Acer d'aliatge AISI 4130, UNS G41300, és un acer al crom-molibdèSèrie 41xx de baix-aliatge, molt utilitzat quan un component necessita un més fortforça-a-equilibri de pesi un més útilresposta al-tractament tèrmicque l'acer al carboni normal pot proporcionar. La seva química nominal-aproximadament0,28-0,33% de carboni, 0,80–1,10% de crom, i0,15-0,25% de molibdè-d'acer millorenduribilitat, una finestra de processament més àmplia i una combinació pràctica deforça, duresa, soldabilitat, imecanització. És per això que l'acer d'aliatge AISI 4130 es subministra habitualmenttubs mecànics, bar, fulla, forjades, ipeces estructurals soldadesen lloc de limitar-se a una sola forma de producte.
S'ha de solucionar un punt tècnic al començament:Propietats de l'acer aliat AISI 4130estan sempre lligatsforma de producteicondició. Un tub mecànic sense costures sotaASTM A519, una barra-forjada en calent sotaASTM A322, i un tub o làmina aeroespacial a sotaEspecificacions AMStots poden ser 4130, però no necessàriament porten el mateixforça, duresa, oresposta de fabricació.
Classificació de materials d'acer aliat AISI 4130
AISI 4130 es classifica millor com aacer de baix aliatge al crom-molibdè. En termes pràctics, això significa que es troba entre l'acer al carboni senzill i els graus d'enginyeria més aliats. Les addicions de crom i molibdè milloren la duresa i la resposta de resistència, mentre que el nivell de carboni relativament modest manté l'acer prou viable per formar, mecanitzar i soldar quan la condició es controla correctament. Per aixòAcer al crom 4130apareix tan sovint en tubs, barres, làmines i peces estructurals fabricades.
Composició química de l'acer aliat AISI 4130
Elquímica deAcer d'aliatge AISI 4130(UNS G41300)normalment es resumeix al voltant del seu disseny de crom-molibdè, però la lectura tècnica és més forta quan es mostra la finestra de composició completa juntament amb el paper de cada element. Les fonts de dades públiques s'enumeren constantment0,28-0,33% de carboni, 0,80–1,10% de crom, i0,15-0,25% de molibdècom els rangs d'aliatge clau, amb manganès i silici que suporten la tempabilitat, la desoxidació i la força de la base. El full de dades d'AZoM també enumera el ferro com a balanç, amb sofre i fòsfor controlats a nivells baixos.
| Element | Gamma típica | Significat tècnic |
|---|---|---|
| Carboni (C) | 0.28–0.33% | Ofereix al 4130 un nivell de resistència i enduriment més alt que l'acer suau, tot i que és més soldable que els acers d'aliatge de carboni-superiors. |
| Manganès (Mn) | 0.40–0.60% | Admet força i enduriment. |
| Silici (Si) | 0,15–0,30% o 0,15–0,35% | Desoxidació i enfortiment de bases; Els límits publicats varien lleugerament segons la font i el resum d'especificacions. |
| Crom (Cr) | 0.80–1.10% | Addició d'aliatge principal darrere de la tempabilitat i millora de la resposta al tractament tèrmic. |
| Molibdè (Mo) | 0.15–0.25% | Millora la tempabilitat i ajuda a mantenir la resistència amb una severitat de servei més alta que l'acer al carboni normal. |
| Fòsfor (P), màx | 0.035–0.040% | Impuresa controlada. |
| Sofre (S), màx | 0.040% | Impuresa controlada. |
| Ferro (Fe) | Balanç | Matriu de metall base. |
Descarrega: Composició química d'acer d'aliatge AISI 4130
La principal distinció química de l'acer d'aliatge AISI 4130 no és simplement que sigui "més fort que l'acer al carboni". La lectura més precisa és que el seu disseny de crom-molibdè li ofereix una resposta de tractament tèrmica-més àmplia i un equilibri més útil de resistència, soldabilitat i mecanització que l'acer al carboni normal. És per això que el grau apareix tan sovint en tubs mecànics, peces forjades i aplicacions estructurals soldades.AZoM descriu el 4130 com un acer de baix-aliatge de crom-molibdè amb baix contingut de carboni i assenyala el seu ús en suports de motor d'avions i tubs soldats, mentre que un full de dades comercial també assenyala que es subministra habitualment com a barra rodona en condicions endurides{{3}i{{4}de duresa.18–22 HRC.
