4140 ve 4340: Alaşımlı Çelik Çubuk Karşılaştırması

Kimya farkı

4140 (EN 1.7225 / 42CrMo4, JIS SCM440) yaklaşık 0.40% C, 1% Cr ve 0.2% Mo içeren bir krom-molibden çeliğidir. 4340 (EN 1.6582 / 34CrNiMo6, JIS SNCM439) aynı omurgayı korur ve 1.65–2.0% nikel ekler; molibdeni de biraz daha yüksektir.

Nikel ne kazandırır

• Tokluk: nikel sünek-gevrek geçiş sıcaklığını düşürür ve özellikle büyük kesitlerde ve sıfırın altındaki servis sıcaklıklarında Charpy darbe değerlerini yükseltir.
• Sertleşebilirlik: 4340 çok daha büyük kesit boyutlarında boydan boya sertleşir — büyük çaplarda bir 4140 mil yalnızca yüzey derinliğine kadar sertleşebilirken, 4340 çekirdeğe kadar hedef sertlik ve dayanıma ulaşabilir.
• Yorulma: eşit çekme dayanımında 4340 genellikle daha iyi yorulma ve kırılma tokluğu gösterir; bu yüzden iniş takımlarında, yüksek dayanımlı cıvatalarda ve kritik dönen parçalarda yer alır.

Tipik su verilmiş ve temperlenmiş dayanım aralıkları örtüşür (temper ve kesite bağlı olarak kabaca 850–1200 MPa), bu nedenle seçim nadiren başlıktaki dayanımla ilgilidir — o dayanımdaki toklukla ilgilidir.

Maliyet ve bulunabilirlik

4340 kilo başına tipik olarak belirgin şekilde daha pahalıdır — pazara ve forma bağlı olarak genellikle 4140 değerinin 30–60% üzerindedir — ve stokçular daha az ölçüde stok tutar. İşleme ve kaynak karşılaştırılabilir düzeydedir; her ikisi de kaynaklandığında ön ısıtma ve kontrollü prosedürler gerektirir.

Karar kuralı

Miller, dişliler, hidrolik rotlar, cıvatalar ve genel makineler için 4140 kalitesini varsayılan yapın: en iyi fiyatla çoğu mühendislik görevini karşılar. Tasarım kırılma açısından kritik olduğunda, kesit büyük olduğunda, servis soğuk olduğunda veya bir spesifikasyon (havacılık, savunma, üst düzey motor sporları) onu belirttiğinde 4340 kalitesine geçin. Yüklerin zararsız olduğu yerde nikel için ödeme yapmak ölçülebilir bir şey kazandırmaz.

İki kaliteyle çalışmak

Her ikisi de tavlanmış, normalize edilmiş veya ön sertleştirilmiş (su verilmiş ve temperlenmiş) olarak tedarik edilir ve her ikisi de aynı sertleştirme pratiğine yanıt verir — yaklaşık 830–870 °C sıcaklıktan yağ veya polimerde su verme, gereken dayanıma temperleme. 4340 biraz daha fazla özen ister: daha yüksek sertleşebilirliği onu ince kesitlerde su verme şiddetine daha duyarlı ve keskin kesit değişimleri çevresinde su verme çatlağına daha yatkın yapar; dekarbürizasyon kontrolü de önemlidir, çünkü yumuşak bir yüzeyle yorulma avantajı kaybolur. İndüksiyon ve alevle sertleştirme 4140 kalitesine iyi uyar; 4340 daha sık boydan boya sertleştirilmiş veya nitrürlenmiş olarak kullanılır. Sertifikada, yalnızca oda sıcaklığındaki çekme sonuçlarından ziyade gereken test sıcaklığındaki darbe değerlerini karşılaştırın — iki kalite gerçekten orada ayrışır ve çekme spesifikasyonunu ancak karşılayan bir 4140 dökümü, büyük, soğuk, şok yüklemeli bir parçada bir 4340 dökümünün tokluğuna eşleşmez.

Eşdeğerler hakkında bir not

EN eşleşmesi AISI eşleşmesini yansıtır: 42CrMo4 (1.7225) kalitesi 4140 kalitesinin yakın eşdeğeridir, 34CrNiMo6 (1.6582) kalitesi 4340 kalitesinin yakın eşdeğeridir ve JIS SCM440 / SNCM439 da aynı örüntüyü izler. Bu aile için sistemler arası ikame, yukarıda açıklanan sertifika kontrollerine tabi olarak rutindir.