คุณสมบัติ SAE/AISI 4340 Alloy Steel (UNS G43400) – องค์ประกอบ คุณสมบัติ และการใช้งาน
วัสดุเหล็ก AISI 4340-ASTM A29/A29M
AISI 4340 ถูกกำหนดให้เป็นเหล็กกล้าอัลลอยด์ที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน ซึ่งมี Cr 0.8% Mo 0.2% และ Ni 1.8% เป็นส่วนประกอบของโลหะผสมที่เสริมความแข็งแรง เมื่อเทียบกับ AISI 4140 จะมีความแข็งแรงและความเหนียวสูงกว่า นอกจากนี้ยังมีความต้านทานต่อความล้า ความต้านทานการสึกหรอและการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศได้ดีมาก โดยทั่วไปแล้ว AISI 4340 จะอยู่ในสภาพชุบแข็งและอบด้วยอุณหภูมิที่มีช่วงแรงดึง 930 – 1080 Mpa ความแข็ง 280 -320HB.Pre ชุบแข็งและอบคืนตัวแล้ว 4340 สามารถชุบผิวให้แข็งขึ้นได้อีกโดยใช้เปลวไฟหรือการชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำและโดยไนไตรดิ้ง
SAE 4340/AISI 4340 เหล็กโลหะผสมผู้ผลิตและซัพพลายเออร์ มาพร้อมกับแท่งกลม แท่งสี่เหลี่ยม/แบน ลูกกลิ้ง เพลา บล็อก และชิ้นส่วนปลอม
SAE 4340 Alloy steel เป็นเหล็กกล้าผสมนิกเกิล-โมลิบดีนัมทั่วไปตามมาตรฐานอเมริกา ซึ่งมีความแข็งแรงสูง เหนียว และชุบแข็งได้ดีเยี่ยม
เหล็กกล้า SAE 4340 มักจะถูกจัดหาภายใต้สภาวะดับและอุณหภูมิที่ความแข็ง 28 – 34HRC การใช้งานทั่วไปคือการใช้งานโครงสร้าง เช่น อุปกรณ์ลงจอดของเครื่องบิน เกียร์และเพลาส่งกำลัง และชิ้นส่วนโครงสร้างอื่นๆ
เหล็ก AISI 4340
AISI 4340 Steel เป็นโลหะผสมเหล็กชนิดหนึ่งที่กำหนดรหัสนำหน้าโดยระบบ AISI คำนำหน้าตัวอักษรนี้ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อแสดงถึงกระบวนการผลิตเหล็กของ AISI 4340 Steel
หมายเลขเกรดในโลหะผสมเหล็กทำให้แน่ใจได้ถึงความแตกต่างของการใช้งานในอุตสาหกรรม
4: เลข '4' ตัวแรกแสดงว่า เหล็กกล้าเป็นเหล็กกล้า 'โมลิบดีนัม' และโมลิบดีนัมเป็นองค์ประกอบโลหะผสมที่สำคัญที่สุดสำหรับเหล็กกล้านี้เมื่อเทียบกับเหล็กกล้าชุดอื่น
3:หมายเลขที่สอง '3' หมายความว่า มีองค์ประกอบสาม (3) อยู่ ซึ่งรวมถึงนิกเกิล โครเมียม และโมลิบดีนัม
40: ตัวเลขสองตัวท้าย '40' ระบุปริมาณคาร์บอนที่มีอยู่ในเหล็กกล้า สำหรับเกรดนี้มีคาร์บอน 0.40% เช่นเดียวกับเหล็ก AISI 4140
ยิ่งไปกว่านั้น หมายเลขเฉพาะนี้ถูกกำหนดให้กับโลหะผสมเหล็กเกือบทั้งหมดโดย AISI เพื่อกำหนดองค์ประกอบเหล็กที่แตกต่างกันในโลหะผสม
เหล็ก AISI 4340 รูปแบบใดที่สามารถจัดหาได้ในตลาด
เหล็ก AISI 4340 มีจำหน่ายในรูปแบบกลม สี่เหลี่ยม แบน บล็อก และเพลาจากประเทศจีนไปยังประเทศอื่น ๆ นอกจากรูปแบบทั้งหมดที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว รูปแบบการจัดหาอื่น ๆ ของเหล็ก AISI 4340 ได้แก่ แผ่นเรียบและแท่งหกเหลี่ยม
คุณสมบัติและส่วนประกอบของเหล็กกล้า AISI 4340 ยังคงเหมือนเดิมไม่ว่า จะมีรูปทรงอย่างไร นอกจากนี้ ลักษณะที่แข็งแรงของเหล็กกล้า AISI 4340 ยังทำให้นำเข้าได้ในรูปของสภาวะชุบแข็งและอบอ่อน
คุณต้องจำไว้ว่า ให้ทางเลือกแก่ผู้ผลิตในขณะที่สั่งให้จัดหาเหล็กกล้า AISI 4340
