Αριθμοί Χάλυβα AISI/SAE: Ανάγνωση των 4140, 1045 και 304

Το τετραψήφιο σύστημα ανθρακούχων και κραματωμένων χαλύβων

Για τους ανθρακούχους και κραματωμένους χάλυβες, ο κωδικός SAE/AISI έχει τέσσερα ψηφία:

• Πρώτο ψηφίο — οικογένεια κραμάτων: 1 = άνθρακας, 2 = νικέλιο, 3 = νικέλιο-χρώμιο, 4 = μολυβδαίνιο (συμπεριλαμβανομένων Cr-Mo και Ni-Mo), 5 = χρώμιο, 6 = χρώμιο-βανάδιο, 7 = βολφράμιο, 8 = νικέλιο-χρώμιο-μολυβδαίνιο, 9 = πυρίτιο-μαγγάνιο.
• Δεύτερο ψηφίο — κατά προσέγγιση περιεκτικότητα του κύριου κραματικού στοιχείου στους κραματωμένους χάλυβες: το 23xx φέρει περίπου 3.5% Ni, το 31xx περίπου 1.25% Ni με χρώμιο. Στις απλές ανθρακούχες ποιότητες 10xx είναι απλώς 0.
• Τελευταία δύο ψηφία — ονομαστικός άνθρακας σε εκατοστά του τοις εκατό: 4140 ≈ 0.40% C, 1045 ≈ 0.45% C, 8620 ≈ 0.20% C.

Έτσι ο 4140 διαβάζεται ως "οικογένεια Cr-Mo, περίπου 0.40% άνθρακας" και ο 4340 ως "οικογένεια Ni-Cr-Mo, 0.40% άνθρακας" — το σύστημα σας λέει την κατηγορία της συνταγής με μια ματιά, γι' αυτό οι μηχανικοί εξακολουθούν να σκέφτονται με βάση αυτό.

Υποοικογένειες ανθρακούχου χάλυβα

• 10xx — απλοί ανθρακούχοι χάλυβες.
• 11xx — χάλυβες ελεύθερης κοπής με προσθήκη θείου.
• 12xx — χάλυβες ελεύθερης κοπής με προσθήκη θείου και φωσφόρου.
• 15xx — ανθρακούχοι χάλυβες με αυξημένο μαγγάνιο (συνήθως 1.00–1.65%).

Τα γράμματα μέσα στον κωδικό φέρουν πραγματικές πληροφορίες: το B δηλώνει χάλυβα επεξεργασμένο με βόριο (50B44), το L δηλώνει χάλυβα ελεύθερης κοπής με μόλυβδο (12L14), και ένα τελικό H (4140H) σημαίνει ότι τα όρια σκληρυνσιμότητας εγγυώνται σε μια τυπική ζώνη και όχι μόνο η χημική σύσταση.

Ανοξείδωτοι: μια διαφορετική τριψήφια λογική

Οι ανοξείδωτοι και πυρίμαχοι χάλυβες χρησιμοποιούν τρία ψηφία, όπου το πρώτο ψηφίο είναι οικογένεια, όχι στοιχείο:

• 2xx — ωστενιτικοί χρωμίου-νικελίου-μαγγανίου.
• 3xx — ωστενιτικοί χρωμίου-νικελίου: 304, 316, 321. Τα τελευταία δύο ψηφία είναι αύξοντες αριθμοί εντός της οικογένειας.
• 4xx — χάλυβες χρωμίου: μαρτενσιτικοί (410, 420) και φερριτικοί (430, 409).
• 5xx — πυρίμαχες ποιότητες χαμηλού χρωμίου.
• 6xx — ποιότητες σκλήρυνσης με κατακρήμνιση (630, πιο γνωστή ως 17-4 PH).

Τα γράμματα επιθέματος έχουν την ίδια σημασία με τα ψηφία: L = χαμηλός άνθρακας (≤ 0.03%), H = ελεγχόμενος υψηλότερος άνθρακας για χρήση σε ερπυσμό, N = ενισχυμένος με άζωτο, Ti/Nb = σταθεροποιημένες ποιότητες (316Ti, 347).

Δύο ακόμη συμβάσεις που αξίζει να γνωρίζετε

• Το γράμμα E μπροστά από έναν κωδικό (E52100, ο χάλυβας ρουλεμάν) δηλώνει ιστορικά τήξη σε ηλεκτρική κάμινο — μια εγγύηση διεργασίας που συνδέεται με το ίδιο κράμα, όχι διαφορετικό.
• Κωδικοί που μοιράζονται τα πρώτα τρία ψηφία αλλά διαφέρουν στον άνθρακα είναι διαφορετικοί χάλυβες στη συμπεριφορά: οι 4130, 4140 και 4150 μεταφέρουν μία οικογένεια συνταγής Cr-Mo σε σωληνώσεις, ατράκτους και ελατήρια αντίστοιχα, καθαρά μέσω της περιεκτικότητας σε άνθρακα και της θερμικής κατεργασίας που αυτή επιτρέπει.

Επιφυλάξεις

Ο κωδικός περιγράφει μόνο την ονομαστική χημική σύσταση — δεν λέει τίποτα για τη μορφή προϊόντος, τη θερμική κατεργασία ή τις εγγυημένες ιδιότητες, οι οποίες προέρχονται από την προδιαγραφή ASTM/ASME που παραγγέλθηκε. Η ίδια η AISI δεν διατηρεί πλέον το σύστημα, η επιμέλεια πέρασε στις SAE και ASTM, και οι αριθμοί επιβιώνουν επίσημα ως χαρακτηρισμοί UNS (G41400, S30400) που αναφέρουν οι σύγχρονες προδιαγραφές. Δύο ποιότητες που μοιράζονται έναν τετραψήφιο κωδικό σε διαφορετικές προδιαγραφές ανήκουν στην ίδια οικογένεια κραμάτων, δεν είναι αυτόματα εναλλάξιμα προϊόντα.