إذا كنت تقوم بتصميم مكونات أو أجزاء ملحومة تحتاج إلى توازن في القوة, قابلية اللحام, والليونة - مثل إطارات الفضاء الجوي, أقفاص لفة السيارات, أو مهاوي الآلات الصناعية -AISI 4130 سبيكة الصلب هو اختيارك المثالي. باعتباره كروم الكربون المنخفض الكربون (CR-MO) سبيكة, يتفوق على الفولاذ الكربوني العادي في المتانة مع تقديم قابلية لحام أفضل من سبائك الكربون العليا مثل AISI 4140. هذا الدليل يكسر خصائصه, تطبيقات العالم الحقيقي, عملية التصنيع, والمقارنات المادية لمساعدتك على حل تحديات التصميم حيث تسير اللحام والقوة جنبًا إلى جنب.
1. خصائص المواد من AISI 4130 سبيكة الصلب
يأتي أداء AISI 4130 من تكوينه المتوازن بعناية: كربون منخفض (0.28-0.33 ٪) يضمن سهولة اللحام, بينما الكروم (0.80-1.10 ٪) و molybdenum (0.15-0.25 ٪) زيادة القوة ومقاومة التعب. دعنا نستكشف خصائصها الرئيسية بالتفصيل.
1.1 التكوين الكيميائي
AISI 4130 يتبع معايير ASTM A29/A29M, مع سيطرة صارمة على العناصر لتحديد أولويات لحام وصبدة. فيما يلي تكوينه النموذجي:
| عنصر | رمز | نطاق المحتوى (%) | دور رئيسي |
|---|---|---|---|
| الكربون (ج) | ج | 0.28 - 0.33 | يوفر قوة معتدلة; أبقى منخفضًا لتمكينهقابلية اللحام (لا يوجد تكسير ما بعد الدفعة) |
| الكروم (كر) | كر | 0.80 - 1.10 | يعززمقاومة التآكل والتصلب; يحسن ارتداء المقاومة |
| الموليبدينوم (شهر) | شهر | 0.15 - 0.25 | يعزز قوة درجة الحرارة العالية; رفعالحد من التعب للتحميل الدوري |
| المنغنيز (MN) | MN | 0.40 - 0.60 | صقل بنية الحبوب; يعززليونة دون تقليل القوة |
| السيليكون (و) | و | 0.15 - 0.35 | الإيدز إزالة الأكسدة; يدعم الاستقرار أثناء اللحام والمعالجة الحرارية |
| الفسفور (ص) | ص | ≤ 0.035 | تم تقليله لمنع كسر هش في المفاصل الملحومة أو الظروف الباردة |
| الكبريت (ق) | ق | ≤ 0.040 | تسيطر على التوازنالقابلية للآلات وجودة اللحام (انخفاض S = لحام أفضل) |
| النيكل (في) | في | ≤ 0.25 | عنصر تتبع; يتحسن قليلاتأثير المتانة في درجات حرارة منخفضة |
| الفاناديوم (الخامس) | الخامس | ≤ 0.03 | عنصر تتبع; صقل الحبوب للحصول على قوة موحدة عبر أقسام سميكة |
| نحاس (النحاس) | النحاس | ≤ 0.30 | عنصر تتبع; يضيف مقاومة تآكل في الغلاف الجوي للأجزاء الخارجية |
1.2 الخصائص الفيزيائية
هذه السمات تصنع AISI 4130 مناسبة للمكونات الملحومة والمشكلات عبر الصناعات:
- كثافة: 7.85 ز/سم (مثل معظم فولاذ الكربون)- يقوم بإعداد حسابات الوزن لفضاء الفضاء أو أجزاء السيارات
- نقطة الانصهار: 1,420 - 1,450 درجة مئوية (2,588 - 2,642 ° f)- مقبول مع اللحام (أنا/تيج) وتزوير العمليات
- الموصلية الحرارية: 42.5 ث/(م · ك) في 20 درجة مئوية; 38.5 ث/(م · ك) في 300 درجة مئوية - تتميز بتوزيع الحرارة أثناء اللحام (يقلل من النقاط الساخنة)
- معامل التمدد الحراري: 11.4 × 10⁻⁶/درجة مئوية (20 - 100 درجة مئوية)- يضعف التشويه عند الانحناء أو مكونات اللحام
- الخصائص المغناطيسية: المغنطيسية المغناطيسية-الاختبارات غير المدمرة (NDT) مثل فحص الجسيمات المغناطيسية للتحقق من جودة اللحام.