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
ด้วยการพัฒนาของการค้าโลก การจัดซื้อทั่วโลก การผลิตและวิศวกรรม ความต้องการเกรดเหล็กจากประเทศต่างๆ จึงกลายเป็นเรื่องเร่งด่วนมากขึ้นเรื่อยๆ
แต่ แต่ละประเทศมีมาตรฐานและเกรดของวัสดุที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น สหภาพยุโรป สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น และจีน มีมาตรฐานเหล็กและระบบเกรดของตนเอง พวกเขาออกแบบและทดแทนวัสดุตามสถานการณ์จริง ความต้องการเหล็กเกรดทางเลือก
เหล็ก AISI 4340 เหล็กกล้าเกรดยอดนิยมของอเมริกา ผลิตจากเหล็กโครงสร้างคาร์บอนคุณภาพสูงโดยเติมองค์ประกอบโลหะผสมหนึ่งหรือหลายตัวอย่างเหมาะสม (Cr-Ni-Mo ที่มีปริมาณรวมไม่เกิน 5%) เราสามารถเห็นความแตกต่าง ระหว่างมาตรฐานของประเทศต่างๆ ได้จากตารางด้านล่าง
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%
แผ่นเหล็กเส้นกลม AISI 4340, JIS SNCM439, DIN 1.6511
เหล็กกล้า 4340 เป็นเหล็กกล้าโลหะผสมนิกเกิลโครเมียมโมลิบดีนัม จะได้รับความแข็งแรงสูงหลังจากการรักษาความร้อน และมีความเหนียวที่ดี ทนทานต่อความเมื่อยล้า ทนทานต่อแรงกระแทก และอื่นๆ เกรดเทียบเท่าคือ JIS SNCM439 และ DIN 1.6511 / DIN 1.6582 คุณสมบัติและส่วนประกอบของแผ่นเหล็กเส้นกลม 4340 ดังนี้
เป็นเกรดโครงสร้างโลหะผสมที่ใช้โดย SAE International (SAE) และเป็นเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำที่มีโครเมียม-นิกเกิล แผ่นเหล็กเส้นกลม 4340 จะมีความต้านทานแรงดึงความแข็งและความเหนียวสูงหลังการอบชุบ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในส่วนประกอบระบบส่งกำลังของเครื่องจักรเคมีหนัก ส่วนต่าง ๆ ของ แต่ละส่วนของการหล่อ ซึ่งทำให้เกิดความเครียดความแตกต่างของอุณหภูมิและความเค้นการเปลี่ยนเฟส หากคุณไม่สามารถเข้าใจกฎและลักษณะเฉพาะของกฎหมายได้ คุณจะไม่สามารถใช้กระบวนการทางเหตุผลที่ถูกต้องได้ ผลที่ตามมาคือมีความเสี่ยงที่จะเกิดการแตกร้าวระหว่างการหล่อหรือการอบชุบด้วยความร้อน ดังนั้นการควบคุมองค์ประกอบทางเคมีและการเลือกกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนสำหรับการหล่อจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง
1.6511 การประยุกต์ใช้เหล็ก
เหล็กกล้าผสม 4340 ใช้ในการผลิตแม่พิมพ์พลาสติกขนาดใหญ่และขนาดกลางที่ต้องการความแข็งแรงและความเหนียวสูง และใช้สำหรับทำชิ้นส่วนควบคุมคุณภาพที่สำคัญที่มีความเหนียวดี แข็งแรงสูง และมีขนาดใหญ่ เช่น เครื่องจักรหนักและโหลดสูง เพลา, เส้นผ่านศูนย์กลางของเพลาเทอร์ไบน์ใหญ่กว่า 250 มม., เพลาใบพัดเฮลิคอปเตอร์, เพลากังหันเทอร์โบเจ็ท, ใบมีด, สูง - โหลดชิ้นส่วนเกียร์, ตัวยึดเพลาข้อเหวี่ยง, เกียร์และอื่น ๆ
หลังจากการไนไตรด์แล้ว ยังสามารถนำไปใช้ทำชิ้นส่วนที่สำคัญสำหรับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพพิเศษได้อีกด้วย และจะเป็นวัสดุที่ยอดเยี่ยมสำหรับชิ้นส่วนที่มีความแข็งแรงสูงและปั้นขึ้นรูปได้ดีหลังจากการอบชุบด้วยอุณหภูมิต่ำหรือการชุบแข็งด้วยอุณหภูมิต่ำ
