Inhalt
Leitfaden zu legiertem Stahl AISI 4130: Eigenschaften, Produkte und Verwendung
- John
Wussten Sie, dass legierter Stahl 4130 in allen möglichen Bereichen von Düsentriebwerken bis hin zu schweren Baumaschinen eine entscheidende Rolle spielt? Dieser Stahl ist äußerst vielseitig. Er kann wärmebehandelt werden, um bestimmte Härte- und Zähigkeitsgrade zu erreichen, was ihn perfekt für anspruchsvolle Komponenten wie Zahnräder, Kurbelwellen und Bohrmanschetten macht.
Bei SteelPro Group bieten wir zertifizierten 4130-Stahl an, der den strengsten Industriestandards entspricht. Doch bevor wir uns mit der Beschaffung befassen, wollen wir uns zunächst ansehen, warum diese Legierung so weit verbreitet ist.
Was ist 4130-Stahl?
4130-Stahl, auch Chromoly genannt, ist ein niedriglegierter Stahl aus Chrom und Molybdän. Er enthält typischerweise 0,8% bis 1,1% Chrom und 0,15% bis 0,25% Molybdän, die das Material verstärken. Dieser Stahl ist für seine Kombination aus Festigkeit, Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit bekannt. Er gilt als kohlenstoffarmer Stahl und lässt sich leicht schweißen und bearbeiten, insbesondere im geglühten oder normalisierten Zustand. Sobald er jedoch gehärtet ist, wird die Bearbeitung schwieriger.
- Was ist die maximale Betriebstemperatur des 4130?
Es kann bei Temperaturen bis zu 315ºC (600ºF) betrieben werden, was seine Vielseitigkeit noch weiter erhöht.
Wofür wird 4130-Stahl verwendet?
- Autoindustrie: Pleuelstangen, Lenker, Lenkgelenke, Halbwellen, Bolzen, Stehbolzen, Schrauben, Zahnräder, Strukturkomponenten.
- Luft- und Raumfahrtindustrie: Außenkomponenten von Flugzeugen, Strukturteile, Fahrwerkskomponenten, Befestigungselemente, Wellen.
- Öl- und Gasindustrie: Bohrstangen, Bohrlochwerkzeuge, Bohrlochkopfausrüstung, Pumpen, Ventile, Druckbehälter, Flanschrohrverbindungen, selbstsichernde Muttern.
- Fertigung & Maschinenbau: Hydraulikzylinder, Wellen, Werkzeughalter, Maschinenrahmen, Zahnräder, Lager, Spindeln und Strukturkomponenten.
- Bauwesen und Infrastruktur: Strukturträger, Brücken, Schienenkomponenten, Schwermaschinen, Krankomponenten, Bolzen, Muttern, Befestigungselemente.
4130 Stahläquivalente Güten
Die folgende Tabelle zeigt die entsprechenden Güteklassen und Normen für 4130-Stahl in verschiedenen globalen Systemen. Bei SteelPro Group bieten wir hochwertigen 4130-Stahl an, der diesen anerkannten Normen entspricht.
