Nội dung
Thép AISI 4340: Tính chất, Sản phẩm và Công dụng
- John
Thép hợp kim 4340 được biết đến với tính linh hoạt và độ bền, khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các thành phần hiệu suất cao như bánh răng và trục. Tại SteelPro Group, chúng tôi đã dành nhiều thập kỷ để tinh chỉnh quy trình sản xuất của mình để khai thác hết tiềm năng của thép 4340.
Trong các phần tiếp theo, chúng ta sẽ đi sâu vào những điểm tạo nên sự khác biệt của thép 4340. Từ những đặc điểm riêng biệt đến phạm vi sử dụng rộng rãi, bạn sẽ biết được lý do tại sao vật liệu này được các ngành công nghiệp trên toàn cầu tin dùng.
Thép 4340 là gì?
Thép 4340 là kim loại hợp kim thấp, cường độ cao được công nhận về độ bền, khả năng chống mỏi và khả năng chịu mài mòn. Đây là thép cacbon trung bình, thường chứa 0,40% đến 0,42% cacbon, cùng với niken, crom và molypden, mang lại cho nó độ bền và khả năng chống mài mòn đặc biệt. Điều này làm cho nó hoàn hảo cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe trong các lĩnh vực như hàng không vũ trụ, ô tô và sản xuất thiết bị hạng nặng.
Ở trạng thái ủ, thép 4340 dễ gia công và làm nguội, mang lại sự linh hoạt trong sản xuất. Nó cũng có khả năng hàn tuyệt vời, lý tưởng cho các thành phần hàn phức tạp. Sau khi tôi và ram dầu, nó đạt được sự kết hợp mạnh mẽ giữa độ bền và độ dẻo. Nó cũng có thể được làm cứng thêm thông qua quá trình tôi bằng ngọn lửa hoặc cảm ứng và thấm nitơ, tăng cường độ bền cho các mục đích sử dụng khắt khe.
Thép 4340 được sử dụng để làm gì?
- Hàng không vũ trụ: Linh kiện máy bay quân sự, trục tua bin, thanh giằng cánh
- Ô tô: Trục khuỷu, trục bánh xe, trục cam, bộ vi saiS
- Hàng hải: Trục chân vịt, bánh lái, bánh răng tời
- Năng lượng gió: Vòng bi nghiêng và lắc, vòng bánh răng cho hộp số
- Máy móc hạng nặng: Xi lanh thủy lực, bánh xích máy ủi, bánh răng thiết bị khai thác mỏ
- Dầu khí: Cổ khoan, trục bơm, thân van, thiết bị đầu giếng
4340 Các loại thép tương đương
Bảng sau đây phác thảo các cấp độ và tiêu chuẩn tương đương cho thép 4340 trên các hệ thống toàn cầu khác nhau. Tại SteelPro Group, chúng tôi cung cấp thép 4340 chất lượng cao tuân thủ các tiêu chuẩn được công nhận này.
| Quốc gia/Khu vực | Tiêu chuẩn | Cấp |
| Trung Quốc | Anh | 40CrNiMo |
| Hoa Kỳ | Tiêu chuẩn ASTM | 4340 |
| Liên Hiệp Quốc | G43400 | |
| Liên minh châu Âu | VI | 34CrNiMo6 |
| Đức | ĐẠI HỌC | 1.6582 |
| Số W | 1.6511 | |
| Nhật Bản | Tiêu chuẩn Nhật Bản | SNCM447 |
| Pháp | NF EN/NF | 35NCD6 |
| Anh | Cử nhân Anh/Bằng Cử nhân | 817M40 |
Thành phần hóa học của thép 4340
| Yếu tố | Nội dung |
| Cacbon (C) | 0.38 – 0.43% |
| Silic (Si) | 0.15 – 0.35% |
| Mangan (Mn) | 0.60 – 0.80% |
| Phốt pho (P) | ≤ 0,035% |
| Lưu huỳnh (S) | ≤ 0,04% |
| Crom (Cr) | 0.70 – 0.90% |
| Niken (Ni) | 1.62 – 2.00% |
| Đồng (Cu) | ≤ 0,35% |
| Molipđen (Mo) | 0.20 – 0.30% |
4340 Tính chất cơ học của thép
| Tài sản | Giá trị (Đơn vị đo lường) | Giá trị (Anh) |
| Sức chịu lực | 740 – 1860MPa | 107 – 270 ksi |
| Độ bền kéo tối đa | 860 – 1980MPa | 125 – 287 ksi |
| Độ giãn dài | 11 – 23% | 11 – 23% |
| Độ bền gãy biến dạng phẳng | 53 – 110 MPa√m | 47 – 100 ksi√in |
| Mô đun khối | 159 GPa | 23100 ksi |
| Tỷ số Poisson | 0.29 | 0.29 |
| Khả năng gia công | 57% (Đã ủ) | 57% (Đã ủ) |
| Mô đun cắt | 78,0 GPa | 11300 kilôgam |
- Ghi chú về khả năng gia công: Dữ liệu này dựa trên khả năng gia công 100% cho thép AISI 1212. Sau khi ủ và kéo nguội, khả năng gia công của thép 4340 được đánh giá ở mức 50%.