1.6511 ลักษณะเหล็ก
1.มีความต้านทานการกัดกร่อนในบรรยากาศที่ดี ต้านทานความเมื่อยล้า และความแข็งแรง
2.คงความเหนียวดีเยี่ยม ต้านทานการสึกหรอ และความแข็งแรงความเมื่อยล้าหลังการรักษาความร้อน
3.เป็นเหล็กอัลลอยด์ที่มีคาร์บอนต่ำและนิเกิลสูง เกี่ยวกับการเคลือบและการทำให้ปลอกมีดนิ่มลงนั้นเป็นทางเลือกที่ดี
แถบเหล็กอัลลอยด์ 4.4340 ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศเนื่องจากมีความแข็งแรงมาก
4340 กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนแผ่นเหล็กแผ่นกลม
การลดความเครียด
สำหรับเหล็กที่ผ่านการชุบแข็งแล้ว การลดความเครียดทำได้โดยการให้ความร้อนแก่เหล็ก 4340 ถึงระหว่าง 500 ถึง 550°C อุ่นที่อุณหภูมิ 600 °C – 650 °C ค้างไว้จนกว่าอุณหภูมิจะสม่ำเสมอทั่วทั้งส่วน แช่ไว้ 1 ชั่วโมงต่อส่วน 25 มม. และทำให้เย็นในอากาศนิ่ง
เหล็กกล้าโลหะผสม AISI 4340 ที่ทำงานเย็น
สามารถทำงานเย็นได้โดยใช้วิธีทั่วไปทั้งหมดในสภาพอบอ่อน มีความเหนียวสูง
การหลอม
การหลอมทั้งหมดอาจทำได้ที่อุณหภูมิ 844°C (1550 F) ตามด้วยการทำความเย็นแบบควบคุม (เตาเผา) ในอัตราที่ไม่เร็วกว่า 10°C (50 F) ต่อชั่วโมง ลดลงเหลือ 315°C (600 F) จาก 315°C 600 F อาจระบายความร้อนด้วยอากาศ
การแบ่งเบาบรรเทา
เหล็กโลหะผสม AISI 4340 ควรอยู่ในสภาพที่ผ่านการอบร้อนหรือปรับสภาพปกติและผ่านการอบด้วยความร้อนก่อนการอบชุบ อุณหภูมิในการอบขึ้นอยู่กับระดับความแรงที่ต้องการ สำหรับระดับความแรงในช่วง 260 – 280 ksi อุณหภูมิที่ 232°C (450 F) สำหรับความแรงในช่วง 125 – 200 ksi อุณหภูมิที่ 510°C (950 F) และอย่าอบเหล็ก 4340 หากอยู่ในช่วงความแข็งแรง 220 – 260 ksi เนื่องจากการอบคืนตัวอาจส่งผลให้การต้านทานแรงกระแทกลดลงสำหรับความแข็งแรงระดับนี้ ควรหลีกเลี่ยงการแบ่งเบาบรรเทาหากเป็นไปได้ในช่วง 250 °C – 450 °C เนื่องจากอุณหภูมิเปราะบาง
4340 Steel Heat Treatment
เหล็กกล้าอัลลอยด์ AISI 4340 ผ่านการอบด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 830°C (1525°F) ตามด้วยการชุบแข็งในน้ำมัน
การชุบแข็งด้วยเปลวไฟหรือการเหนี่ยวนำ
ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น เหล็กเส้นหรือแผ่นเหล็ก 4340 ที่ผ่านการชุบแข็งและอบคืนตัวแล้วสามารถชุบผิวให้แข็งขึ้นได้อีกโดยใช้เปลวไฟหรือวิธีการชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำ ส่งผลให้เคสมีความแข็งเกิน Rc 50 ชิ้นส่วนเหล็ก AISI 4340 ควรได้รับความร้อนตาม ให้เร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้จนถึงช่วงอุณหภูมิออสเทนนิติก (830 °C – 860 °C) และความลึกของเคสที่ต้องการ ตามด้วยการดับด้วยน้ำมันหรือน้ำทันที ขึ้นอยู่กับความแข็งที่ต้องการ ขนาด/รูปร่างของชิ้นงาน และการเตรียมการดับ
หลังจากดับไฟเพื่อให้มืออุ่น การอบคืนตัวที่อุณหภูมิ 150°C – 200°C จะช่วยลดความเครียดในเคสโดยมีผลกระทบต่อความแข็งน้อยที่สุด
