Brzi sažetak
ASTM A519 razred 4140je standardna specifikacija zabešavne mehaničke cijevi od ugljičnog i legiranog čelika. "4140" se odnosi na specifičan čelik (SAE/AISI 4140), koji je čelik od legure hroma{3}}molibdena poznat po svojoj visokoj čvrstoći, dobroj žilavosti i odličnoj otpornosti na habanje.
Prvenstveno se koristi za aplikacije gdje su mehanička svojstva kritičnija od zadržavanja pod pritiskom.
1. Pregled specifikacija
ASTM A519:Ovo je sveobuhvatni standard ASTM International-a koji pokriva dimenzionalne, mehaničke i hemijske zahtjeve za bešavne mehaničke cijevi. Naslov je "Standardna specifikacija za bešavne mehaničke cijevi od ugljika i legiranog čelika."
SAE 4140 (ili AISI 4140):Ovo je specifična klasa čelika koju je definiralo Društvo automobilskih inženjera (SAE). To je svestran i široko korištenhrom-molibden (Cr-Mo) legirani čelik.
2. Ključne karakteristike čelika 4140
Svojstva cijevi dolaze direktno iz kemije i toplinske obrade čelika 4140.
hemija (tipično):
Ugljik (C): 0.38-0.43% ->Pruža tvrdoću i snagu.
hrom (Cr): 0.80-1.10% ->Povećava očvršćavanje, blago poboljšava otpornost na koroziju i povećava otpornost na habanje.
molibden (Mo): 0.15-0.25% ->Povećava očvršćavanje i čvrstoću, posebno na visokim temperaturama, i smanjuje rizik od krtosti.
mangan (Mn): 0.75-1.00% ->Povećava očvršćavanje i snagu.
Ključna svojstva:
visoka čvrstoća:Može se termički obrađivati do vrlo visokih nivoa čvrstoće.
Dobra čvrstoća:Održava dobru otpornost na udar čak i pri visokim nivoima čvrstoće.
Odlična otpornost na habanje:Idealno za dijelove koji doživljavaju trenje i habanje.
Prilično dobra duktilnostu svom normalizovanom ili žarenom stanju, što omogućava mašinsku obradu i proizvodnju.
3. Uobičajeni uvjeti toplinske obrade
ASTM A519 4140 cijev se često isporučuje u jednom od nekoliko uslova koji drastično utiču na njena svojstva:
žareno (ANL):Najmekše stanje. Lako se obrađuje, ali ima manju čvrstoću i tvrdoću.
Normalizirano (N):Grijano i zračno{0}}hlađeno. Pruža dobar balans snage i obradivosti.
Oslobađanje od stresa (SR):Zagrijan radi ublažavanja unutrašnjih naprezanja od hladnog izvlačenja, poboljšavajući stabilnost dimenzija.
Ugašeno i kaljeno (Q&T):Ovo je najčešći uslov za aplikacije velike{0}}kosti. Čelik se zagrijava, brzo gali u ulju ili vodi, a zatim se temperira (ponovno zagrijava) kako bi se postigla specifična kombinacija tvrdoće, čvrstoće i žilavosti.
Tipična mehanička svojstva za A519 4140 Q&T:
Vlačna čvrstoća:95,000 - 115,000 psi (655 - 795 MPa)
Snaga prinosa:60,000 - 80,000 psi (415 - 550 MPa)
izduženje: 18-22%
tvrdoća:190 - 230 Brinell (HB) - Može biti mnogo veći u zavisnosti od temperature kaljenja.
4. Uobičajene aplikacije
Ovaj materijal je odabran zbog svojih mehaničkih svojstava, a ne zbog zadržavanja pritiska (iako može). Njegova primarna upotreba je kao strukturne komponente i pokretni dijelovi:
Cilindri i klipovi hidrauličnih cilindara
Osovine i osovine(npr. pogonske osovine, osovine zupčanika)
Pins and Bushings
Komponente alatnih mašina(npr. vretena, stezne čahure)
Automobilske i vazduhoplovne komponente
Alati za naftu i plin
General Machined Partszahtijevaju visoku čvrstoću i otpornost na habanje.
5. Prednosti i nedostaci
Prednosti:
Visoka čvrstoća-prema-omjeru težine:Jači od mnogih karbonskih čelika, što omogućava lakši dizajn.
Odličan vijek trajanja:Izdrži standardni ugljični čelik u abrazivnim okruženjima.
Good Machinabilityu žarenom stanju.
Dobro reaguje na termičku obradu:Svojstva se mogu prilagoditi specifičnim aplikacijama.
Bešavna konstrukcija:Nema zavarenog šava, što je potencijalna tačka kvara.
Nedostaci:
Cijena:Skuplje od standardnih cijevi od ugljičnog čelika poput A513 ili A500.
zavarljivost:Jadno. Zahtijeva termičku obradu prije-toplote i nakon-termičke obrade (PWHT) kako bi se izbjeglo pucanje zbog visoke otvrdljivosti.
Nije otporan na koroziju:Zahrđat će ako nije zaštićen plastificiranjem, farbanjem ili drugim premazima.
Overkill za jednostavne aplikacije:Nije isplativo-ako nije potrebna visoka čvrstoća.
Poređenje sa drugim standardima
ASTM A519 1020 / 1026:Niskougljični čelik. Mnogo je lakše zavariti i mašinski, ali ima manju čvrstoću i ne može se termički obrađivati.
ASTM A519 4130:Još jedan Cr-Mo čelik, ali sa nižim sadržajem ugljika (~0,30%). Nešto manje otvrdljiv i jak od 4140, ali ima bolju zavarljivost. Često se koristi u strukturalnim i svemirskim okvirima.
ASTM A106 Gr B:Standard za bešavne cijevi namijenjen za-usluge na visokim temperaturama (npr. cjevovodi). To je ugljični čelik i obično se ne koristi za mehaničke primjene gdje su čvrstoća i habanje ključni.
ASTM A500:Standard za strukturalne cijevi (često zavarene). Za opštu gradnju i nema kontroliranu kemijsku ili termičku obradu A519 4140.
Zaključak
ASTM A519 4140 čelična cijevje premium-razredbešavne mehaničke cijeviodabrano za zahtjevne aplikacije koje zahtijevaju kombinacijuvisoka čvrstoća, žilavost i otpornost na habanje. Kada vam je potrebna cijev koja će također funkcionirati kao mašinska komponenta visokih{1}}konstrukcija, ovo je često -materijal.
Prilikom nabavke ovog materijala, ključno je navesti ono što je potrebnostanje termičke obrade(npr. žareni, kaljeni i kaljeni) kako biste osigurali da dobijete mehanička svojstva koja zahtijeva vaš dizajn.
