Nội dung
Thép hợp kim AISI 4320 | Nhà sản xuất thanh UNS G43200
- John
Bạn đang tìm kiếm một loại thép hợp kim hiệu suất cao kết hợp độ bền, khả năng hàn và khả năng chống mài mòn? Thép hợp kim AISI 4320 là câu trả lời hàng đầu.
Tại SteelPro Group, chúng tôi chuyên cung cấp các sản phẩm thép 4320 được thiết kế chính xác, đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của ngành.
Trong bài viết này, bạn sẽ khám phá khoa học đằng sau loại vật liệu đa năng này, các ứng dụng quan trọng của nó và cách năng lực sản xuất tiên tiến của chúng tôi đảm bảo chất lượng vượt trội cho các dự án của bạn, từ máy móc hạng nặng đến các linh kiện hàng không vũ trụ.
Thép AISI 4320 là gì?
AISI 4320 là thép hợp kim thấp, nổi tiếng với độ bền, độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn nhờ hỗn hợp niken, crom và molypden. Hàm lượng carbon thấp (0,17-0,22%) đảm bảo khả năng hàn tốt. Đặc tính làm cứng bề mặt của thép tạo nên lớp ngoài bền bỉ, chống mài mòn bên trên lõi đàn hồi. Điều này làm cho nó trở nên hoàn hảo cho các bộ phận chịu ma sát hoặc lực mạnh, chẳng hạn như bánh răng và trục. Thép 4320 cũng được sử dụng trong ô tô, hàng không vũ trụ và máy móc hạng nặng.
Thành phần hóa học của thép 4320
| Yếu tố | Nội dung |
| Cacbon (C) | 0.17~0.22% |
| Silic (Si) | 0.15~0.35% |
| Mangan (Mn) | 0.45~0.65% |
| Phốt pho (P) | ≤ 0,035% |
| Lưu huỳnh (S) | ≤ 0,04% |
| Crom (Cr) | ≥ 0,4~0,6% |
| Niken (Ni) | ≥ 1,65~2% |
| Molipđen (Mo) | ≥ 0,2~0,3% |
Tính chất cơ học của thép 4320
| Tính chất cơ học | Hệ mét | Tiếng Anh |
| Độ cứng, Brinell | 235 | 235 |
| Độ cứng, Knoop | 259 | 259 |
| Độ cứng, Rockwell B | 97 | 97 |
| Độ cứng, Rockwell C | 21 | 21 |
| Độ cứng, Vickers | 247 | 247 |
| Độ bền kéo | 793 MPa | 115.000 psi |
| Độ bền kéo tối đa | 460MPa | 66.700 psi |
| Độ giãn dài khi đứt | 20.80% trong 50 mm | 20.80% trong 50 mm |
| Mô đun đàn hồi | 205 GPa | 29.700 kilôgam |
| Mô đun khối | 160 GPa | 23.200 kilôgam |
| Tỷ số Poisson | 0.29 | 0.29 |
| Giảm Diện Tích | 51% | 51% |
| Khả năng gia công | 60% | 60% |
| Mô đun cắt | 80,0 GPa | 11.600 kilôgam |
| Tác động Izod | 73,0 J | 53,8 ft-lb |
Tính chất vật lý của thép 4320
| Tài sản vật lý | Hệ mét | Tiếng Anh |
| Tỉ trọng | 7,85g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Điểm nóng chảy | 1425~1530 °C | 2597~2790 °F |
| Sự giãn nở vì nhiệt | 11,3 µm/m-°C | 6,28 µin/in-°F |
Tính chất nhiệt của thép 4320
| Tài sản | Hệ mét | Tiếng Anh |
| CTE, Tuyến tính | 11,3 µm/m-°C | 6,28 µin/in-°F |
| Nhiệt dung riêng | 0,475 J/g-°C | 0,113 BTU/lb-°F |
| Độ dẫn nhiệt | 44,5 W/mK | 30,7 BTU·in/h·ft²·°F |
Lợi ích của thép hợp kim 4320
Thép hợp kim AISI 4320 vượt trội trong các môi trường đòi hỏi cả độ cứng bề mặt và độ bền lõi. Các đặc điểm nổi bật của nó bao gồm:
- Khả năng làm cứng vỏ máy: Đạt được bề mặt chống mài mòn (thông qua thấm cacbon hoặc thấm nitơ) trong khi vẫn giữ được lõi dẻo, hấp thụ sốc.
- Độ bền mỏi cao: Chống lại sự phá hủy do ứng suất tuần hoàn, rất quan trọng đối với bánh răng và các bộ phận quay.
- Khả năng hàn vượt trội: Hàm lượng carbon thấp giúp giảm thiểu các xử lý trước/sau khi hàn, giảm chi phí chế tạo.