ต้องนำวัสดุพื้นผิวที่กำจัดคาร์บูไรซ์ออกทั้งหมดก่อนเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด
นอกจากนี้ยังสามารถไนไตรด์เหล็กโลหะผสม 4340 ที่ชุบแข็งและอบคืนตัวได้ด้วย ทำให้มีความแข็งผิวสูงถึง Rc 60 ให้ความร้อนถึง 500°C – 530°C และค้างไว้เป็นเวลาที่เพียงพอ (ตั้ง แต่ 10 ถึง 60 ชั่วโมง) เพื่อพัฒนาความลึกของตัวเรือน . ควรทำไนไตรดิ้งตามด้วยการทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ (ไม่ดับ) เพื่อลดปัญหาการบิดเบี้ยว ดังนั้นวัสดุไนไตรด์เกรด 4340 จึงสามารถตัดเฉือนให้ได้ขนาดใกล้เคียงขั้นสุดท้าย โดยเหลือค่าเผื่อการเจียรเล็กน้อยเท่านั้น ความต้านทานแรงดึงของแกนวัสดุเหล็ก 4340 มักจะไม่ได้รับผลกระทบเนื่องจากช่วงอุณหภูมิไนไตรดิ้งโดยทั่วไปต่ำกว่าอุณหภูมิการแบ่งเบาบรรเทาดั้งเดิมที่ใช้
ความแข็งของพื้นผิวที่ทำได้คือ 600 ถึง 650HV
สามารถแปรรูปได้โดยใช้เทคนิคทั่วไปทั้งหมด กระบวนการตัดเฉือนสามารถทำได้ในสภาวะการอบอ่อนหรือสภาวะปกติและอุณหภูมิ
การ เชื่อม การเชื่อม
เหล็กกล้าในสภาพชุบแข็งและอบร้อน (ตามที่ได้รับมาตามปกติ) ไม่แนะนำและควรหลีกเลี่ยงการเชื่อมหากเป็นไปได้ เนื่องจากอาจเกิดอันตรายจากการแตกร้าวเนื่องจากคุณสมบัติทางกลจะเปลี่ยนแปลงภายในบริเวณที่ได้รับความร้อนจากการเชื่อม
หากต้องมีการเชื่อม ให้อุ่นที่อุณหภูมิ 200 ถึง 300°C และรักษาอุณหภูมินี้ไว้ขณะเชื่อม ทันทีหลังจากการเชื่อมความเครียดจะลดลงที่ 550 ถึง 650°C ก่อนที่จะชุบแข็งและอบคืนตัว
ถ้าการเชื่อมในสภาวะที่ชุบแข็งและอบร้อนเป็นสิ่งจำเป็นจริงๆ ชิ้นงานทันทีที่เย็นลงเพื่อให้มืออุ่น ถ้าเป็นไปได้ความเครียดจะลดลงที่อุณหภูมิ 15 °C ต่ำกว่าอุณหภูมิการอบร้อนเดิม
AISI 4340 แผ่นเหล็กแผ่นกลม
เรามีอุปกรณ์ตัดและแปรรูปเป็นของตนเอง ข้อมูลจำเพาะสามารถตัดและปรับ แต่งตามความต้องการของคุณ
เราเป็นผู้จัดจำหน่ายและผู้จัดจำหน่ายเหล็กพิเศษระดับมืออาชีพพร้อมขาตั้งคุณภาพสูงเป็นเวลาหลายปี ในฐานะซัพพลายเออร์เหล็ก 4340 มืออาชีพ เราสามารถจัดหาเหล็ก 4340 สำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันของคุณดังข้างต้น หากคุณต้องการคำแนะนำทางเทคนิค เรายังสามารถให้การสนับสนุนที่ดีแก่คุณได้ โปรดติดต่อเราหากต้องการคำแนะนำใด ๆ Songshun Steel อยู่กับคุณเสมอ
อย่างไรก็ตามเหล็กกล้า 4140มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันและมีต้นทุนต่ำกว่าเหล็กกล้า 4340 เพียงเข้าไปเยี่ยมชมการใช้งานและคุณสมบัติของเหล็ก 4140
ส่วนผสมทางเคมีของเหล็กกล้า
เหล็กกล้า SAE/AISI 4340 (UNS G43400) เป็นเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำที่มีความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษ ประกอบด้วยโครเมียมและโมลิบดีนัม AISI 4340 Alloy Steel มีความแข็งแรงและความเหนียวที่ดีและมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย คู่มือนี้จะครอบคลุมคุณสมบัติต่างๆ ของ UNS G43400 การใช้งาน ตัวเลือกการรักษาความร้อน ความสามารถในการตัดเฉือนและการเชื่อม และอื่นๆ อีกมากมาย มาเริ่มกันเลย!