1.3 الخصائص الميكانيكية
يضيء الأداء الميكانيكي لـ AISI 4130 في كلا الصلب (جاهز اللحام) والمعالجة بالحرارة (قوة عالية) شروط. فيما يلي قيم نموذجية:
| ملكية | طريقة القياس | صلب (جاهز اللحام) | مغوّل & خفف (300 درجة مئوية) | مغوّل & خفف (600 درجة مئوية) |
|---|---|---|---|---|
| صلابة (روكويل) | HRC | 17 - 20 HRC | 45 - 48 HRC | 25 - 28 HRC |
| صلابة (فيكرز) | HV | 160 - 190 HV | 430 - 460 HV | 240 - 270 HV |
| قوة الشد | MPA (KSI) | 560 MPA (81 KSI) | 1,450 MPA (210 KSI) | 850 MPA (123 KSI) |
| قوة العائد | MPA (KSI) | 345 MPA (50 KSI) | 1,300 MPA (188 KSI) | 700 MPA (102 KSI) |
| استطالة | % (في 50 مم) | 28 - 32% | 10 - 12% | 20 - 22% |
| تأثير المتانة | ي (في 20 درجة مئوية) | ≥ 90 ي | ≥ 40 ي | ≥ 70 ي |
| الحد من التعب | MPA (شعاع الدوار) | 290 MPA | 680 MPA | 420 MPA |
1.4 خصائص أخرى
سمات AISI 4130 تحل التحديات الرئيسية للمكونات الملحومة والمشكل:
- قابلية اللحام: ممتاز - يتطلب الحد الأدنى من التسخين (150-200 درجة مئوية) ولا يوجد معالجة حرارية إلزامية ما بعد اليرداد (PWHT) للأقسام الرقيقة, توفير الوقت في التصنيع.
- قابلية التشكيل: عظيم - يمكن أن تكون عازمة, تدحرجت, أو مزورة في أشكال معقدة (على سبيل المثال, أقفاص لفة السيارات) عندما تلدين, ثم معالجة بالحرارة من أجل القوة.
- القابلية للآلات: جيد - soft في حالة الصلب (17-20 HRC), لذلك يقطع بسهولة مع الأدوات القياسية; تحتاج الأجزاء المعالجة بالحرارة إلى أدوات كربيد للدقة.
- مقاومة التآكل: معتدل - المقاومة الصدأ المعتدل والمواد الكيميائية; للبيئات القاسية (على سبيل المثال, البحرية), أضف طلاء الزنك أو طلاء الايبوكسي.
- صلابة: متفوقة - حتى بعد اللحام, it maintains enough ليونة لامتصاص التأثير (حاسمة لأجزاء سلامة الفضاء والسيارات).
2. تطبيقات AISI 4130 سبيكة الصلب
تركيز AISI 4130 على قابلية اللحام والقوة المتوازنة يجعلها خيارًا أفضل للمكونات التي تحتاج إلى انضمامها أو تشكيلها. فيما يلي استخداماتها الرئيسية:
- مكونات الفضاء: إطارات الطائرات, دعامات ترس الهبوط, وخطوط الوقود - قابلة للذات, خفيف الوزن, وقوية بما يكفي لأحمال الطيران.
- قطع غيار السيارات: أقفاص لفة, أنابيب الهيكل, ومشعب العادم عالي الأداء-الاهتزاز والحرارة, مع اللحامات التي تصمد أمام الإجهاد.