- Độ ổn định nhiệt: Duy trì các đặc tính cơ học lên đến 425°C (797°F), phù hợp cho các ứng dụng nhiệt độ cao.
- Khả năng thích ứng với xử lý nhiệt: Phản ứng theo dự đoán với quá trình làm nguội, ram và ủ để đạt độ cứng phù hợp (thường là 55-62 HRC sau khi tôi bề mặt).
Những hạn chế cần xem xét
- Khả năng chống ăn mòn vừa phải: Cần có lớp phủ bảo vệ hoặc mạ để sử dụng trong môi trường ẩm ướt hoặc ăn mòn.
- Chi phí của các nguyên tố hợp kim:Hàm lượng niken và crom cao hơn làm tăng chi phí vật liệu so với thép cacbon.
- Hiệu suất nhiệt độ cao hạn chế: Phân hủy đáng kể ở nhiệt độ trên 500°C (932°F), hạn chế sử dụng trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt.
Đọc thêm liên quan: Thép hợp kim có chống cháy không?
Tại SteelPro Group, chúng tôi giải quyết những thách thức này thông qua các giao thức xử lý nhiệt và tùy chọn hoàn thiện bề mặt được thiết kế riêng, đảm bảo thép 4320 đáp ứng được nhu cầu vận hành cụ thể của bạn.
Ứng dụng thép 4320
- Hệ thống ô tô: Bánh răng truyền động, trục cam và các bộ phận vi sai do khả năng chống mỏi và chịu được tải trọng tuần hoàn.
- Linh kiện hàng không vũ trụ: Các bộ phận bánh đáp, hệ thống truyền động và giá đỡ động cơ đòi hỏi độ bền nhẹ.
- Máy móc hạng nặng: Bánh răng thiết bị khai thác, thanh piston thủy lực và trục cần cẩu tiếp xúc với điều kiện mài mòn.
- Khoan dầu khí: Vòng khoan, thân van và các chốt chịu lực cao cần có khả năng chống ăn mòn (có lớp phủ).
- Truyền tải điện: Hộp số công nghiệp, bánh răng và trục truyền động trong tua bin gió hoặc thiết bị sản xuất.
Thông số kỹ thuật và kích thước sản phẩm thép 4320
Tại SteelPro Group, chúng tôi cung cấp thép hợp kim AISI 4320 với các thông số kỹ thuật và kích thước sau:
| Mẫu sản phẩm | Tiêu chuẩn | Kích thước |
| Thanh tròn & Thanh rèn | ASTM A29, ASTM A322, SAE J404 | Đường kính: 10mm–500mm (0,4″–20″) |
| Chiều dài: Lên đến 6m (20 ft) | ||
| Thanh & Tấm Phẳng | ASTM A29, ASTM A535 | Độ dày: 5mm–300mm (0,2″–12″) |
| Chiều rộng: Lên đến 2,5m (8,2 ft) | ||
| Ống liền mạch | ASTM A519, SAE J412 | Đường kính ngoài: 15mm–300mm (0,6″–12″) |
| Độ dày thành: 2mm–50mm (0,08″–2″) | ||
| Billets & Blooms | ASTM A331, ASTM A752 | Mặt cắt ngang: 100mm x 100mm–400mm x 400mm (4″ x 4″–16″ x 16″) |
Thông số kỹ thuật chính:
- Xử lý nhiệt: Được cung cấp trong điều kiện ủ, chuẩn hóa hoặc tôi cứng trước (SAE J1397).
- Chứng nhận: Tuân thủ các tiêu chuẩn ASTM, SAE và ISO về kiểm soát chất lượng.
SteelPro Group cung cấp dịch vụ gia công, cắt và hoàn thiện bề mặt theo yêu cầu (ví dụ: mài, đánh bóng) để cung cấp các thành phần thép 4320 sẵn sàng lắp đặt theo đúng yêu cầu của bạn.
Quy trình rèn thép 4320
Thép hợp kim AISI 4320 được rèn ở nhiệt độ từ 1038°C và 1205°C (1900°F–2200°F) để tối ưu hóa cấu trúc hạt và tính chất cơ học.
Dây chuyền rèn tiên tiến của chúng tôi hỗ trợ hình học tùy chỉnh lên đến 3 tấn, với dung sai kích thước chặt chẽ (±1,5mm). Kết hợp với thử nghiệm siêu âm trong quá trình sản xuất, chúng tôi đảm bảo thép rèn 4320 không khuyết tật, sẵn sàng cho gia công hoặc xử lý nhiệt.
Xử lý nhiệt thép 4320
1. Chuẩn hóa
Ở nhiệt độ 872°C (1600°F), thép 4320 trải qua quá trình thường hóa—một quá trình tinh chỉnh cấu trúc hạt và loại bỏ ứng suất bên trong từ quá trình gia công hoặc rèn trước đó. Quá trình này tạo ra một nền tảng đồng nhất cho quá trình tôi cứng tiếp theo.