| Land/Region | Standard | Klasse |
| China | YB | 25CrMo |
| ISC | A30252 | |
| Japan | JIS | SCM430 |
| USA | ASTM | 4130 |
| Deutschland | DIN EN/DIN | 25CrMo4 |
| W-Nr. | 1.7218 | |
| L-Nr. | 1.7214 |
4130 Stahl Chemische Zusammensetzung
| Elemente | Inhalt |
| Kohlenstoff (C) | 0.28~0.33 |
| Silizium (Si) | 0.15~0.35 |
| Mangan (Mn) | 0.4~0.6 |
| Phosphor (P) | ≤0,035 |
| Schwefel (S) | ≤0.04 |
| Chrom (Cr) | 0.8~1.1 |
| Nickel (Ni) | ≤0.25 |
| Kupfer (Cu) | ≤0.35 |
| Molybdän (Mo) | 0.15~0.25 |
4130 Stahl Mechanische Eigenschaften
| Mechanische Eigenschaften | Wert (metrisch) | Wert (angloamerikanisch) |
| Härte (Brinell) | 255 HB | 255 HB |
| Zugfestigkeit | 930 MPa | 135 ksi |
| Streckgrenze | 725 MPa | 105 ksi |
| Dehnung | 16% | 16% |
| Verkleinerung der Fläche | 55% | 55% |
| Elastizitätsmodul | 205 GPa | 29.700 ksi |
| Kompressionsmodul | 160 GPa | 23.200 ksi |
| Schermodul | 80,0 GPa | 11.600 ksi |
| Poissonzahl | 0.29 | 0.29 |
| Bearbeitbarkeit | 70% | 70% |
4130 Stahl – Physikalische Eigenschaften
| Physikalische Eigenschaften | Wert (metrisch) | Wert (angloamerikanisch) |
| Dichte | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Schmelzpunkt | 1425°C | 2600°F |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 12,6 μm/m-°C | 7,0 × 10⁻⁶ Zoll/Zoll-°F |
Thermische Eigenschaften von Stahl 4130
| Thermische Eigenschaften | Wert (metrisch) | Temperatur (metrisch) | Wert (angloamerikanisch) | Temperatur (angloamerikanisch) |
| Spezifische Wärmekapazität | 0,477 J/g-°C | ≥100°C | 0,114 BTU/lb-°F | ≥212°F |
| 0,523 J/g-°C | 150-200°C | 0,125 BTU/lb-°F | 302-392°F | |
| 0,837 J/g-°C | 750-800°C | 0,200 BTU/lb-°F | 1380-1470°F | |
| Wärmeleitfähigkeit | 30,1 W/mK | 1200°C | 209 BTU-Zoll/Std.-Fuß²-°F | 2190°F |
| 40,7 W/mK | 300°C | 282 BTU-Zoll/Std.-Fuß²-°F | 572°F | |
| 42,7 W/mK | 100°C | 296 BTU-Zoll/Std.-Fuß²-°F | 212°F |
4130 Stahlherstellung
Schmieden
Das Schmieden erfolgt bei Temperaturen zwischen 954 °C und 1204 °C (1750 °F und 2200 °F). In diesem Bereich wird der Stahl formbar und kann unter hohem Druck geformt werden. Schmieden bei niedrigeren Temperaturen kann zu einer ungleichmäßigen Kornstruktur führen, die eine zusätzliche Behandlung erfordert. Eine niedrigere Endtemperatur führt im Allgemeinen zu einer feineren Korngröße.
Wärmebehandlung
- Glühen
Dieser Vorgang wird typischerweise durchgeführt bei 843 °C (1550 °F). Der Stahl wird auf dieser Temperatur gehalten und dann langsam abgekühlt mit einer Geschwindigkeit von weniger als 50°F pro Stunde (28°C pro Stunde) zu 900 °F (482 °C), anschließend Luftkühlung. Dies erleichtert die Verarbeitung.
- Normalisierung
4130 Stahl wird erhitzt auf 900 °C (1650 °F) und dann in Öl abgeschreckt. Dadurch wird die Kornstruktur verfeinert und es werden überall gleichmäßige Eigenschaften gewährleistet. Die Temperatur kann um etwa 50°F (10°C) abhängig vom gewünschten Ergebnis.
- Aushärtung
4130 wird erhitzt auf 815 °C bis 870 °C (1500 °F bis 1600 °F) und dann je nach Querschnittsgröße in Öl oder Wasser abgeschreckt. Dieser Härtungsprozess verbessert die Festigkeit und Verschleißfestigkeit.
- Anlassen
Dies geschieht zwischen 398 °C und 565 °C (750 °F und 1050 °F) zur Anpassung von Festigkeit und Zähigkeit. Niedrigere Anlasstemperaturen erhöhen die Festigkeit, sollten aber den Bereich von 200 °C bis 420 °C (400 °F bis 790 °F) um Sprödigkeit vorzubeugen.
Kaltbearbeitung
Bei der Kaltbearbeitung wird der Stahl bei Raumtemperatur geformt, normalerweise nachdem er normalisiert oder geglüht wurde. Dies stärkt den Stahl durch Kaltverfestigung, kann jedoch mit zunehmender Härte die weitere Formgebung erschweren.