Per què s'utilitza l'acer de baix aliatge AISI 4130
El valor tècnic deAcer de baix aliatge AISI 4130no prové d'una propietat aïllada. Prové de com es combina la notacontingut moderat d'aliatge, enduriment útil, bona resposta de fabricació, iforça depenent de la condició{0}dins d'un sistema de crom-molibdè relativament pràctic. En comparació amb l'acer al carboni normal, el 4130 pot assolir un nivell de resistència més alt i controlat després del tractament tèrmic, tot i que segueix sent prou viable per a tubs, peces forjades, components mecanitzats i moltes estructures soldades. Aquest equilibri és la principal raó per la qual es continua utilitzant el grau en peces-relacionades amb aeronaus, fabricacions d'esports de motor, tubs estructurals, eixos, accessoris i components mecànics generals.
Una lectura més detallada de per què s'utilitza 4130 es pot dividir en diversos punts d'enginyeria:
- S'ofereixmillor enduriment que l'acer al carboni normal, la qual cosa significa que la resistència de la secció i la resposta de-espessor es poden desenvolupar de manera més eficaç després de l'extinció i el tremp.
- Es pot subministrar en diverses condicions útils, com ararecuit, normalitzat, estirat en fred, iapagat-i-temperatestats, de manera que el mateix grau es pot adaptar a diferents requisits de conformació, mecanitzat, soldadura o -resistència final.
- Continua sent un material pràctic pertubs mecànics i peces estructurals soldades, especialment quan el disseny necessita una força més forta-per-equilibrar el pes sense passar directament a un acer de carboni molt més-o més aliat.
- Està disponible en diverses formes de producte de molí, inclosestub, barra, xapa, placa, forja i filferro de soldadura, cosa que el fa adequat tant per a conjunts fabricats com per a components mecanitzats.
- Admet una combinació útil deresistència, tenacitat, soldabilitat i mecanització, per això apareix en aplicacions que necessiten més que l'acer estructural normal però que no requereixen un grau d'acer per a eines o aeroespacial altament especialitzat.
Aquesta combinació depropietatsexplica per quèAISI 4130s'utilitza àmpliament asuports de motor d'avions, tub soldat, membres estructurals del tub, accessoris forjats, eixos, i altrescomponents mecànics mecanitzats. El seu valor en aquestes aplicacions no rau en un aïllatfigura de força, però en la manera com respon la notaformant, mecanitzat, soldadura, itractament tèrmica través de diferentscondicions subministrades. En termes d'enginyeria pràctica,AISI 4130segueix sent important perquè proporciona un equilibrisistema d'acer al crom-molibdède quiactuació finales pot adaptar sense sacrificarcomportament de fabricació viable.
Les propietats de l'acer aliat AISI 4130 depenen de la condició
Les propietats de l'acer d'aliatge AISI 4130 depenen de la condició-. Els valors generals del full de dades proporcionen una línia de base útil, però el nivell mecànic del material canvia amb la forma del producte i les condicions de subministrament. El tub, la barra, la làmina i la placa es poden especificar com a 4130, però no tenen necessàriament la mateixa resistència, duresa o allargament en servei.