4340 Tính chất vật lý của thép
| Tài sản | Giá trị (Đơn vị đo lường) | Giá trị (Anh) |
| Tỉ trọng | 7,85g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Điểm nóng chảy | 1425°C | 2597°F |
| Độ dẫn nhiệt | 46 W/m·K | 32 BTU/giờ·ft·°F |
| Nhiệt dung riêng | 460 J/kg·K | 0,11 BTU/lb·°F |
Tính chất nhiệt của thép 4340
| Tính chất nhiệt | Hệ mét | Đế quốc | Bình luận |
| Hệ số giãn nở nhiệt (CTE) | 12,3 µm/m-°C @20°C | 6,83 µin/in-°F @ 68°F | Làm cứng bằng dầu, nhiệt độ 600°C (1110°F) |
| 12,6 µm/m-°C @ 21-260°C | 7,00 µin/in-°F @ 69,8-500°F | 1.88% Ni, được chuẩn hóa và tôi luyện | |
| 12,7 µm/m-°C @20°C | 7,06 µin/in-°F @ 68°F | Làm cứng bằng dầu, nhiệt độ 600°C (1110°F) | |
| 13,7 µm/m-°C @ 250°C | 7,61 µin/in-°F @ 482°F | Làm cứng bằng dầu, nhiệt độ 600°C (1110°F) | |
| 13,7 µm/m-°C @ 21-540°C | 7,61 µin/in-°F @ 69,8-1000°F | 1.88% Ni, được chuẩn hóa và tôi luyện | |
| 13,9 µm/m-°C @ 21-540°C | 7,72 µin/in-°F @ 69,8-1000°F | 1.90% Ni, tôi, ram | |
| Nhiệt dung riêng | 0,475 J/g-°C | 0,114 BTU/lb-°F | Thép tiêu biểu loại 4000 |
| Độ dẫn nhiệt | 44,5 W/mK | 309 BTU-in/giờ-ft²-°F | – |
Ưu điểm và nhược điểm của thép hợp kim 4340
| Thuận lợi | Nhược điểm |
| Khả năng chống va đập và sốc tốt. | Nguy cơ nứt khi dập tắt. |
| Khả năng chống mài mòn và chịu mài mòn cao. | Yêu cầu xử lý chính xác và chuyên biệt. |
| Độ bền và độ dẻo dai cao. | Dễ bị ăn mòn. |
| Khả năng chống mỏi tuyệt vời. |
Thép hợp kim 4340 được sản xuất như thế nào?
- Nấu chảy và tinh chế
Quá trình này bắt đầu bằng cách nấu chảy sắt, cacbon và các nguyên tố hợp kim trong lò hồ quang điện ở 1.400°C (2.550°F). Bước này tạo ra hợp kim nóng chảy đồng nhất. Các phương pháp tinh chế, chẳng hạn như khử khí chân không là cần thiết để làm cứng hiệu quả.
- Đúc và định hình
Sau khi thép được đúc thành phôi hoặc thỏi, nó được rèn ở nhiệt độ từ 427-1.233°C (800-2.250°F). Rèn tạo hình thép và tinh chỉnh cấu trúc hạt bên trong, tăng cường độ bền của thép.
Trong giai đoạn này, cần kiểm soát việc làm mát để tránh nứt và nên làm mát chậm trong cát hoặc vôi khô.
- Xử lý nhiệt – Làm nguội và ram
Đầu tiên, thép được nung nóng đến 830-860°C (1.525-1.580°F) và nhanh chóng làm nguội trong dầu. Điều này tạo ra một cấu trúc martensitic. Sau đó, thép được tôi luyện ở 400-600°C (750-1.100°F) để cải thiện độ dẻo dai trong khi vẫn duy trì được độ bền.
- Ủ (Tùy chọn)
Thép 4340 được nung nóng đến 844°C (1.550°F) và làm nguội chậm trong lò. Quá trình này tinh chỉnh cấu trúc của thép, giúp dễ gia công và định hình hơn trong các giai đoạn sau.