4130 Stahlverarbeitung
Schneiden
Das Schneiden von 4130-Stahl erfolgt mit Werkzeugen wie Schnellarbeitsstahl oder Hartmetallwerkzeugen. Typische Techniken sind Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden, oder Bandsägen. Das Laserschneiden ist präzise und minimiert den Nachbearbeitungsbedarf.
Schweißen
4130 Stahl lässt sich mit kommerziellen Methoden leicht schweißen. Vorwärmen des Stahls auf 150 °C bis 260 °C (300 °F bis 500 °F) wird empfohlen, und es sollten wasserstoffarme Elektroden verwendet werden. Nach dem Schweißen kann eine Spannungsentlastungswärmebehandlung erforderlich sein, insbesondere bei dickeren Abschnitten, um innere Spannungen abzubauen. Der Stahl sollte langsam abkühlen, um Verformungen vorzubeugen.
Oberflächenbehandlung
Oberflächenbehandlungen, wie Aufkohlenwerden verwendet, um die Verschleißfestigkeit des Stahls durch die Bildung einer gehärteten Außenschicht zu erhöhen. Dieser Prozess verbessert die Haltbarkeit und hält den Kern gleichzeitig robuster. Darüber hinaus Überzug, Beschichtung, oder Malerei werden aufgetragen, um den Stahl vor Korrosion zu schützen, insbesondere in rauen Umgebungen.
4130 Stahl Produktspezifikationen
| Produkttyp | Größenbereich (metrisch) | Größenbereich (angloamerikanisch) |
| Runde Stäbe | 5 mm bis 300 mm (Durchmesser) | 0,20 Zoll bis 12 Zoll (Durchmesser) |
| Quadratische Stäbe | 5 mm bis 150 mm (Seitenlänge) | 0,20 Zoll bis 6 Zoll (Seitenlänge) |
| Sechskantstäbe | 10 mm bis 100 mm (Seitenlänge) | 0,39 Zoll bis 4 Zoll (Seitenlänge) |
| Flache Stäbe | 10 mm bis 200 mm (Breite/Dicke) | 0,39 Zoll bis 8 Zoll (Breite/Dicke) |
| Platte | 3 mm bis 100 mm (Dicke) | 0,12 Zoll bis 4 Zoll (Dicke) |
| Rohr | 19 mm bis 150 mm (Außendurchmesser) | 0,75 Zoll bis 6 Zoll (Außendurchmesser) |
| Geschweißte Rohre | 10 mm bis 50 mm (Wandstärke) | 0,39 Zoll bis 2 Zoll (Wandstärke) |
| Nahtlose Rohre | 15 mm bis 200 mm (Außendurchmesser) | 0,59 Zoll bis 8 Zoll (Außendurchmesser) |
Häufig gestellte Fragen zu 4130 legiertem Stahl
Ist 4130-Stahl rostfrei?
Nein, 4130-Stahl ist nicht rostfrei. Es handelt sich um einen niedriglegierten Stahl, was bedeutet, dass er nicht den für die Korrosionsbeständigkeit erforderlichen hohen Chromgehalt wie Edelstahl aufweist.
Was sind die Unterschiede zwischen 4130- und 4140-Stahl?
Der Hauptunterschied liegt im Kohlenstoffgehalt. 4130 hat weniger Kohlenstoff, wodurch es besser schweißbar und leichter zu bearbeiten ist. 4140 hat einen höheren Kohlenstoffgehalt, der ihm eine höhere Festigkeit und Verschleißfestigkeit verleiht und es somit besser für Hochleistungsanwendungen geeignet macht.
Wählen Sie 4130 Stahl für Zuverlässigkeit und Leistung
Wenn Sie für Ihr nächstes Projekt zuverlässigen legierten Stahl 4130 suchen, bietet die SteelPro Group erstklassigen 4130-Stahl, der den höchsten Industriestandards entspricht. Wir bieten verschiedene Größen an und können Ihnen bei der Auswahl des idealen Materials für Ihre individuellen Anforderungen behilflich sein. Fordern Sie noch heute ein Angebot an oder erfahren Sie mehr über unsere Optionen für 4130-Stahl.