อะไรคือความแตกต่างระหว่าง SAE 4340 และ AISI 4340？
เรามาสรุปกันก่อน แทบไม่มีความแตกต่างระหว่าง SAE 4340 และ AISI 4340
SAE 4340 มาจาก Society of Automotive Engineers และ AISI 4340 มาจาก American Iron and Steel Institute โดยพื้นฐานแล้วชี้ไปที่ความหมายเดียวกันของวัสดุ ซึ่งเป็นวัสดุ 4340 ในมาตรฐาน ASTM A29 มันเป็นเพียงว่า การดำเนินการของสังคมที่แตกต่างกันและคำแถลงที่แตกต่างกัน
ดังนั้นจากข้างต้น จะเห็นได้ว่า “4340”, “AISI 4340” หรือ “SAE 4340” แม้จะเขียนต่างกัน แต่ในการใช้งานทางอุตสาหกรรมทั่วไปส่วนใหญ่ ข้อใดข้อหนึ่งข้างต้นถือว่า เทียบเท่ากัน
การดับและแบ่งเบาบรรเทา (QT) สำหรับ SAE 4340
สำหรับเหล็กกล้าผสมซีรีส์ Cr-Ni-Mo เช่น เหล็กกล้า SAE 4340 เหมาะสำหรับการชุบแข็งและอบชุบด้วยความร้อนมากกว่าเหล็กกล้าผสมซีรีส์ Cr-Mo เช่น 4140, 4130 เป็นต้น หลังจากการชุบแข็งและแบ่งเบาบรรเทาแล้ว เหล็กกล้า SAE 4340 สามารถรับ มีความแข็งแรงสูงและมีความแข็งสูงโดยไม่สูญเสียความเหนียว ซึ่งมีมูลค่าการใช้งานสูงมาก
รายละเอียดกระบวนการ:
- อุณหภูมิการชุบปกติ: 850 ~ 870 ℃
- ค้างไว้ที่อุณหภูมินี้แล้วดับในน้ำมันหรือน้ำ
- อบให้เร็วที่สุดเมื่ออุณหภูมิต่ำถึงอุณหภูมิแวดล้อม
- อุ่นเหล็กอย่างระมัดระวังจนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสมที่เลือกโดยอ้างอิงถึง แผนภูมิหรือตารางแบ่งเบาบรรเทา
5.อุณหภูมิแบ่งเบาบรรเทาปกติคือ 600°C ซึ่งขึ้นอยู่กับความต้องการที่แท้จริง
6.เก็บวัสดุออกจากเตา แล้วทำให้เย็นในอากาศ
ความแข็งในการชุบ: 55-59HRC
อุณหภูมิแบ่งเบา: 640-760°C, ความแข็งที่สอดคล้องกัน: 28-32HRC
คุณสมบัติทางกล (สำหรับการอ้างอิงเท่านั้น)
1. ความต้านทานแรงดึง: ≥1000MPa
2. จุดคราก: ≥850MPa
3. เปอร์เซ็นต์การลดลงของพื้นที่หลังจากการแตกหัก: ≥55%
4. การยืดตัวหลังจากการแตกหัก: ≥12%
5. การทดสอบแรงกระแทก (+20° C): 100J
เงื่อนไขการจัดส่ง
1. รูปร่าง: กลม / สี่เหลี่ยม / แบน / เพลา / ลูกกลิ้ง / บล็อก
2. สภาพผิว: พื้นผิวสีดำ / พื้นผิวสว่าง
3. การรักษาความร้อน: ปกติ / อบอ่อน / QT
4. ความตรง: สูงสุด 3 มม. / ม. (ความตรงที่เพิ่มขึ้นอาจเป็นได้ ตามคำขอ)
5.ความยาว:3000-5800mm เหมาะสำหรับคอนเทนเนอร์ 20″ สูงกว่า 6000 มม. เหมาะสำหรับภาชนะ
ขนาด 40 นิ้ว 6.ขนาดเกรน: 5-8 ตามมาตรฐาน ASTM E112-96
7.ความแข็งทั่วไป:HRC28-32
8.มาตรฐานอัลตราโซนิก: Sep1921/ASTM A388/EN 10228-3
9.การรวมที่ไม่ใช่โลหะ: 2 สูงสุดตามมาตรฐาน ASTM E45 /K4≤20 ตามมาตรฐาน DIN 50602
10.Forging Ratio: ขั้นต่ำ 4 : 1
11.Marking: Grade/Weight/Length/Size/Heat Number
ใบรับรองคุณภาพ
รายงานการทดสอบวัสดุ (ใบรับรองการตรวจสอบ EN 10204 3.1) จะได้รับการจัดทำเอกสารดังต่อไปนี้:
1. การวิเคราะห์
ทางเคมี 2. คุณสมบัติทางกล
3. ความแข็งของพื้นผิว
4. การรวมที่ไม่ใช่โลหะ
5. กระบวนการบำบัดความร้อน
6. ขนาดเกรน
7. การปลอม อัตราส่วน
8.รายงานผลการทดสอบอัลตราโซนิก
