Содержание
Сталь AISI 4340: свойства, продукция и применение
- Джон
Легированная сталь 4340 известна своей универсальностью и прочностью, что делает ее идеальным выбором для высокопроизводительных компонентов, таких как шестерни и валы. В SteelPro Group мы потратили десятилетия на совершенствование нашего производственного процесса, чтобы раскрыть весь потенциал стали 4340.
В следующих разделах мы рассмотрим, что отличает сталь 4340. От ее отличительных характеристик до широкого спектра применения, вы узнаете, почему этот материал используют в отраслях по всему миру.
Что такое сталь 4340?
Сталь 4340 — это высокопрочный, низколегированный металл, известный своей прочностью, усталостной прочностью и износостойкостью. Это среднеуглеродистая сталь, обычно содержащая 0,40%–0,42% углерода, а также никель, хром и молибден, которые придают ей исключительную прочность и износостойкость. Это делает ее идеальной для требовательных применений в таких секторах, как аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение и производство тяжелого оборудования.
В отожженном состоянии сталь 4340 легко поддается механической и холодной обработке, что обеспечивает гибкость в производстве. Она также обеспечивает отличную свариваемость, идеально подходит для сложных сварных компонентов. После закалки в масле и отпуска она достигает сильного сочетания прочности и пластичности. Ее также можно дополнительно закалить с помощью пламенной или индукционной закалки и азотирования, что повышает ее долговечность для требовательных применений.
Для чего используется сталь 4340?
- Аэрокосмическая промышленность: Детали военных самолетов, валы турбин, лонжероны крыльев
- Автомобильный: Коленчатые валы, полуоси, распределительные валы, дифференциальные передачис
- Морской: Гребные валы, баллеры рулей, лебедочные шестерни
- Энергия Ветра: Подшипники тангажа и рыскания, зубчатые венцы для коробок передач
- Тяжелая техника: Гидравлические цилиндры, гусеницы бульдозеров, шестерни горнодобывающего оборудования
- Нефть и газ: Бурильные трубы, валы насосов, корпуса клапанов, устьевое оборудование
Эквивалентные марки стали 4340
В следующей таблице приведены эквивалентные марки и стандарты для стали 4340 в различных мировых системах. В SteelPro Group мы поставляем высококачественную сталь 4340, которая соответствует этим признанным стандартам.
| Страна/регион | Стандарт | Оценка |
| Китай | ГБ | 40CrNiMo |
| США | Американское общество по испытанию материалов (ASTM) | 4340 |
| УНС | Г43400 | |
| Евросоюз | RU | 34CrNiMo6 |
| Германия | ДИН | 1.6582 |
| W-№ | 1.6511 | |
| Япония | JIS | SNCM447 |
| Франция | НФ ЕН/НФ | 35NCD6 |
| Англия | BS EN/BS | 817М40 |
Химический состав стали 4340
| Элемент | Содержание |
| Углерод (С) | 0.38 – 0.43% |
| Кремний (Si) | 0.15 – 0.35% |
| Марганец (Mn) | 0.60 – 0.80% |
| Фосфор (P) | ≤ 0,035% |
| Сера (S) | ≤ 0,04% |
| Хром (Cr) | 0.70 – 0.90% |
| Никель (Ni) | 1.62 – 2.00% |
| Медь (Cu) | ≤ 0,35% |
| Молибден (Mo) | 0.20 – 0.30% |
Механические свойства стали 4340
| Свойство | Значение (Метрическое) | Значение (имперское) |
| Предел текучести | 740 – 1860 МПа | 107 – 270 кфунтов на кв. дюйм |
| Предельная прочность на растяжение | 860 – 1980 МПа | 125 – 287 тыс.фунтов на кв.дюйм |
| Удлинение | 11 – 23% | 11 – 23% |
| Вязкость разрушения при плоской деформации | 53 – 110 МПа√м | 47 – 100 ksi√in |
| Модуль объемной упругости | 159 ГПа | 23100 кфунтов на кв. дюйм |
| Коэффициент Пуассона | 0.29 | 0.29 |
| Обрабатываемость | 57% (отожженный) | 57% (отожженный) |
| Модуль сдвига | 78,0 ГПа | 11300 кфунтов на кв. дюйм |
- Примечание по обрабатываемости: Эти данные основаны на обрабатываемости 100% для стали AISI 1212. После отжига и холодной вытяжки обрабатываемость стали 4340 оценивается как 50%.
