AISI 4140 és un versàtil crom - acer aliatge de molibdenum àmpliament utilitzat en aplicacions industrials que requereixen resistència, resistència i resistència al desgast. Pertany a la família dels acers "Chromium - moly", especificats en els estàndards ASTM A29/A29M, i equival a DIN 1.7225, JIS SCM440 i GB 42CRMO. La seva excel·lent duresa i maquinària la fan adequada per a eixos de fabricació, engranatges, cargols i altres components de tensió alts -. A continuació, es mostra una anàlisi detallada de la seva composició química, de les propietats mecàniques i de les seves interrelacions.
La composició química d’AISI 4140 està estrictament definida per assegurar un rendiment constant, amb elements d’aliatge clau que contribueixen a les seves propietats úniques. Tots els valors es donen com a percentatges de massa (%) per ASTM A29/A29M.
| Element | Símbol | Gamma de contingut | Paper i impacte |
|---|---|---|---|
| Carbó | C | 0.38–0.43% | Enfortiment primari: Proporciona la força de base mitjançant l’enduriment de solucions sòlides i la formació de carbur. El 0,38–0,43% de l’abast equilibra la duresa i la ductilitat, permetent un augment important de la força a través del tractament tèrmic mantenint la duresa. |
| Crom | Cr | 0.80–1.10% | Potenciador de la durabilitat: Millora la capacitat de l’acer de formar martensita durant l’apagat, garantint una duresa uniforme a les seccions gruixudes. També millora la resistència al desgast formant carburs de crom. |
| Molibdè | Mes | 0.15–0.25% | La duresa i la resistència a la fluïdesa: Evita el creixement del gra durant el tractament tèrmic, perfeccionar la microestructura i millorar la duresa de l’impacte. Millora la força de temperatura alta -, fent 4140 adequats per a components que operen fins a 400 graus. |
| Manganès | Mn | 0.75–1.00% | Enfortiment i desoxidació: Augmenta la resistència a la tracció i la durabilitat alhora que redueix els efectes nocius del sofre formant inclusions MNS. |
| Silici | Si | 0.15–0.35% | Desoxiditzador i reforçat lleu: Elimina l’oxigen durant la fabricació d’acer, reduint la porositat. Forma solucions sòlides amb ferro per augmentar lleugerament la força de rendiment. |
| Fòsfor | P | Menys o igual al 0,035% | Impuresa nociva: Limitat per evitar la britivitat en fred, que provoca fractura a temperatures baixes a causa de la segregació del límit del gra. |
| Sofre | S | Menys o igual al 0,040% | Impuresa controlada: Millora lleugerament la maquinària, però restringida per evitar la britivitat calenta durant el processament de temperatura alta -. |
L’efecte sinèrgic del crom i el molibdè és crític - crom millora la durabilitat mentre que el molibdè contraresta la tendència a la britenitat del temperament, donant lloc a un acer que manté la duresa fins i tot després del tractament amb calor.