Trieda AISI/SAE 4140 je všestranná zliatina s dobrou odolnosťou proti atmosférickej korózii a primeranou pevnosťou. Vykazuje dobré celkové kombinácie pevnosti, húževnatosti, odolnosti proti opotrebovaniu a únavovej pevnosti.
APLIKÁCIE
Táto zliatina nachádza mnoho aplikácií ako výkovky pre letecký a ropný a plynárenský priemysel, spolu s nespočetným využitím v automobilovom, poľnohospodárskom a obrannom priemysle. Typické použitie sú kované ozubené kolesá a hriadele, vretená, prípravky, prípravky a objímky.
KOVAŤ
Kovanie tejto ocele by sa malo vykonávať medzi 2200 a 1650 °F (1200 a 900 °C). Čím nižšia je konečná teplota pri kovaní, tým jemnejšia bude veľkosť zrna. Táto zliatina by v ideálnom prípade nemala byť kovaná pod 1650 °F (900 °C) a mala by sa po kovaní pomaly ochladzovať.
TEPELNÉ SPRACOVANIE
Tepelné spracovanie sa vykonáva po spracovaní za tepla, aby bola oceľ vhodná na obrábanie a aby sa splnili rozsahy mechanických vlastností špecifikované pre konkrétne aplikácie ocele.
ŽÍHANIE
Výkovky triedy 4140 môžu byť žíhané prenesením dielov priamo z operácie kovania do pece udržiavanej pri vhodnej teplote, medzi 1450 a 1550 °F (790 a 840 °C), udržiavaním na vhodný čas, potom ochladzovaním pece, formovaním štruktúra vhodná na obrábanie. Tento druh úpravy sa najlepšie používa pre diely s jednoduchými tvarmi. Ak niektoré oblasti výkovku budú dokončené oveľa chladnejšie ako iné, nezíska sa jednotná štruktúra, v takom prípade sa môže použiť sféroidné žíhanie pri teplote okolo 1380 °F (750 °C). Dá sa s istotou povedať, že samotná skúsenosť rozhodne o najlepšom type spracovania žíhaním, ktoré sa má použiť pred obrábaním.
NORMALIZUJÚCI
Tento proces je definovaný ako zahriatie ocele na teplotu nad rozsahom transformácie feritu na austenit a následné ochladenie na vzduchu na teplotu výrazne pod týmto rozsahom transformácie. Toto spracovanie sa môže uskutočniť na kovaných výrobkoch ako úprava pred konečným tepelným spracovaním. Normalizácia tiež slúži na zjemnenie štruktúry výkovkov, ktoré sa mohli nerovnomerne ochladzovať z ich kovania. Nominálna normalizačná teplota pre triedu 4140 je 1600 º F (870 º C), ale výrobné skúsenosti môžu vyžadovať teplotu buď o 50 º F (10 º C) nad alebo pod touto hodnotou. V skutočnosti, keď sú výkovky normalizované pred, povedzme, nauhličovaním alebo kalením a popúšťaním, používa sa horný rozsah normalizačných teplôt. Keď je normalizácia konečným tepelným spracovaním, použije sa nižší teplotný rozsah.
TVRDENIE
Toto tepelné spracovanie má za následok tvorbu martenzitu po kalení, teda veľké zvýšenie tvrdosti a pevnosti v ťahu spolu s určitou stratou ťažnosti. Oceľ by mala byť austenitizovaná pri 1500 až 1550 °F (815 až 845 °C), pričom skutočná teplota je funkciou chemického zloženia v rámci povoleného rozsahu, veľkosti prierezu a spôsobu chladenia. Austenitizácia by mala zabezpečiť, aby sa všetky mikrozložky v oceli premenili na austenit. Menšie časti 4140 môžu byť uhasené v oleji, ťažšie časti vo vode.
Popúšťanie sa vykonáva na uvoľnenie pnutia z procesu kalenia, ale predovšetkým na získanie požadovaných mechanických vlastností. Skutočná teplota popúšťania bude zvolená tak, aby spĺňala požadované vlastnosti a v mnohých prípadoch bude otázkou pokusov a omylov.
OBRÁBITEĽNOSŤ
Zliatina je ľahko spracovateľná. Jednoduché tvary môžu byť opracované po normalizačnom spracovaní, zatiaľ čo zložitejšie tvary budú vyžadovať žíhanie. . Na úrovni uhlíka tohto druhu je štruktúra hrubého lamelárneho perlitu až hrubého sféroiditu zvyčajne optimálna pre obrobiteľnosť
ZVARITEĽNOSŤ
Táto trieda má dobrú zvárateľnosť a možno ju zvárať akoukoľvek komerčnou metódou. Časti by sa mali pred zváraním predhriať na teplotu približne 1100 °F (590 °C) a potom by sa malo napätie uvoľniť. Časti vo vytvrdenom a temperovanom stave by sa nemali zvárať, pretože budú nepriaznivo ovplyvnené mechanické vlastnosti. Časti by sa mali zvárať iba v žíhanom stave.
