใต้เงื่อนไขว่า การเย็นตัวของเหล็กค่อนข้างช้า) เหล็กกล้าที่มีคาร์บอน 0.8% จึงถูกเรียกอีกอย่างว่า เหล็กกล้ายูเท็กตอยด์ (eutectoid steel)
หากปริมาณคาร์บอนในเหล็กเพิ่มสูงขึ้นไปกว่า 0.8% แล้ว คาร์บอนส่วนที่เกิน 0.8% ซึ่งไม่สามารถอยู่ในเพิร์ลไลต์ได้ จะไปอยู่ในรูปของซีเมนไทต์ที่ต่อกันเป็นโครงข่ายตามขอบเกรนของกลุ่มโคโลนีเพิร์ลไลต์ โดยปริมาณซีเมนไทต์ตามขอบเกรนนี้จะมากขึ้นตามปริมาณคาร์บอนที่มากขึ้นด้วย
จากลักษณะดังกล่าวจึงอาจแบ่งกลุ่มของเหล็กกล้าคาร์บอนตามลักษณะโครงสร้างได้เป็น
- เหล็กกล้าไฮโปยูเท็กตอยด์ มีคาร์บอนน้อยกว่า 0.8% (C < 0.8%) โครงสร้างเป็นเกรนเฟอร์ไรต์และเกรนเพิร์ลไลทต์โดยมีมากน้อยตามปริมาณคาร์บอนในเหล็ก
- เหล็กกล้ายูเท็กตอยด์ โครงสร้างเป็น เป็นเกรนเพิร์ลไลต์ทั้งหมด มีคาร์บอนประมาณ 0.8%
- เหล็กกล้าไฮเปอร์ยูเท็กตอยด์ มีคาร์บอนมากกว่า 0.8% (C > 0.8%) โครงสร้างเป็นเกรนเพิร์ลไลต์ และโครงข่ายซีเมนไทต์ตามขอบเกรน โดยมีมากน้อยตามปริมาณคาร์บอนในเหล็ก
เหล็กบริสุทธิ์ในสถานะของแข็งสามารถปรากฏอยู่ได้หลายรูปแบบ(เฟส) คือ
1. อัลฟาเฟอร์ไรต์ (α-ferrite) เป็นเหล็กของแข็งที่ มีโครงสร้างผลึกแบบ body-centeredcubic (BCC)จัดเป็นเฟสในสมดุลที่อุณหภูมิต่ำกว่า 910 องศาเซลเซียส
2. ออสเทนไนต์ (γ-austenite) เป็นเหล็กของแข็งที่ มีโครงสร้างผลึกแบบ face-centered cubic (FCC) จัดเป็นเฟสในสมดุลที่อุณหภูมิสูงกว่า 910 องศาเซลเซียส
3. เดลต้าเฟอร์ไรต์ (δ-ferrite) เป็นเหล็กของแข็งที่มีโครงสร้างผลึกแบบ body-centeredcubic(BCC) แต่ขนาดของโครงผลึกแตกต่างจากแอลฟ่าเฟอร์ไรต์จึงจัดเป็นคนละเฟสกันและพบในสมดุลที่อุณหภูมิสูงกว่า 1390 องศาเซลเซียส
เหล็กบริสุทธิ์มีความแข็งแรงต่ำ จึงมีความต้องการเพิ่มความแข็งแรงให้กับวัสดุกลุ่มเหล็ก เริ่มจากการเติมคาร์บอน ซึ่งส่งผลให้เกิดการเพิ่มความแข็งแรงโดยกลไกการเกิดเป็นสารละลายของแข็ง (solid solution strengthening) โดยอะตอมคาร์บอนมีขนาดเล็กกว่าอะตอมของเหล็ก จะเข้าไปแทรกอยู่ที่ช่องว่างแคบๆ ระหว่างอะตอมเหล็ก(interstitial sites)และเกิดสนามความเค้นรอบๆ อะตอมคาร์บอน ดังนั้นเมื่อจะทำให้เหล็กเกิดการเสียรูปถาวร ซึ่งเป็นการทำให้กลุ่มอะตอมเหล็กเคลื่อนที่ไปพร้อมๆ กันนั้นจึงต้องอาศัยแรงกระทำมากขึ้น ทั้งนี้ในเหล็กอัลฟาที่อุณหภูมิห้องนั้นมีคาร์บอนละลายอยู่ได้สูงที่สุดประมาณ 0.008%โดยน้ำหนัก