- المكونات الميكانيكية: مهاوي الملحومة, قضبان الأسطوانة الهيدروليكية, ومحاور البكرة - مثالية للأجزاء التي يكون فيها اللحام أرخص من التزوير.
- الآلات الصناعية: بكرات النقل, الأسلحة الآلية, وإطارات الماكينة - بما يكفي للاستخدام اليومي, سهل الإصلاح مع اللحام.
- معدات البناء: دلاء اللودر, الأسلحة الخلفية, ومفاصل السقالات - تأثيرها وتآكلها, مع اللحامات التي لا تتشقق تحت الحمل.
- دراجة نارية & أجزاء السباق: قضبان الإطار, Swingarms, ومحرك محرك - combines خفيفة الوزن وقوة مركبات الأداء.
3. تقنيات التصنيع لـ AISI 4130 سبيكة الصلب
إنتاج AISI 4130 يتطلب التركيز على قابلية اللحام والقدرة على التكوين, مع المعالجة الحرارية المصممة خصيصًا لتلبية احتياجات القوة النهائية. إليك عملية خطوة بخطوة:
- صناعة الصلب:
- AISI 4130 is made using an فرن القوس الكهربائي (EAF) (إعادة تدوير الخردة الصلب) أو فرن الأكسجين الأساسي (bof). يضاف الكروم والموليبدينوم لضرب النطاقات 0.80-1.10 ٪ و 0.15-0.25 ٪, بينما يتم الاحتفاظ بالكربون منخفضًا (0.28-0.33 ٪).
- المتداول & تشكيل:
- The steel is تدحرجت ساخنة (1,100 - 1,200 درجة مئوية) في الحانات, الأنابيب, أو اللوحات - تتدحرج hot يجعل من السهل الانحناء أو الشكل. لأجزاء رقيقة الجدران (على سبيل المثال, أنابيب العادم), إنه تدحرجت البرد for tighter tolerances.
- المعالجة الحرارية (مرنة للاحتياجات):
- الصلب: تسخين إلى 815-845 درجة مئوية, عقدت 2-3 ساعات, بطيئة التبريد ل 650 درجة مئوية. يخفف الصلب (17-20 HRC) للحام والتشكيل.
- التبريد: يتم تسخينها إلى 845-870 درجة مئوية, محتجز 1 ساعة, تبريد في الزيت. يصلب إلى 50-52 HRC ولكنه يزيد من هشاشة.
- تقع: تم تسخينه إلى 200-1650 درجة مئوية (بناء على احتياجات القوة), عقدت 1-2 ساعات, مبرد بالهواء. يقلل من هشاشة - 300 درجة مئوية لقوة عالية, 600 درجة مئوية للحصول على ليونة أفضل.
- اللحام (ميزة حرجة):
- يستخدمني, تيغ, أو عصا اللحام مع أقطاب هيدروجين منخفضة (على سبيل المثال, E8018-B2) لتجنب شقوق اللحام. سخن أقسام رقيقة (＜ 10 مم) ل 150 درجة مئوية; أقسام سميكة (＞ 20 ملم) ل 200 درجة مئوية. لا حاجة إلى PWHT لمعظم الأجزاء, ولكن يمكن القيام بذلك للحد من التوتر المتبقي.
- الآلات & الانتهاء:
- الصلب AISI 4130 تم تصنيعه مع أدوات HSS للتحول, الطحن, أو الحفر. تحتاج الأجزاء المعالجة بالحرارة إلى أدوات كربيد. للأسطح السلسة, الانتهاء من الطحن أو التلميع.
- المعالجة السطحية:
- تصفيح: طلاء الزنك (مقاومة الصدأ) لقطع غيار السيارات; طلاء الكروم (ارتداء المقاومة) للأعمدة.
- طلاء: الطلاء المقاوم للحرارة (حتى 500 درجة مئوية) لقطع غيار العادم; طلاء الايبوكسي (المقاومة الكيميائية) للآلات الصناعية.
- نيترنج: اختياري - التوسعات إلى 500-550 درجة مئوية في غاز الأمونيا لتصلب السطح (50-55 HRC) دون تشويه, مثالي لارتداء أجزاء.
