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.

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:

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.

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

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.

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.