เนื่องจากเฟอร์ไรต์นั้นสามารถละลายคาร์บอนได้น้อยมาก ดังนั้นถ้ามีคาร์บอนในเหล็กมากกว่าความสามารถในการละลาย นั่นหมายความว่า คาร์บอนต้องอยู่ในรูปอื่น ซึ่งปกติแล้วในเหล็กกล้านั้น คาร์บอนส่วนที่เกินความสามารถในการละลายจะเกิดการรวมตัวกับอะตอมเหล็กกลายเป็นเหล็กคาร์ไบด์ หรือซีเมนไทต์ (Fe3C) ปกติแล้วโครงสร้างจุลภาคในเหล็กกล้าที่มีคาร์บอนเกินกว่า 0.01% ก็เริ่มมีซีเมนไทต์แล้ว แต่สังเกตไม่เห็นชัดเจนในภาพโครงสร้างจุลภาค ถ้าปริมาณคาร์บอนสูงขึ้น เช่น 0.05% ก็จะสังเกตเห็นซีเมนไทต์ได้ชัดเจน โดยซีเมนไทต์ดังกล่าวเกิดขึ้นร่วมกับเฟอร์ไรต์ในลักษะแถบสลับกันภายในเกรน เรียกรูปแบบโครงสร้างดังกล่าวว่า “เพิร์ลไลต์”(pearlite) ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนเฟสที่เรียกว่า “ยูเท็กตอยด์” (eutectoid transformation)
เมื่อปริมาณคาร์บอนมากขึ้น ปริมาณของเพิร์ลไลต์ในโครงสร้างจุลภาคก็จะมากขึ้น ในขณะที่ปริมาณเกรนที่เป็นเฟอร์ไรต์เท่านั้นก็จะน้อยลง จนเมื่อปริมาณคาร์บอนประมาณ 0.8% จะไม่เหลือเกรนที่เป็นเฟอร์ไรต์เท่านั้นอีกเลย แต่เป็นโคโลนีของเพิร์ลไลท์ทั้งหมด ดังนั้นโครงสร้างเพิร์ลไลท์จะมีคาร์บอนอยู่ประมาณ 0.8% เสมอ (ภายใต้เงื่อนไขว่า การเย็นตัวของเหล็กค่อนข้างช้า) เหล็กกล้าที่มีคาร์บอน 0.8% จึงถูกเรียกอีกอย่างว่า เหล็กกล้ายูเท็กตอยด์ (eutectoid steel)
หากปริมาณคาร์บอนในเหล็กเพิ่มสูงขึ้นไปกว่า 0.8% แล้ว คาร์บอนส่วนที่เกิน 0.8% ซึ่งไม่สามารถอยู่ในเพิร์ลไลต์ได้ จะไปอยู่ในรูปของซีเมนไทต์ที่ต่อกันเป็นโครงข่ายตามขอบเกรนของกลุ่มโคโลนีเพิร์ลไลต์ โดยปริมาณซีเมนไทต์ตามขอบเกรนนี้จะมากขึ้นตามปริมาณคาร์บอนที่มากขึ้นด้วย
จากลักษณะดังกล่าวจึงอาจแบ่งกลุ่มของเหล็กกล้าคาร์บอนตามลักษณะโครงสร้างได้เป็น
- เหล็กกล้าไฮโปยูเท็กตอยด์ มีคาร์บอนน้อยกว่า 0.8% (C < 0.8%) โครงสร้างเป็นเกรนเฟอร์ไรต์และเกรนเพิร์ลไลทต์โดยมีมากน้อยตามปริมาณคาร์บอนในเหล็ก
- เหล็กกล้ายูเท็กตอยด์ โครงสร้างเป็น เป็นเกรนเพิร์ลไลต์ทั้งหมด มีคาร์บอนประมาณ 0.8%
- เหล็กกล้าไฮเปอร์ยูเท็กตอยด์ มีคาร์บอนมากกว่า 0.8% (C > 0.8%) โครงสร้างเป็นเกรนเพิร์ลไลต์ และโครงข่ายซีเมนไทต์ตามขอบเกรน โดยมีมากน้อยตามปริมาณคาร์บอนในเหล็ก
เหล็กขึ้นรูปชนิดกลมและเหล็กขึ้นรูปชนิดแบน (Forged Flat and Round Steel)
การขึ้นรูปแม่พิมพ์ชนิดเปิด สำหรับเหล็กจานกลมและเพลา (Disc and Shaft)
เหล็กวงแหวนรีดชนิดไร้ตะเข็บและเหล็กวงแหวนขึ้นรูปชนิดไร้ตะเข็บ (Seamless Rolled Ring and Seamless Forged Ring)
เหล็กกล้าอัลลอยด์ SAE AISI 4140
SAE 4140 (เหล็กกล้า AISI 4140)เป็นเหล็กกล้าผสมต่ำในซีรีส์ Cr-Mo (Chrome molybdenum series) วัสดุนี้มีความแข็งแรงและความสามารถในการชุบแข็งสูง มีความเหนียวดี การเสียรูปเล็กน้อยระหว่างการชุบแข็ง ความแข็งแรงของการคืบคืบสูง และความแข็งแรงยาวนานที่อุณหภูมิสูง
4140 เหล็กใช้
เหล็กอัลลอยด์ AISI SAE 4140 สามารถทำเป็นเหล็กเส้นกลม เหล็กแบนและเหล็กสี่เหลี่ยม เหล็กแผ่น ท่อเหล็ก และมีประโยชน์มากมายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ น้ำมันและก๊าซ และยานยนต์ การใช้งานทั่วไปคือภาชนะรับความดันผนังบาง การหลอม
