4140 เทียบกับ 1045: การเลือกเหล็กเพลา

ค่าเริ่มต้นทั้งสอง

1045 (EN C45 / 1.0503, JIS S45C) เป็นเหล็กคาร์บอนปานกลางธรรมดา ประมาณ 0.45% C โดยมีแมงกานีสเท่านั้น 4140 (EN 42CrMo4) เพิ่มโครเมียมและโมลิบดีนัม ซึ่งเปลี่ยนคุณสมบัติหนึ่งเหนือสิ่งอื่นใด: ความสามารถในการชุบแข็ง

ความสามารถในการชุบแข็งตัดสินกรณีส่วนใหญ่

ชุบในน้ำมันหรือน้ำ 1045 ชุบแข็งทะลุได้อย่างเชื่อถือได้เฉพาะในหน้าตัดพอประมาณ — ประมาณถึง 25–30 mm ในน้ำมัน มากกว่าบ้างในน้ำพร้อมความเสี่ยงแตกร้าว เกินกว่านั้นแกนกลางยังคงเป็นเพิร์ลไลต์อ่อน และความแข็งแรงและอายุความล้าลดลง 4140 ในน้ำมันโดยทั่วไปชุบแข็งทะลุหน้าตัด 50–75 mm หรือมากกว่า และในรูปแบบชุบแข็งล่วงหน้า (ทั่วไป 28–32 HRC) ให้คุณสมบัติสม่ำเสมอทั่วเส้น

	1045	4140
หน้าตัดชุบแข็งทะลุ	เล็ก	ปานกลาง–ใหญ่
ความต้านทานแรงดึง Q&T ทั่วไป	~600–800 MPa	~850–1100 MPa
ขีดจำกัดความล้า	ต่ำกว่า	สูงกว่า
ความสามารถในการกลึง (อบอ่อน)	ดีเยี่ยม	ดี
ราคา	ต่ำที่สุด	พรีเมียมปานกลาง

ความล้าและการปรับปรุงผิว

สำหรับเพลาหมุน ความแข็งแรงความล้าแปรตามความแข็งแกนกลางและความสะอาด: เพลา 4140 แบบ Q&T มีระยะเหนือ 1045 อย่างชัดเจนที่เส้นผ่านศูนย์กลางเดียวกัน ทั้งสองเกรดชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำและปรับปรุงผิวได้ดี; บน 1045 ที่ชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำ แกนอ่อนอาจเป็นจุดอ่อนภายใต้การดัดสูงหรือการสวมอัด ขณะที่แกนที่แข็งแรงกว่าของ 4140 รองรับผิวชุบ

กฎการตัดสินใจ

ใช้ 1045 สำหรับเพลาขนาดเล็กถึงปานกลาง ชิ้นส่วนที่มีลิ่มและเกลียว และเครื่องจักรทั่วไปที่ไวต่อต้นทุน โดยเฉพาะที่เพลาใช้นอร์มอลไลซ์หรือชุบแข็งผิว ใช้ 4140 เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ เพลารับโหลดสูงหรือสำคัญต่อความล้า หรือสต็อกชุบแข็งล่วงหน้าจะข้ามขั้นตอนการอบชุบทางความร้อน หากแบบวาดอนุญาตอย่างใดอย่างหนึ่ง ขนาดมักเป็นปัจจัยตัดสินที่ซื่อตรง

ทางกลางทั่วไปสองทาง

โรงงานหลายแห่งหลีกเลี่ยงการเลือกอย่างใดอย่างหนึ่งโดยเปลี่ยนกระบวนการแทนเกรด เพลาใน 1045 สามารถ ชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำ เพื่อให้ผิวต้านทานการสึกหรอ 50+ HRC เหนือแกนที่เหนียวและประหยัด — วิธีมาตรฐานสำหรับเพลาปั๊ม ลูกกลิ้ง และสลัก — โดยมีเงื่อนไขว่าโหลดดัดรักษาผิวในแรงอัดและเส้นผ่านศูนย์กลางแกนอ่อนเพียงพอ ในทางกลับกัน การซื้อ 4140 ในสภาพชุบแข็งล่วงหน้า ขจัดขั้นตอนการอบชุบทางความร้อนทั้งหมด: เพลากลึงที่ 28–32 HRC และนำไปใช้งานทันที ซึ่งมักทำให้ 4140 ถูกกว่าโดยรวมกว่า 1045 บวกการชุบ การอบคืนตัว การดัดตรง และการเจียรตกแต่ง แม้ว่าเส้นเองจะแพงกว่า เมื่อเปรียบเทียบใบเสนอราคา ให้คิดราคาเพลาสำเร็จรูป — วัสดุ การอบชุบทางความร้อน ค่าเผื่อการบิดงอ และความเสี่ยงงานแก้ไข — แทนราคาต่อกิโลกรัม บนพื้นฐานนั้น 4140 ชนะบ่อยกว่าที่การเปรียบเทียบวัตถุดิบแนะนำ โดยเฉพาะในชุดเล็กที่ค่าธรรมเนียมล็อตการอบชุบทางความร้อนครอง

เกรดเทียบเท่าและการจัดซื้อ

1045 สอดคล้องกับ EN C45 (1.0503) และ JIS S45C; 4140 กับ EN 42CrMo4 (1.7225) และ JIS SCM440 ทั้งสองเป็นเกรดสินค้าโภคภัณฑ์ที่มีสต็อกทั่วโลกในรูปแบบเหล็กกลม; 4140 ยังมีในขนาดชุบแข็งล่วงหน้าหลากหลาย