Физические свойства стали 4340
| Свойство | Значение (Метрическое) | Значение (имперское) |
| Плотность | 7,85 г/см³ | 0,284 фунта/дюйм³ |
| Температура плавления | 1425°С | 2597°F |
| Теплопроводность | 46 Вт/м·К | 32 БТЕ/ч·фут·°F |
| Удельная теплоемкость | 460 Дж/кг·К | 0,11 БТЕ/фунт·°F |
Тепловые свойства стали 4340
| Тепловые свойства | Метрический | Империал | Комментарии |
| Коэффициент теплового расширения (КТР) | 12,3 мкм/м-°C при 20°С | 6,83 мкдюйм/дюйм-°F @ 68°F | Закалка в масле, отпуск 600°C (1110°F) |
| 12,6 мкм/м-°C @ 21-260°С | 7,00 мкдюйм/дюйм-°F @ 69,8-500°F | 1.88% Ni, нормализованный и отпущенный | |
| 12,7 мкм/м-°C при 20°С | 7,06 мкдюйм/дюйм-°F @ 68°F | Закалка в масле, отпуск 600°C (1110°F) | |
| 13,7 мкм/м-°C при 250°С | 7,61 мкдюйм/дюйм-°F @ 482°F | Закалка в масле, отпуск 600°C (1110°F) | |
| 13,7 мкм/м-°C @ 21-540°С | 7,61 мкдюйм/дюйм-°F @ 69,8-1000°F | 1.88% Ni, нормализованный и отпущенный | |
| 13,9 мкм/м-°C @ 21-540°С | 7,72 мкдюйм/дюйм-°F @ 69,8-1000°F | 1.90% Ni, закаленный, отпущенный | |
| Удельная теплоемкость | 0,475 Дж/г-°С | 0,114 БТЕ/фунт-°F | Типичная сталь серии 4000 |
| Теплопроводность | 44,5 Вт/мК | 309 БТЕ-дюйм/час-фут²-°F | – |
Преимущества и недостатки легированной стали 4340
| Преимущества | Недостатки |
| Хорошая устойчивость к ударам и тряске. | Риск образования закалочных трещин. |
| Высокая износостойкость и стойкость к истиранию. | Требует точной, специализированной обработки. |
| Высокая прочность и ударная вязкость. | Подвержен коррозии. |
| Превосходная устойчивость к усталости. |
Как производится легированная сталь 4340?
- Плавка и рафинирование
Процесс начинается с плавки железа, углерода и легирующих элементов в электродуговой печи при 1400°С (2550°F). Этот шаг создает однородный расплавленный сплав. Методы очистки, такие как вакуумная дегазация, необходимы для эффективной закалки.
- Литье и формовка
После того, как сталь отлита в заготовки или слитки, ее подвергают ковке при температурах от 427-1,233°С (800-2250°F). Ковка придает стали нужную форму и улучшает ее внутреннюю структуру, повышая ее прочность.
На этом этапе необходимо контролировать охлаждение, чтобы предотвратить растрескивание, и рекомендуется медленное охлаждение в песке или сухой извести.
- Термическая обработка – закалка и отпуск
Сначала сталь нагревают до 830-860°С (1525–1580°F) и быстро закаливается в масле. Это создает мартенситную структуру. После этого сталь отпускают при 400-600°С (750-1100°F) для повышения его прочности при сохранении прочности.
