Aisi 4140 хромомолибденовая сталь и ее российский аналог 42ХФА

Сталь 4140 – железный сплав с углеродом. Для улучшения физических, химических, конструкционных свойств изделия в состав добавляют дополнительные примеси. Каждый химический элемент приносит конкретное качество в сплав и влияет на тип и вид металлического изделия.

Aisi 4140.
Сталь Aisi 4140.

Характеристики AISI 4140

Сплав содержит 0,4 процента углерода и носит название – среднеуглеродистая или углеродистая сталь. Для повышения износоустойчивости и прочности добавляют марганец и хром. Сплав хорошо поддается сварке.

Плюсы и минусы для ножей

В основном из стали этой марки изготавливают всевозможные режущие изделия. Как бытовые, так и медицинские.

Достоинства:

  1. Высокий показатель твердости, равен 56-59 HRC.
  2. Устойчивость к изгибам и ударам.
  3. Легко обрабатывается и затачивается.
  4. Обладает нержавеющими свойствами.
  5. Невысокая стоимость.

Недостатки:

  1. Деформируется при эксплуатации, незначительно.
  2. Повышенная скорость истирания.

Химический состав

Процентное содержание элементов в сплаве:

Химический элементНазваниеМинимальное содержание %Максимальное содержание %
CrХром0,81,1
MnМарганец0,751
CУглерод0,380,43
SiКремний0,150,3
MoМолибден0,150,25
SСера0,04
PФосфор0,35
FeЖелезо97,27

Основные добавки:

  1. Марганец. Повышает жесткость и прочность материала. Меняет фактуру стали. Она становится более крепкой в сравнении с другими металлами.
  2. Хром. Увеличивает антикоррозийные свойства сплава. Сталь получает нержавеющие свойства в водной среде. Но агрессивно-кислотная среда разрушает сталь.
  3. Молибден. Добавка отвечает за прочность материала: ломкость и хрупкость.

Расшифровка

Американская маркировка стали AISI 4140 означает, что это легированная хромомолибденовая сталь. Цифра 41 обозначает группу стали, 40 – содержание углерода х 100.

сталь Aisi 4140.
Aisi 4140.

Свойства

Характеристика поведения стали при различных условиях и режимах.

Механические

Механические свойства показывают на сколько материал выдерживает влияние внешних нагрузок. Основные свойства проверяют на образцах, когда, проводят испытания различными факторами.

  1. Предел прочности – напряжение, выше которого материал разрушается — 655 Мпа.
  2. Предел текучести – деформация материала продолжается без изменения напряжения — 415 Мпа.
  3. Пластичность – помогает, не изменяя структуры, изготавливать различные формы изделий. Испытываемый образец сужают или расширяют до появления трещины.
  4. Вязкие свойства показывают способность сопротивляться динамическим нагрузкам.
  5. Твердость стали – способность сопротивляться внедрению в изделие другого материала.
  6. Испытание на растяжение показывает цифры в пределах 100-130 KSI.

Физические

Физические свойства обозначают упругость, плотность, теплопроводность.

  1. Отношение напряжения к деформации – устойчивость, упругость изделия.
  2. Модуль упругости: Е = 190-210 ГПа.
  3. Плотность – отношение массы к единице объема: ρ = 7,7-8,1 кг/дм3.
  4. Коэффициент Пуассона ν равен в пределах 0,27- 0,30, зависит от природы материала.
  5. Показывает свойства упругости, величина = поперечное сжатие / продольное растяжение.
  6. Теплопроводность показывает способность проводить тепло: k = 11,2-48,3 Вт/мК.
  7. Температура плавления – 1416 градусов С.

Технологические

Технологические свойства показывают податливость материала на разнообразные виды обработок:

  1. Литейность – в расплавленном состоянии заполняет любые формы.
  2. Ковкость – обработка давлением без разрушения. Материал деформируют под давлением пресса или ударами молота.
  3. Свариваемость – пригодность делать сварные соединения.
  4. Обработка резанием удаляет лишние части изделия в виде стружки, чтобы заготовка приобрела нужный вид. Это окончательный этап обработки.

Рекомендации по обработке

сталь Aisi 4140.
Aisi 4140.

Особенности обработки улучшают и закрепляют нужные свойства.

  1. Для увеличения силы резания поверхность обрабатывают наклепом, упрочняют.
  2. Токарные операции производят при продольном точении, обрабатывании торцов и профиля.
  3. Сварочную обработку делают без предварительной тепловой обработки и подогрева.

Применение

Сталь используется в нефтяной и газовой промышленности. Делают оружейные гладкие и нарезные стволы, ресиверы, болты. Валы экскаваторов, установочные винты, штоки и детали, температурный режим работы до 400 градусов С.

Закаленную сталь применяют для изготовления изделий повышенной износостойкости.

Аналоги

Маркировка международного стандарта: А29 или А29М.

Существуют аналоги зарубежного изготовления:

  • 42CrMo4 – маркировка Евросоюза;
  • SCM440H – Японии;
  • 2244 – Швеции.

Отечественные аналоги:

  • 40ХФА;
  • 38ХМА.

Отзывы владельцев ножей

Лезвие из стали 4140 получает положительные отзывы. Достаточно износостойкая. Изделия соответствуют указанному качеству.

Итог

Сталь имеет не только типичное применение в изготовлении ножей, но и используется в различных отраслях промышленности. Производители выпускают стальные листы, стержни и готовые изделия: валы насосов, держатели инструментов, соединительные стержни, токарные шпиндели.

Предыдущая
СтальХирургическая сталь: что это такое и сферы применения
Евгений Наставнёв
Евгений Наставнёв

Увлекаюсь ножами уже много лет. Собрал внушительную коллекцию клинков. Хочу поделиться своими накопившимися знаниями про самые часто используемые в жизни людей хозяйственно-бытовые инструменты.

Оцените автора
Ваш Нож
Добавить комментарий