| Propietat | Valor |
|---|---|
| Densitat | 7,85 g/cm³ |
| Punt de fusió | 1432 graus |
| Mòdul d'elasticitat | 190–210 GPa |
| Mòdul de cisalla | 80 GPa |
| Mòdul a granel | 140 GPa |
| Ratio de Poisson | 0.27–0.30 |
Per a acer d'aliatge AISI 4130, depenent de la [condició- propietats mecàniques d'acer d'aliatge AISI 4130] s'ha de llegir en comparació amb la forma real del producte i la condició de subministrament en lloc d'un nivell de resistència fix. Els valors publicats per al material de la fulla de dades de generació, el tub-arrat en fred, la làmina nomalitzada i la barra-i-narcdenada-i-representada no representen el mateix estat metal·lúrgic. En pràctica, la comparació d'usuaris no és senzillament "acer 4130", sinó 4130 en una forma i condició definides. perquè aquestes variables afecten directament la resistència a la tracció, la resistència al rendiment, l'allargament, la duresa, la resposta de fabricació i el comportament-del tractament tèrmic.
| Forma / condició del producte | Resistència a la tracció | Força de rendiment | Elongació | Duresa / nota | Lectura tècnica |
|---|---|---|---|---|---|
| Valor general del full de dades 4130 | 560 MPa(81,2 ksi) | 460 MPa(66,7 ksi) | 21.5% | 217 HB | Útil com a referència general per a la nota, però no substitueix els valors específics de la condició-. |
| tub,AMS 6371, estirat en fred | 95 ksi(655 MPa) | 70 ksi(483 MPa) | 12% | <25 HRC | Mostra la resistència més alta típica d'un-tub estirat en fred, amb una ductilitat menor que un estat de subministrament més suau. |
| bar,AMS 6346, endurit i temperat | 125 ksi(862 MPa) | 100 ksi(690 MPa) | 17% | - | Il·lustra com la barra-tractada tèrmicament pot assolir un nivell de força molt més alt que la línia de base general. |
| full,AMS 6345, normalitzat, sota0,062 polzades | 95 ksi(655 MPa) | 75 ksi(517 MPa) | 8% | - | La làmina normalitzada prima s'especifica amb una alta resistència, però amb un allargament menor. |
| full,AMS 6345, normalitzat,0,187–0,250 polzades | 90 ksi(621 MPa) | 70 ksi(483 MPa) | 15% | - | La làmina normalitzada més gruixuda mostra un nivell de resistència especificat més baix, però una ductilitat millorada. |
Descarrega: Condició-Propietats mecàniques dependents de l'acer d'aliatge AISI 4130
Aquest és el punt tècnic principal:Les propietats de l'acer d'aliatge AISI 4130 depenen de la condició-. Un tub, una barra i una làmina poden portar la mateixa designació d'aliatge, però no s'han de llegir com si comparteixin un nivell de resistència idèntic. En ús real,forma, condició, igruix de la seccióformen part de la descripció de la propietat, no un detall secundari.
Tractament tèrmic AISI 4130
Tractament tèrmic AISI 4130 és una de les principals raons per les quals aquest acer de baix-aliatge de crom-molibdè s'utilitza tan àmpliament. Els fulls de dades públiques descriuen constantment el 4130 com un acer ambenduriment útili un ampli ventall de processamentrecuit, normalitzant, apagant, itemperant. El punt important no és que 4130 segueixi un cicle tèrmic universal, sinó que les seves propietats finals depenen molt deforma de producte, mida de la secció, icondició objectiu.