- Отжиг (опционально)
Сталь 4340 нагревается до 844°С (1550°F) и медленно охлаждается в печи. Этот процесс улучшает структуру стали, облегчая ее обработку и формовку на последующих этапах.
- Окончательная обработка и отделка поверхности
После того, как сталь прошла термическую обработку и необходимую поверхностную закалку, она готова к окончательной обработке. Для достижения требуемых размеров и качества поверхности используются такие точные процессы, как точение, фрезерование и шлифование, что гарантирует, что сталь соответствует конкретным требованиям ее применения.
В SteelPro Group мы сосредоточены на поставке прутков, пластин и стержней из высококачественной стали 4340. Наши эксперты гарантируют, что каждая партия соответствует строгим стандартам.
Технические характеристики изделий из стали 4340
| Тип продукта | Диаметр/Толщина | Длина/Ширина |
| Бары | Диаметр от 0,5″ до 12″ (от 12,7 мм до 304,8 мм) | До 20 футов (6,1 м) в длину |
| Раунды | Диаметр от 0,5″ до 12″ (от 12,7 мм до 304,8 мм) | До 20 футов (6,1 м) в длину |
| Тарелки | Толщина от 0,5″ до 6″ (от 12,7 мм до 152,4 мм) | Ширина до 120″ (3,05 м) |
| Листы | Толщина от 0,5″ до 2″ (от 12,7 мм до 50,8 мм) | Ширина до 120″ (3,05 м) |
| Стержни | Диаметр от 0,5″ до 6″ (от 12,7 мм до 152,4 мм) | До 20 футов (6,1 м) в длину |
| Круглые (обработанные) | Диаметр от 0,5″ до 10″ (от 12,7 мм до 254 мм) | До 20 футов (6,1 м) в длину |
| Прутки (холоднотянутые) | Диаметр от 0,5″ до 6″ (от 12,7 мм до 152,4 мм) | До 20 футов (6,1 м) в длину |
Мы предлагаем индивидуальные размеры для легированной стали 4340, чтобы удовлетворить ваши особые потребности. Независимо от того, нужна ли вам горячекатаная, отожженная или холоднотянутая сталь, мы можем предоставить форму, которая лучше всего подходит для вашего применения.
- Горячекатаный: Сталь обрабатывается при высоких температурах для повышения прочности и вязкости, что идеально подходит для крупных деталей, подвергающихся высоким нагрузкам.
- Отожженный: Сталь нагревают и медленно охлаждают, чтобы улучшить ее структуру и облегчить ее обработку и формовку.
- Холоднотянутый: Сталь протягивается через матрицу при температуре окружающей среды, что повышает ее прочность, точность и качество поверхности.
Часто задаваемые вопросы о легированной стали 4340
Является ли сталь 4340 нержавеющей?
Нет, сталь 4340 — это не нержавеющая сталь. Она не содержит большого количества хрома или других элементов, которые сделали бы ее устойчивой к коррозии, как нержавеющая сталь.
В чем разница между сталью 4340 и 4140?
4340 steel contains higher amounts of nickel, chromium, and molybdenum, making it stronger and more ductile than сталь 4140.
Сталь 4340 идеально подходит для высокопрочных, тяжелых применений, таких как аэрокосмические, автомобильные и военные компоненты. Напротив, сталь 4140, с ее более низким содержанием легирующих элементов, используется для деталей, требующих умеренной прочности, таких как валы, шестерни и болты.
Откройте для себя прочность легированной стали 4340 для вашего следующего проекта
SteelPro Group специализируется на предоставлении индивидуальных решений из стали 4340, которые отвечают уникальным потребностям вашей отрасли. Если вы ищете экспертный совет, точные рекомендации по продуктам или безупречный процесс заказа, наша команда здесь, чтобы помочь. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать, как легированная сталь 4340 может повысить производительность вашего проекта и способствовать вашему успеху.