ขนาดและเงื่อนไขการจัดหาสำหรับ SAE 4340
เหล็กเส้นกลม : Dia.80 – 1,000mm as Forged
เหล็กเส้นแบน/เหลี่ยม : ความหนา Max.800mm
เพลา, ลูกกลิ้ง, บล็อก : ปรับ แต่งหรือตามแบบ
เหล็กเส้นกลมรีด : Dia.16 – 200mm with UT Assurance
การรักษาความร้อน:ชุบแข็งและอบให้แห้ง (+QT), Normalizing (+N), Annealing (+A)
พื้นผิว : ดำ / กลึงหยาบ / ลอก
เหล็กกล้าคาร์บอน (Plain Carbon Steel)
คือเหล็กกล้าที่มีคาร์บอนเป็นธาตุผสมหลัก มีคุณสมบัติที่ดีในหลายด้าน ทั้งความแข็งแรง ความเหนียว ความแกร่ง และมีราคาถูก นอกจากนี้ยังสามารถทำการอบชุบเพื่อเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงได้
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
คุณสมบัติของเหล็กเกรดต่างๆ
เหล็ก SS400 คุณสมบัติ เหล็กแผ่นรีดร้อน สำหรับงานโครงสร้างทั่วๆ ไป
เหล็ก SKD11 คุณสมบัติ ทำลูกรีดเกลียว ลูกรีดแป๊ป ใบมีดตัดเหล็กแม่พิมพ์ปั้มขึ้นรูป แม่พิมพ์กรรไกร แม่พิมพ์กระดาษ ทนแรงตึงสูง
เหล็ก SKS3 คุณสมบัติ เหล็กทำแม่พิมพ์งานเย็น พิมพ์ตัด โลหะแผ่นบางและกระดาษ มีความสามารถในการชุบแข็งสูง ทนแรงเสียดสีได้ดี
เหล็ก SKD61 คุณสมบัติ เหล็กสำหรับทำแม่พิมพ์งานร้อน มีความแข็งแรงที่อุณหภูมิปกติและอุณหภูมิสูงๆ ทนการสึกหรอดีมาก ทนแรงกระแทกสูง รักษาความแข็งแรงที่สูงได้ดี ใช้ทำแม่พิมพ์อัดขึ้นรูปโลหะได้ดี
เหล็ก P20 คุณสมบัติเหล็กแม่พิมพ์พลาสติกคุณภาพสูง ขัดผิวขึ้นเงาได้ดีมาก ทำงานง่าย ทนแรงดัน
เหล็ก S45C คุณสมบัติ เหล็กคาร์บอนปานกลางเหมาะสำหรับงานพื้นฐานทั่วไป โครงสร้างแม่พิมพ์ และแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก ชุบแข็งได้ง่าย ทนการเสียดสีได้ดี มีความแข็งแรงสูง เหมาะสำหรับทำชิ้นส่วนพื้นฐาน หรือโครงสร้างของแม่พิมพ์และงานทั่วๆ ไป
เหล็ก S50C คุณสมบัติ เหล็กคาร์บอนปานกลางเหมาะสำหรับงานพื้นฐานทั่วไป โครงสร้างแม่พิมพ์ และแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก ชุบแข็งได้ง่าย ทนการเสียดสีได้ดี มีความแข็งแรงสูง เหมาะสำหรับทำชิ้นส่วนพื้นฐาน หรือโครงสร้างของแม่พิมพ์และงานทั่วๆ ไป
เหล็ก SCM440 คุณสมบัติ เหล็กเครื่องมือมีคาร์บอนปานกลาง มีความเหนียว ทนแรงตึงสูง เหมาะสำหรับทำเครื่องมือ น๊อต สกรู เพลา ก้านสูบและชิ้นส่วนรถยนต์
เหล็ก SCM415 คุณสมบัติ ทนแรงดึงสูง มีความเหนียว เหล็กเครื่องมือ เหมาะที่จะเฟืองรอบจัด และงานที่ต้องการผิวที่แข็งเฉพาะผิว
เหล็ก SCM439,SNCM439 คุณสมบัติ เหล็กเครื่องมือทนแรงดึงสูง เหมาะสำหรับทำเพลาข้อเหวี่ยง เฟืองแกนพวงมาลัย เพลากลางรถยนต์ และชิ้นส่วนเครื่องจักรที่มีความเครียดสูง
เหล็ก SK5 คุณสมบัติ เหล็กคาร์บอนสูง ชุบแข็งได้ง่าย ทนทานการเสียดสีได้ดี มีความแข็งแรงสูง มีคุณสมบัติเป็นสปริงสูง
เหล็ก SUP9 คุณสมบัติ ใช้สำหรับสปริงขึ้นรูปงานร้อน (Hot Format Spring) เช่นเหล็กแผ่นสปริง (Laminated Springs) เหล็กคอยล์ปริง และเหล็กแหนบสปริงที่ใช้ในรถยนต์