| Funcionament | Dades de temperatura publicades | Efecte tècnic |
|---|---|---|
| Recuit | 843 graus (1550 graus F), seguit d'un refredament controlat / refredament per aire a aproximadament482 graus (900 graus F) | Suavitza l'estructura, millora la mecanització i prepara l'acer per al seu posterior conformat o mecanitzat. |
| Normalitzant | Sobre885-926 graus | Produeix una microestructura més uniforme i és una condició de referència comuna per a fulles normalitzades i formes estructurals. |
| Enduriment / austenititzant | 871 graus (1600 graus F)amb oli quench és una via publicada; un rang-de tractament tèrmic més ampli899–927 graus (1650–1700 graus F)també s'informa | Augmenta la duresa i la resistència quan segueix l'apagat i el tremp. |
| Temperament | 399–566 graus (750–1050 graus F)en un full de dades publicat | S'utilitza després de l'enduriment per ajustar l'equilibri final de força i duresa. |
Descarrega: Referència de tractament tèrmic AISI 4130
Aquests intervals publicats s'han de llegir comfinestres de pràctiques habituals, no com un horari fix únic per cada producte 4130. Un tub estirat-en fred, una làmina normalitzada i una barra endurida-i-tots poden serAcer d'aliatge AISI 4130, però no pretenen deixar el tractament tèrmic amb el mateix perfil de propietat. En termes pràctics,Tractament tèrmic AISI 4130sempre s'hauria de vincular a la condició final requerida en lloc de tractar-se com un procés genèric d'un-cicle.
Soldadura AISI 4130
Soldadura AISI 4130és una part important de la identitat tècnica del grau. El baix nivell de carboni és una de les raons per les quals el 4130 sovint es descriu com a fàcilment soldable, i les fitxes generals indiquen que es pot soldar mitjançant mètodes comercials convencionals. Però aquesta afirmació necessita una qualificació important: ell'estat del subministrament és important. La guia de soldadura per a 4130 i 4140 recomana repetidament soldar a laestat recuit o normalitzat, i adverteix que un cop la duresa s'eleva molt per sobre25 HRC, la soldadura es torna molt més difícil i més sensible a les esquerdes-.
La lògica de soldadura publicada es resumeix a continuació.
| Punt de soldadura AISI 4130 | Significat tècnic |
|---|---|
| El baix contingut en carboni ajuda a la soldabilitat | El 4130 és més fàcil de soldar que els-acers d'aliatge de carboni superior a causa de la seva composició. |
| Es prefereix l'estat de recuit o normalitzat | Aquesta és la condició més recomanada per a la soldadura. |
| Per sobre d'uns 25 HRC es fa difícil de soldar | A través de-el material endurit es torna molt més sensible-a les esquerdes. |
| Es recomana el preescalfament | Redueix el refredament, redueix la severitat de l'extinció a la zona HAZ i ajuda a reduir el risc d'esquerdes relacionat amb l'hidrogen{0}}. |
| Les propietats prèviament tractades amb calor-es poden perdre a la ZAT | Si el material base va ser tractat tèrmicament abans de soldar, el cicle de soldadura pot alterar localment el perfil de propietat desitjat. |
| La preparació de les juntes, la selecció del farcit i el control de refrigeració encara són importants | 4130 és soldable, però no és un material de "-procés descuidado". |
Descarrega: Referència de soldadura AISI 4130
Una lectura professional deSoldadura AISI 4130és per tant això: 4130 és soldable per a un acer d'aliatge-tractable tèrmicament, però la qualitat de la soldadura encara depèn decondició, duresa, entrada de calor, preescalfament i control HAZ. És per això que el marc de tub-, les soldadures estructurals i la fabricació aeroespacial tracten el procediment de soldadura com a part de la decisió del material, no com una idea posterior.
Especificacions de tubs, barres, làmines i governants
Un altre lloc on articles sobreAcer d'aliatge AISI 4130sovint romandre massa ampli és la forma del producte. A la pràctica, el 4130 es troba a través de diverses rutes d'especificacions diferents, i aquestes rutes afecten com es parla del material. La visió general següent és més útil que tractar cada producte 4130 com si provingués del mateix estàndard.