- Gia công cuối cùng và hoàn thiện bề mặt
Sau khi thép đã trải qua quá trình xử lý nhiệt và bất kỳ quá trình làm cứng bề mặt cần thiết nào, nó đã sẵn sàng cho quá trình gia công cuối cùng. Các quy trình chính xác như tiện, phay và mài được sử dụng để đạt được kích thước và độ hoàn thiện bề mặt cần thiết, đảm bảo rằng thép đáp ứng các yêu cầu cụ thể của ứng dụng.
Tại SteelPro Group, chúng tôi tập trung vào việc cung cấp các thanh, tấm và thanh thép 4340 chất lượng cao. Các chuyên gia của chúng tôi đảm bảo rằng mỗi lô hàng đều tuân thủ các tiêu chuẩn nghiêm ngặt.
Thông số kỹ thuật sản phẩm thép 4340
| Loại sản phẩm | Đường kính/Độ dày | Chiều dài/Chiều rộng |
| Thanh | Đường kính từ 0,5″ đến 12″ (12,7 mm đến 304,8 mm) | Chiều dài lên đến 20′ (6,1 m) |
| Vòng tròn | Đường kính từ 0,5″ đến 12″ (12,7 mm đến 304,8 mm) | Chiều dài lên đến 20′ (6,1 m) |
| Đĩa | Độ dày từ 0,5″ đến 6″ (12,7 mm đến 152,4 mm) | Chiều rộng lên đến 120″ (3,05 m) |
| Tấm trải giường | Độ dày từ 0,5″ đến 2″ (12,7 mm đến 50,8 mm) | Chiều rộng lên đến 120″ (3,05 m) |
| Thanh | Đường kính từ 0,5″ đến 6″ (12,7 mm đến 152,4 mm) | Chiều dài lên đến 20′ (6,1 m) |
| Vòng (Gia công) | Đường kính từ 0,5″ đến 10″ (12,7 mm đến 254 mm) | Chiều dài lên đến 20′ (6,1 m) |
| Thanh (kéo nguội) | Đường kính từ 0,5″ đến 6″ (12,7 mm đến 152,4 mm) | Chiều dài lên đến 20′ (6,1 m) |
Chúng tôi cung cấp kích thước tùy chỉnh cho thép hợp kim 4340 để đáp ứng nhu cầu cụ thể của bạn. Cho dù bạn yêu cầu thép cán nóng, ủ hoặc kéo nguội, chúng tôi có thể cung cấp hình dạng phù hợp nhất với ứng dụng của bạn.
- cán nóng:Thép được xử lý ở nhiệt độ cao để tăng độ dẻo dai và độ bền, lý tưởng cho các thành phần lớn, chịu ứng suất cao.
- Ủ:Thép được nung nóng và làm nguội từ từ để tinh chỉnh cấu trúc, giúp dễ gia công và định hình hơn.
- Vẽ nguội:Thép được kéo qua khuôn ở nhiệt độ môi trường, tăng cường độ bền, độ chính xác và chất lượng bề mặt.
Câu hỏi thường gặp về thép hợp kim 4340
Thép 4340 có phải là thép không gỉ không?
Không, thép 4340 không phải là thép không gỉ. Nó không chứa hàm lượng crom cao hoặc các nguyên tố khác giúp nó chống ăn mòn như thép không gỉ.
Sự khác biệt giữa thép 4340 và 4140 là gì?
Thép 4340 chứa hàm lượng niken, crom và molypden cao hơn, khiến nó bền hơn và dễ uốn hơn thép 4140.
Thép 4340 lý tưởng cho các ứng dụng chịu ứng suất cao, chịu tải nặng, chẳng hạn như trong các thành phần hàng không vũ trụ, ô tô và quân sự. Ngược lại, thép 4140, với hàm lượng hợp kim thấp hơn, được sử dụng cho các bộ phận đòi hỏi độ bền vừa phải, chẳng hạn như trục, bánh răng và bu lông.
Khám phá sức mạnh của thép hợp kim 4340 cho dự án tiếp theo của bạn
SteelPro Group chuyên cung cấp các giải pháp thép 4340 được thiết kế riêng đáp ứng nhu cầu riêng biệt của ngành công nghiệp của bạn. Cho dù bạn đang tìm kiếm lời khuyên của chuyên gia, khuyến nghị sản phẩm chính xác hay quy trình đặt hàng liền mạch, nhóm của chúng tôi luôn sẵn sàng trợ giúp. Hãy liên hệ ngay hôm nay để khám phá cách thép hợp kim 4340 có thể nâng cao hiệu suất dự án của bạn và thúc đẩy thành công của bạn.
