Mengeraskan 4140: Kitaran Lindap Kejut dan Baja Mengikut Saiz Keratan

Kitaran standard

4140 ialah keluli kromium-molibdenum kira-kira 0.40% karbon, direka untuk digunakan dilindap kejut dan dibaja:

1. Austenitkan pada kira-kira 840–870 °C (kira-kira 845 °C ialah titik kerja yang digunakan secara meluas), cukup lama untuk keratan menyamai.
2. Lindap kejut dalam minyak untuk kebanyakan keratan; polimer atau, untuk bentuk ringkas dalam keratan kecil, air di tempat keterukan tambahan diperlukan dan risiko rekahan diurus. Pergolakan dan suhu minyak yang betul lebih penting berbanding perbezaan suhu kecil di relau.
3. Baja sebaik sahaja bahagian mencapai hampir suhu bilik — kelewatan mengundang retak lindap kejut. Suhu pembajaan dipilih daripada sifat sasaran, bukan mengikut kebiasaan.

Logik lengkung pembajaan

4140 lindap kejut asal berada sekitar pertengahan 50-an HRC dan terlalu rapuh untuk digunakan. Pembajaan menukar kekerasan dengan keliatan di sepanjang lengkung licin, kira-kira:

• Pembajaan sekitar 200 °C: masih sangat keras dan kuat, keliatan terhad — digunakan jarang, untuk bahagian dikuasai haus.
• Sekitar 400 °C: kekuatan tinggi dengan keliatan bertambah baik; perhatikan wilayah kerapuhan martensit terbaja am yang ditunjukkan oleh banyak keluli Cr pada suhu pembajaan lebih rendah — bahagian kritikal diuji hentaman, bukan dianggap.
• Sekitar 550–650 °C: keadaan jentera klasik — kekerasan kira-kira dalam hujung 20-an tinggi hingga pertengahan 30-an HRC, dengan gabungan terbaik kekuatan alah, kemuluran dan keliatan Charpy untuk aci, gear dan bolt berkekuatan tinggi.

Nombor tepat beralih mengikut kimia haba sebenar dan keterukan lindap kejut, itulah sebabnya spesifikasi menyatakan julat kekerasan atau tegangan dan membiarkan perawat haba memilih suhu pembajaan untuk mencapainya.

Kekerasan tembus mengikut diameter

Kebolehkerasan 4140 baik tetapi terhad. Sebagai peraturan ibu jari yang digunakan secara meluas:

• Keratan hingga kira-kira 25–40 mm dilindap kejut minyak kepada martensit hampir penuh dan dibaja secara seragam.
• Dalam julat 50–100 mm teras semakin berubah sebahagiannya kepada bainit: sifat permukaan dan teras berbeza, dan sifat terjamin dalam standard jatuh sewajarnya.
• Melebihi itu, anggap "4140 dikeraskan tembus" dengan syak — tanya di mana kepingan ujian dipotong (permukaan, separuh jejari atau teras semuanya konvensyen yang digunakan), atau beralih kepada gred berkebolehkerasan lebih tinggi seperti 4340.

Inilah sebabnya standard EN dan ASTM mentabulasikan sifat 42CrMo4/4140 mengikut keratan memerintah, dan mengapa lintasan kekerasan pada sampel daripada bar sebenar berbaloi lebih berbanding nilai katalog.

Nota praktikal

Normalkan sebelum pengerasan jika struktur masuk berjalur atau kasar daripada penggelekan panas. Mesin dalam keadaan sepuh lindap atau prakeras (lindap kejut dan baja kepada kira-kira 28–32 HRC) untuk ekonomi bengkel terbaik — plat dan bar 4140 prakeras wujud tepat supaya kelompok kecil boleh melangkau bengkel pengerasan sepenuhnya.

Dua semakan menutup gelung pada mana-mana kerja pengerasan 4140: sahkan kekerasan merentasi permukaan kerja selepas pembajaan (satu bacaan pada satu hujung aci panjang membuktikan sedikit), dan di tempat bahagian kritikal lesu, sahkan keperluan hentaman spesifikasi benar-benar diuji daripada keratan memerintah — reputasi 4140 diperoleh dalam julat keras tembusnya, dan hilang secara senyap di luarnya.