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AISI 4340 鋼是一種中碳、低合金鋼,以其在較大截面中的韌性和強度而聞名。AISI 4340也是一種鎳鉻鉬鋼。4340 合金鋼通常在 930 – 1080 Mpa 的拉伸范圍內(nèi)進行硬化和回火處理。預(yù)淬火和回火的 4340 鋼可以通過火焰或感應(yīng)淬火和氮化進一步表面硬化。4340鋼在硬化狀態(tài)下具有良好的抗沖擊性和抗沖擊性以及耐磨性和耐磨性。AISI 4340 鋼在退火狀態(tài)下具有良好的延展性,可以彎曲或成型。我們的 4340 合金鋼也可以進行熔焊和電阻焊。ASTM 4340 材料通常用于其他合金鋼不具備提供所需強度的淬透性的情況。對于高應(yīng)力零件。AISI 4340 合金鋼也可以通過所有常規(guī)方法進行加工。
由于可用性,ASTM 4340 級鋼通常被歐洲標(biāo)準 817M40/EN24 和 1.6511/36CrNiMo4 或日本 SNCM439 鋼取代。
AISI 4340 鋼材規(guī)格及相關(guān)標(biāo)準
國家 | 美國 | 英國 | 英國 | 日本 |
標(biāo)準 | ASTM A29 | EN 10250 | BS 970 | JIS G4103 |
成績 | 4340 | 36CrNiMo4/ 1.6511 | EN24/817M40 | SNCM 439/SNCM8 |
ASTM 4340 鋼和等效鋼化學(xué)成分
標(biāo)準 | 年級 | C | 錳 | 磷 | 小號 | 硅 | 你 | 鉻 | 莫 |
ASTM A29 | 4340 | 0.38-0.43 | 0.60-0.80 | 0.035 | 0.040 | 0.15-0.35 | 1.65-2.00 | 0.70-0.90 | 0.20-0.30 |
EN 10250 | 36CrNiMo4/ 1.6511 | 0.32-0.40 | 0.50-0.80 | 0.035 | 0.035 | ≦0.40 | 0.90-1.20 | 0.90-1.2 | 0.15-0.30 |
BS 970 | EN24/817M40 | 0.36-0.44 | 0.45-0.70 | 0.035 | 0.040 | 0.1-0.40 | 1.3-1.7 | 1.00-1.40 | 0.20-0.35 |
JIS G4103 | SNCM 439/SNCM8 | 0.36-0.43 | 0.60-0.90 | 0.030 | 0.030 | 0.15-0.35 | 1.60-2.00 | 0.60-1.00 | 0.15-0.30 |
AISI 4340 合金鋼機械性能
機械性能 (熱處理狀態(tài)) | 狀況 | 標(biāo)尺截面 mm | 抗拉強度 MPa | 屈服強度 MPa | 藝龍。 % | 伊佐德沖擊 J | 布氏 硬度 |
噸 | 250 | 850-1000 | 635 | 13 | 40 | 248-302 | |
噸 | 150 | 850-1000 | 665 | 13 | 54 | 248-302 | |
ü | 100 | 930-1080 | 740 | 12 | 47 | 269-331 | |
五 | 63 | 1000-1150 | 835 | 12 | 47 | 293-352 | |
W | 30 | 1080-1230 | 925 | 11 | 41 | 311-375 | |
X | 30 | 1150-1300 | 1005 | 10 | 34 | 341-401 | |
是 | 30 | 1230-1380 | 1080 | 10 | 24 | 363-429 | |
Z | 30 | 1555- | 1125 | 5 | 10 | 444- |
熱性能
特性 | 公制 | 帝國 |
熱膨脹系數(shù)(20°C/68°F,試樣油硬化,600°C (1110°F) 回火 | 12.3 µm/m°C | 6.83 µin/in°F |
導(dǎo)熱系數(shù)(典型鋼) | 44.5 W/mK | 309 BTU in/hr.ft2.°F |