| Forma del producte | Ruta d'especificació comuna | El que destaca aquesta ruta |
|---|---|---|
| Tubs mecànics sense costures | ASTM A519 | Producció sense costures, tubs acabats en calent- o en fred-, toleràncies estretes, mecanitzat, tractament tèrmic i propietats físiques definides. |
| Bar forjat-calent | ASTM A322 | Barra per a forja, tractament tèrmic, estirat en fred, mecanitzat i components estructurals. |
| Tub aeroespacial | AMS 6371 | Dades específiques de la condició-del tub, sovint s'utilitzen quan les propietats mecàniques controlades són importants. |
| Xapa/placa normalitzada aeroespacial | AMS 6345 | Propietats del full normalitzat-depenent del gruix. |
| Barra endurida i temperada aeroespacial | AMS 6346 | Condició de la barra{0}}de força més alta. |
| Variants de xapa/placa | AMS 6350/AMS 6351 | Subministrament de làmines i plaques, incloses les rutes recuites o esferoides segons les especificacions. |
Per això les discussions al voltantAcer aliat AISI 4130 UNS G41300sempre ha d'identificar almenys tres coses:forma, condició, iruta d'especificació. Sense això, "4130" segueix sent massa ampli per descriure l'estat mecànic del material d'una manera precisa.
Aplicacions de l'acer cromoli 4130
Les aplicacions més coherentment associadesAcer al crom 4130no són etiquetes generals de la indústria, sinó tipus de components que es beneficien de la seva combinacióforça, soldabilitat, iresposta al-tractament tèrmic. A la pràctica, 4130 s'utilitza habitualment quan una peça ha de suportar una càrrega repetida, mantenir el pes de la secció sota control o moure's per mecanitzat, soldadura i tractament tèrmic sense canviar a un aliatge de carboni-molt superior. És per això que les referències publicades el connecten repetidamentsuports de motor d'avions, estructures de tubs soldades, tubs estructurals, peces forjades, icomponents mecànics mecanitzatsen comptes d'aplicacions-generals d'acer al carboni.
En termes pràctics, 4130 s'utilitza sovint en parts com ara:
- membres de tubs estructurals soldatsen marcs, suports, tirants i conjunts tubulars-de càrrega on tant l'eficiència de la secció com la resposta de fabricació són importants;
- fabricacions relacionades amb el-motor i la cèl·lula-on el material necessita combinar un pes moderat, una bona soldabilitat i un nivell de resistència útil després del processament;
- eixos, mànigues, accessoris i peces forjadesque seran mecanitzats i, si escau, tractats tèrmicament per assolir una resistència de servei superior a la que sol proporcionar l'acer al carboni;
- components mecànics mecanitzatscom ara pins, connectors, acoblaments i maquinari estructural, on el control dimensional i la resposta al tractament tèrmic posterior al-mecanitzat- són importants;
- tubs estructurals o mecànicss'utilitza en conjunts fabricats que han de gestionar la càrrega cíclica, la tensió localitzada o el dimensionament de la secció més ajustat sense passar directament a un acer més aliat;
- peces destinades al tractament tèrmic posterioron la química Cr-Mo de l'aliatge ofereix una resposta d'enduriment més útil i un millor equilibri de resistència i tenacitat en l'estat final.
El fil comú d'aquestes aplicacions no és simplement que 4130 sigui "fort". És que el grau segueix sent pràctic durant tota la ruta de fabricació. Es pot subministrar comtub, barra, làmina o material de forja, després format, mecanitzat, soldat o tractat tèrmicament segons les exigències del component final. Per aixòAcer d'aliatge AISI 4130s'utilitza més sovint en peces d'enginyeria amb deures estructurals o mecànics definits, en lloc d'acers fabricats genèrics on l'acer al carboni normal ja és suficient.
Preguntes freqüents
01.L'acer d'aliatge AISI 4130 té un valor de resistència fix?
02.Quina condició d'AISI 4130 sol ser preferida per a la soldadura?
03.En què es diferencia AISI 4130 del 4140 en l'ús pràctic?
04.Què s'ha de comprovar abans d'especificar l'acer d'aliatge AISI 4130?
Certificacions
Certificat CE
Certificat ISO 9001
Certificat API Q1
Certificat ABS
Certificat AP-5L
Certificat API-5CT