2. Ủ
Để tăng khả năng gia công và giảm ứng suất bên trong, AISI 4320 được ủ ở nhiệt độ 872°C (1600°F) trong lò nung điều khiển khí quyển. Sau đó, thép được làm nguội dần với tốc độ ≤22°C/giờ (40°F/giờ) để tránh cong vênh, đạt được trạng thái mềm, dễ gia công, lý tưởng cho gia công phức tạp.
3. Làm cứng
Quá trình làm cứng quan trọng đối với khả năng chống mài mòn, bao gồm:
- Austenit hóa: Đun nóng đến 816–843°C (1500–1550°F) để hòa tan cacbua.
- Làm nguội: Làm nguội dầu nhanh ở nhiệt độ 40–80°C (104–176°F) để đạt được cấu trúc martensitic với độ cứng bề mặt lên tới 62 HRC.
4. Ủ
Độ giòn sau khi tôi được giảm thiểu bằng cách ram ở nhiệt độ 205–650°C (400–1200°F). Nhiệt độ thấp hơn (205–425°C/400–800°F) ưu tiên độ cứng cho bánh răng, trong khi phạm vi nhiệt độ cao hơn (480–650°C/900–1200°F) tối ưu hóa độ dẻo dai cho các bộ phận chịu tải va đập như trục xe.
Thép 4320 Gia công nóng
Thép hợp kim AISI 4320 được định hình tối ưu ở nhiệt độ cao (900–1200°C / 1650–2200°F) để tăng độ dẻo và giảm lực cản tạo hình. SteelPro Group sử dụng:
- Rèn nóng: Máy ép thủy lực công suất lớn (lên tới 12.000 tấn) đúc các phôi đã được làm nóng trước thành các hình dạng phức tạp như trục khuỷu hoặc mặt bích.
- Cán nóng: Chuyển đổi các bông hoa thành thanh hoặc tấm ở nhiệt độ 1050–1150°C (1922–2102°F), đạt được dung sai độ dày ±1,5mm (±0,06″).
- Độ ổn định nhiệt: Sau khi gia công nóng, các bộ phận sẽ được làm mát có kiểm soát trong buồng khí trơ để giảm thiểu hiện tượng thoát cacbon.
Thép 4320 Gia công nguội
Các quy trình tạo hình nguội giúp tinh chỉnh kích thước và cải thiện bề mặt hoàn thiện mà không cần dùng nhiệt:
- Vẽ lạnh: Giảm đường kính thanh/dây từ 15–30% ở nhiệt độ phòng, tăng cường độ bền kéo từ 10–15%.
- Đầu lạnh: Sản xuất bu lông, ốc vít và đinh tán với độ chính xác (±0,05mm) và giảm thiểu lãng phí vật liệu.
- Giảm căng thẳng: Ủ sau khi làm nguội ở nhiệt độ 540–650°C (1004–1202°F) giúp khôi phục độ dẻo cho các ứng dụng quan trọng.
Máy thép 4320
Thép AISI 4320 dễ gia công, phù hợp cho các quy trình chính xác như tiện, phay, khoan và mài. Hàm lượng carbon thấp đảm bảo độ hoàn thiện bề mặt tốt và độ chính xác kích thước khi gia công trong điều kiện ủ hoặc thường hóa.
Hàn thép 4320
Thép AISI 4320 hàn tốt, đặc biệt khi được nung nóng trước ở nhiệt độ 150-300°C (302-572°F). Việc nung nóng trước giúp ngăn ngừa nứt gãy, và có thể cần xử lý nhiệt sau khi hàn để giảm ứng suất và giảm độ cứng ở vùng bị ảnh hưởng.
Nâng tầm kỹ thuật của bạn với thép 4320 của chúng tôi
Tại SteelPro Group, chúng tôi biến những đặc tính vượt trội của thép hợp kim AISI 4320 thành những giải pháp thiết thực, giúp dự án của bạn tiến triển. Năng lực tích hợp theo chiều dọc của chúng tôi đảm bảo:
- Đảm bảo chất lượng: Sản xuất đạt chứng nhận ISO 9001 với khả năng truy xuất nguồn gốc đầy đủ, từ nguyên liệu thô đến khâu kiểm tra cuối cùng.
- Dịch vụ được thiết kế riêng: Xử lý nhiệt theo yêu cầu (thấm cacbon, thấm nitơ), gia công CNC (dung sai ±0,005mm) và hoàn thiện bề mặt (mài, đánh bóng).
Hãy liên hệ với SteelPro Group ngay hôm nay để được tư vấn vật liệu miễn phí hoặc yêu cầu báo giá tùy chỉnh. Hãy cùng nhau hợp tác để tạo nên độ bền lâu dài.