4340合金鋼的鍛造
首先預(yù)熱 4340 鋼,最高加熱到 1150°C – 1200°C 進行鍛造,保持到整個截面溫度均勻。
不要在 850 °C 以下鍛造。4340 具有良好的鍛造特性,但在冷卻時必須小心,因為鋼容易開裂。在鍛造操作之后,工件應(yīng)盡可能緩慢地冷卻。建議在沙子或干石灰中冷卻等。
AISI 4340 鋼級熱處理
壓力緩解
對于預(yù)硬化鋼,應(yīng)力消除是通過將 4340 鋼加熱到 500 到 550°C 來實現(xiàn)的。加熱至 600 °C – 650 °C,保持至整個切片的溫度均勻,每 25 mm 切片浸泡 1 小時,然后在靜止空氣中冷卻。
退火
可以在 844°C (1550 F) 下進行*退火,然后以不超過每小時 10°C (50 F) 的速度控制(爐)冷卻至 315°C (600 F)。從 315°C 到 600 F,它可以是空氣冷卻的。
回火
AISI 4340合金鋼在回火前應(yīng)處于熱處理或正火和熱處理狀態(tài)。回火溫度取決于所需的強度水平。對于 260 – 280 ksi 范圍內(nèi)的強度水平,在 232°C (450 F) 下回火。在 510°C (950 F) 下回火 125 – 200 ksi 范圍內(nèi)的強度。如果 4340 鋼在 220 – 260 ksi 強度范圍內(nèi),則不要回火,因為回火會導(dǎo)致該強度水平的抗沖擊性下降。
由于回火脆性,應(yīng)盡可能避免在 250 °C – 450 °C 范圍內(nèi)進行回火。
火焰或感應(yīng)淬火
如上所述,預(yù)硬化和回火的 4340 鋼棒或鋼板可以通過火焰或感應(yīng)淬火方法進一步表面硬化,導(dǎo)致表面硬度超過 Rc 50。AISI 4340 鋼部件應(yīng)盡快加熱至奧氏體溫度范圍 (830 °C – 860 °C) 和所需的表面層深度,然后立即進行油淬或水淬,具體取決于所需的硬度、工件尺寸/形狀和淬火布置。
淬火至手溫后,在 150°C – 200°C 回火將減少表殼的應(yīng)力,而對其硬度的影響最小。
必須首先去除所有脫碳表面材料以確保獲得最佳效果。
氮化
淬火和回火的 4340 合金鋼也可以氮化,使表面硬度高達 Rc 60。加熱到 500°C – 530°C 并保持足夠的時間(10 到 60 小時)以形成表層深度。氮化后應(yīng)緩慢冷卻(不淬火)以減少變形問題。因此,氮化等級 4340 材料可以加工到接近最終尺寸,只留下很小的磨削余量。4340 鋼材料芯的抗拉強度通常不受影響,因為滲氮溫度范圍通常低于所采用的原始回火溫度。
可達到的表面硬度為 600 至 650HV。
可加工性
最好使用退火或正火和回火狀態(tài)的合金鋼 4340 進行加工。它可以很容易地通過所有常規(guī)方法進行加工,例如鋸切、車削、鉆孔等。然而,在 200 ksi 或更高的高強度條件下,可加工性僅為退火條件下合金的 25% 至 10%。
焊接
不建議在淬火和回火狀態(tài)(通常供應(yīng))下焊接 4340 鋼,并且應(yīng)盡可能避免,因為存在淬裂的危險,因為機械性能會在焊接熱影響區(qū)內(nèi)發(fā)生變化。
如果必須進行焊接,請預(yù)熱至 200 至 300°C 并在焊接時保持此溫度。在 550 至 650°C 焊接后立即消除應(yīng)力,然后進行淬火和回火。
如果確實需要在淬火和回火條件下進行焊接,則工件在立即冷卻至手溫后,應(yīng)盡可能在低于原始回火溫度 15°C 的溫度下消除應(yīng)力。
4340鋼的應(yīng)用
AISI 4340 鋼用于大多數(shù)工業(yè)領(lǐng)域,用于要求比 4140 鋼提供更高的拉伸/屈服強度的應(yīng)用。
一些典型的應(yīng)用例如:
飛機起落架
汽車,
石油和天然氣鉆探,
鍛造,
冷熱成型,
機械制造,
傳輸系統(tǒng),如動力傳輸齒輪和軸。
一般工程行業(yè)和結(jié)構(gòu)用途應(yīng)用,例如:重型軸、齒輪、車軸、主軸、聯(lián)軸器、銷、卡盤、模具等。
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