AISI 4140 فولاذ الكربون قابلية التضخم الجيدة مع قوة التعب العالية

سبيكة AISI 4140 هي سبيكة فولاذية منخفضة السبائك متعددة الاستخدامات معروفة بقوتها العالية وصلابتها ومقاومتها للتآكل.

سبيكة AISI 4140 هي فولاذ منخفض السبائك متعدد الاستخدامات، معروف بقوته الممتازة وصلابته ومقاومته للتآكل. إنها واحدة من أكثر السبائك استخدامًا على نطاق واسع في الصناعة، ويفضل استخدامها لتحقيق التوازن بين الخصائص الميكانيكية وسهولة المعالجة الحرارية. تُقدر AISI 4140 بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب قوة إجهاد عالية، ومقاومة للصدمات، وقابلية جيدة للتشغيل.

التركيب الكيميائي:

تتكون سبيكة AISI 4140 من العناصر الرئيسية التالية:

• الكربون (C): 0.38-0.43% – يوفر توازنًا جيدًا بين القوة والصلابة، مما يسمح بالمعالجة الحرارية الفعالة.
• المنغنيز (Mn): 0.75-1.00% – يعزز القدرة على التصلب وقوة الشد، مع تحسين قدرة السبيكة على المعالجة الحرارية.
• الكروم (Cr): 0.80-1.10% – يزيد من مقاومة التآكل والصلابة ومقاومة التآكل.
• الموليبدينوم (Mo): 0.15-0.25% – يحسن القوة في درجات الحرارة المرتفعة والقدرة على التصلب، مما يعزز مقاومة السبيكة للتليين في درجات الحرارة المرتفعة.
• السيليكون (Si): 0.15-0.35% – يساهم في القوة الإجمالية ويساعد في إزالة الأكسدة من الفولاذ أثناء الإنتاج.
• الفوسفور (P): ≤0.035% – يحافظ انخفاض محتوى الفوسفور على الصلابة ويقلل من خطر الهشاشة.
• الكبريت (S): ≤0.040% – يقلل انخفاض محتوى الكبريت من الشوائب، مما يحسن قابلية التشغيل والقوة الإجمالية للمادة.

الخصائص الميكانيكية:

توفر سبيكة AISI 4140 مجموعة من الخصائص الميكانيكية التي تجعلها مناسبة لمختلف التطبيقات الصعبة:

• قوة الشد: 655-850 ميجا باسكال (بعد المعالجة الحرارية) – يوفر قوة عالية، مما يجعله مناسبًا للمكونات المعرضة لأحمال وإجهادات ثقيلة.
• قوة الخضوع: ≥415 ميجا باسكال – يضمن أن المادة يمكنها تحمل إجهاد كبير دون تشوه دائم.
• الاستطالة: ≥20% – يوفر ليونة جيدة، مما يسمح بتشكيل المادة وتشكيلها دون تشقق.
• الكثافة: حوالي 7.85 جم/سم³ – قياسي لسبائك الفولاذ، مما يضمن نسبة متوازنة بين القوة والوزن.
• الصلابة: HB 197-241 (كما تم تلدينه) – يوفر مستوى أساسي جيد من الصلابة، والذي يمكن زيادته بشكل كبير من خلال المعالجة الحرارية.
• صلابة التأثير: عالية – توفر AISI 4140 مقاومة ممتازة للتأثير والإجهاد، مما يجعلها مثالية لتطبيقات التحميل الديناميكي والدوري.

المعالجة الحرارية:

تتكيف سبيكة AISI 4140 بشكل كبير مع المعالجة الحرارية، مما يسمح بتخصيص خصائصها الميكانيكية:

• التلدين: يلين الفولاذ، مما يحسن قابلية التشغيل واستعادة الليونة بعد العمل على البارد.
• التطبيع: يعمل على تنقية هيكل الحبيبات، مما يحسن القوة والصلابة.
• التبريد والتقسية: يزيد من الصلابة والقوة، مما يجعل السبيكة مناسبة للتطبيقات عالية الإجهاد مثل التروس والمحاور.
• الكربنة: يضيف صلابة سطحية مع الحفاظ على قلب صلب، وهو مثالي للتطبيقات المقاومة للتآكل مثل الكامات والعمود المرفقي.

التطبيقات:

نظرًا لخصائصه الميكانيكية الممتازة وتعدد استخداماته، يتم استخدام سبيكة AISI 4140 في مجموعة واسعة من الصناعات:

• صناعة السيارات: يستخدم في تصنيع التروس، والمرفقات، وقضبان التوصيل، حيث تكون القوة العالية ومقاومة الإجهاد أمرًا بالغ الأهمية.
• صناعة النفط والغاز: يستخدم في أدوات قاع البئر، وأطواق الحفر، ووصلات الأنابيب التي تتطلب صلابة عالية ومقاومة للتآكل.
• مكونات الآلات: يستخدم بشكل شائع في إنتاج الأعمدة والمحاور والمسامير التي تحتاج إلى تحمل الأحمال الثقيلة والإجهاد الدوري.
• تصنيع الأدوات والقوالب: مثالي لصنع الأدوات والقوالب والقوالب عالية القوة التي تتطلب صلابة جيدة ومقاومة للتآكل.
• معدات البناء: يستخدم في المعدات الثقيلة مثل الرافعات والجرافات، حيث تكون القوة ومقاومة الصدمات ضرورية.

ملخص:

سبيكة AISI 4140 هي فولاذ منخفض السبائك معروف بقوته الممتازة وصلابته ومقاومته للتآكل. يسمح تركيبه الكيميائي المتوازن بإجراء عمليات معالجة حرارية مختلفة، مما يجعله متعدد الاستخدامات للغاية للتطبيقات في صناعات السيارات والنفط والغاز والآلات والأدوات والقوالب والبناء. بفضل قدرته على الجمع بين قوة الإجهاد العالية ومقاومة الصدمات وقابلية التشغيل، تعد سبيكة AISI 4140 خيارًا موثوقًا به لتطبيقات الهندسة الصعبة.