เหล็ก EH400 คุณสมบัติเป็นเหล็กทนสึก
การปลอมแปลง
อุณหภูมิการตีขึ้นรูปควรอยู่ระหว่าง 1150 ℃ - 1200 ℃ ยิ่งอุณหภูมิสิ้นสุดการตีที่ต่ำลง ขนาดเกรนที่ละเอียดยิ่งขึ้น ควรถือเวลาที่เหมาะสมสำหรับเหล็กเพื่อให้ความร้อนอย่างทั่วถึงก่อนการตีขึ้นรูป แต่อย่าตีขึ้นรูปต่ำกว่าอุณหภูมิการตีขั้นต่ำ 850 องศาเซลเซียส AISI 4340 มีลักษณะการตีขึ้นรูปที่ดี แต่รอยร้าวจะเกิดขึ้นได้ง่ายเมื่อผ่านการหล่อเย็นด้วยวิธีที่ไม่เหมาะสมหลังจากการปลอมแปลง ดังนั้นควรทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ ในอากาศนิ่งหรือในทรายหลังจากการปลอมแปลง
การทำให้เป็นปกติ
Normalizing ใช้ในการปรับ แต่งโครงสร้างของการตีขึ้นรูปที่อาจมีการเย็นตัวไม่สม่ำเสมอหลังจากการปลอมแปลง และถือเป็นการปรับสภาพก่อนการอบชุบขั้นสุดท้าย อุณหภูมิปกติสำหรับเหล็ก AISI 4340 ควรดำเนินการระหว่าง 850 ℃ -880 ℃ ถือเวลาที่เหมาะสมเพื่อให้เหล็กได้รับความร้อนอย่างทั่วถึงเพื่อเปลี่ยนเฟอร์ไรต์เป็นออสเทนไนต์ให้สมบูรณ์ เย็นในอากาศนิ่ง
การหลอม
แนะนำให้อบอ่อนเต็มรูปแบบสำหรับ AISI 4340 ก่อนการตัดเฉือน AISI 4340 ควรดำเนินการที่อุณหภูมิปกติ 830 ℃ -850 ℃ ถือเวลาที่เหมาะสมสำหรับเหล็กเพื่อให้ความร้อนอย่างทั่วถึง จากนั้นเตาเย็นลงที่ 610 ℃ ในอัตรา 11 ℃ ต่อชั่วโมงในที่สุดอากาศเย็น
การชุบแข็ง
การรักษาความร้อนนี้จะได้โครงสร้างมาร์เทนไซต์หลังจากดับแล้ว มันจะเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงของพื้นผิว AISI 4340 ควรดำเนินการระหว่าง 830 ℃ -865 ℃ ถือเวลาที่เหมาะสมสำหรับเหล็กเพื่อให้ความร้อนทั่วถึง แช่ 10-15 นาทีต่อ แนะนำให้ใช้ส่วน 25 มม. ดับน้ำมันควรทำตามหลังดับทันที
การแบ่งเบาบรรเทา
เหล็กกล้าอัลลอยด์ AISI 4340 ควรอยู่ในสภาวะที่ผ่านการอบด้วยความร้อนหรือทำให้เป็นมาตรฐานและผ่านการอบด้วยความร้อนก่อนการแบ่งเบาบรรเทา การแบ่งเบาบรรเทา มักจะดำเนินการเพื่อลดความเครียดจากกระบวนการชุบแข็ง แต่ส่วนใหญ่เพื่อให้ได้ความแข็งและคุณสมบัติเชิงกลที่ต้องการ อุณหภูมิในการอบร้อนจริงจะถูกเลือกให้ตรงตามคุณสมบัติที่ต้องการ โดยปกติจะทำที่ 450℃-660℃ ค้างไว้จนกว่าอุณหภูมิจะสม่ำเสมอทั่วทั้งส่วน แช่ไว้ 1 ชั่วโมงต่อส่วน 25 มม. และทำให้เย็นในอากาศนิ่ง ไม่ควรหลีกเลี่ยงการแบ่งเบาความร้อนระหว่าง 250°C-450°C เนื่องจากการแบ่งเบาบรรเทาภายในช่วงนี้จะลดค่าแรงกระแทกลงอย่างมาก ส่งผลให้เทมเปอร์เปราะบาง
AISI 4340 มักจะถูกนำไปใช้โดยชอบ AISI 4140 ในระดับความแข็งแรงที่สูงกว่า เนื่องจากความสามารถในการชุบแข็งที่ดีกว่าและความทนทานต่อแรงกระแทก CVN ที่ได้รับการปรับปรุง
การใช้งานทั่วไป ได้แก่ เพลาสำหรับงานหนัก เพลา เกียร์สำหรับงานหนัก แกนหมุน หมุด สลัก ปลอกรัด สลักเกลียว คัปปลิ้ง เฟือง เฟือง เฟือง เฟือง ทอร์ชั่นบาร์ ก้านสูบ เหล็กอีกา ชิ้นส่วนสายพานลำเลียง ไฮดรอลิกหลอม เพลาข้อเหวี่ยงเหล็กหลอม เป็นต้น
คำถามด่วนสำหรับเหล็กกล้า AISI 4340
เหล็กกล้าไร้สนิม AISI 4340 หรือไม่?
เหล็กกล้าไร้สนิมมีโครเมียมอย่างน้อย 10.5% และปริมาณคาร์บอนสูงสุดไม่เกิน 1.2% ลักษณะสำคัญของวัสดุประเภทนี้คือทนทานต่อการเกิดสนิมและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี
ในขณะที่ AISI 4340 ถูกกำหนดให้เป็นเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน ซึ่งมี 0.8% Cr, 0.2% Mo และ 1.8% Ni เป็นองค์ประกอบการเจือเสริมความแข็งแกร่ง เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิม จะมีความแข็งแรงและความเหนียวสูงกว่า แต่ทนทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศ ความต้านทานไม่ดีเท่าสแตนเลส
AISI 4340 ทนต่อการกัดกร่อนของเหล็กหรือไม่?
เหล็กกล้า AISI 4340 เป็นเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางที่มีนิกเกิล-โครเมียม-โมลิบดีนัม ซึ่งมีความต้านทานแรงดึง ความเหนียว และความต้านทานต่อความล้าที่ดีเยี่ยม
เหล็กกล้า AISI 4340 มีความทนทานต่อการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศสูง เนื่องจากมีส่วนผสมของโครเมียม โมลิบดีนัม นิกเกิล และแมงกานีส ซึ่งไม่เพียงเพิ่มความแข็งแรงและความสามารถในการชุบแข็งของเหล็กเท่านั้น แต่ยังปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนอีกด้วย
ลักษณะการต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้า AISI 4340 มีหน้าที่รับผิดชอบในการใช้งานในระบบไฮดรอลิกปลอม และยังใช้ในเครื่องใช้เครื่องจักรอื่นๆ อีกมากมาย รวมถึงอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ
เหล็ก AISI 4340 เป็นแม่เหล็กหรือไม่?
เหล็ก AISI 4340 ผลิตขึ้นด้วยคุณสมบัติพื้นฐานหลายประการ รวมถึงคุณสมบัติแม่เหล็กสูง นอกเหนือจากคุณสมบัติแม่เหล็กแล้ว เหล็ก AISI 4340 ยังมีคุณสมบัติเชิงกลที่ทนทานอีกด้วย
เหล็กกล้านี้ให้คุณสมบัติทางแม่เหล็กที่สำคัญมาก เนื่องจากมีองค์ประกอบโลหะผสมอยู่ไม่กี่เปอร์เซ็นต์ การดึงดูดของเหล็กกล้า AISI 4340 มีค่าประมาณสูงถึง 21500 เกาส์
คุณสามารถตัดเหล็ก AISI 4340 ได้หรือไม่?
ได้ คุณสามารถตัดเฉือนเหล็กกล้า AISI 4340 ได้ด้วยความช่วยเหลือของเทคนิคทั่วไปเกือบทุกประเภท ไม่มีปริมาณคาร์บอนส่วนเกินอยู่ นั่นเป็นเหตุผลว่า ทำไมเหล็กกล้า AISI 4340 จึงตัดเฉือนได้ง่าย
ลักษณะสมรรถนะทางกล
ความแข็งแรงสูง
หลังจากการดับน้ำมันและอบคืนตัวด้วยการอบชุบด้วยความร้อนมาตรฐาน ความต้านทานแรงดึงของเหล็กกล้า 4340M สามารถสูงกว่า 1860MPa ซึ่งเป็นเหล็กกล้าที่มีความแข็งแกร่งสูงพิเศษผสมต่ำที่มีความแข็งแรงสูงสุดในบรรดาวัสดุที่ใช้ในปัจจุบัน
ความแข็งแรงสูงสามารถลดน้ำหนักของชิ้นส่วนได้ และการปรับปรุงความแข็งแรงเป็นหนึ่งในเป้าหมายหลักในการออกแบบชิ้นส่วนล้อลงจอดเสมอ ส่วนประกอบรับน้ำหนักที่สำคัญของปีกเครื่องบินอเมริกันยังใช้เหล็ก 4340M และใช้ให้สูงที่สุด ระดับความแข็งแกร่ง
ความเป็นพลาสติกด้านข้างสูง
ในมาตรฐานวัสดุ อัตราการหดตัวของส่วนตามขวางเป็นดัชนีประสิทธิภาพทางกลหลักคือคุณลักษณะของเหล็ก 4340M ซึ่งขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้