- ضبط الجودة:
- التحليل الكيميائي: يتحقق القياس الطيفي (لكل ASTM A29/A29M).
- الاختبار الميكانيكي: الشد, تأثير, وتؤكد اختبارات الصلابة القوة والصلابة.
- فحص اللحام: الاختبار الشعاعي (الأشعة السينية) أو فحص الاختبار بالموجات فوق الصوتية لعيوب اللحام مثل المسامية.
- الشيكات الأبعاد: الفرجار أو CMM تأكد من تلبية الأجزاء.
4. دراسات الحالة: AISI 4130 في العمل
تُظهر المشاريع الحقيقية كيف AISI 4130 يحل تحديات اللحام والقوة.
دراسة حالة 1: لحام إطار الفضاء (كندا)
شركة مصنعة للطائرات مطلوبة لبناء الوزن الخفيف, أقسام إطار ملحومة لطائرة شحن صغيرة. اختاروا أيسي 4130 الأنابيب (صلب, 17 HRC) لسهولة اللحام تيج. ثم تم تخفيف الإطارات 300 درجة مئوية (45 HRC) للقوة. بعد الاختبار, الإطارات صمد 120% من عبء التصميم دون تكسير اللحام - إطارات الألومنيوم الأداء (الذي فشل في 90% حمولة). هذا القطع وزن الإطار بواسطة 15% مقابل. بدائل الصلب.
دراسة حالة 2: متانة قفص لفة السيارات (نحن.)
يحتاج فريق السباق إلى قفص لفة يمكن أن يمتص تأثير الانهيار ويتم اللحام في الموقع. استخدموا أيسي 4130 دوم (مرسوم-ماندريل) الأنابيب, اللحام مع ميج وليس pwht. خلال اختبار التصادم, القفص عازمًا لكنه لم يكسر -ليونة حماية السائق. استمر القفص 3 مواسم السباق, بينما aisi سابقة 1018 قفص الصلب الكربوني متصدع بعد 1 موسم. هذا أنقذ الفريق $8,000 في تكاليف الاستبدال.
5. AISI 4130 مقابل. مواد أخرى
كيف AISI 4130 قارن بمواد مماثلة للأجزاء الملحومة وعالية القوة?
| مادة | أوجه التشابه مع AISI 4130 | الاختلافات الرئيسية | الأفضل ل |
|---|---|---|---|
| AISI 4140 | CR-MO سبيكة الصلب | أعلى الكربون (0.38-0.43 ٪); أقوى ولكن من الصعب اللحام; 10% pricer | قطع الغيار غير الملحومة (على سبيل المثال, التروس, مهاوي) |
| AISI 1018 | الصلب الكربوني | لا سبائك; أرخص ولكن أضعف (440 MPA الشد); ضعف مقاومة التعب | أجزاء منخفضة الضغط (على سبيل المثال, قوسين) |
| 6061 الألومنيوم | خفيف الوزن | كثافة أقل (2.7 ز/سم); أضعف (310 MPA الشد); أفضل مقاومة للتآكل; 2× المساعدة | خفيف الوزن, أجزاء منخفضة التحميل (على سبيل المثال, إطارات الدراجة) |
| 304 الفولاذ المقاوم للصدأ | مقاوم للتآكل | مقاومة الصدأ ممتازة; من الصعب اللحام; قوة أقل (515 MPA الشد); 3× المساعدة | أجزاء ملحومة بحرية أو غذائية |
| ألياف الكربون | قوة عالية إلى الوزن | أخف; لا تآكل; سوء التأثير المتانة; 8× المساعدة | عالي الأداء, قطع الغيار غير الملحومة (على سبيل المثال, جثث سيارات السباق) |
وجهة نظر Yigu Technology حول AISI 4130 سبيكة الصلب
في Yigu Technology, AISI 4130 هو الذهاب إلى اللحام, مكونات عالية القوة. تكوين CR-MO منخفض الكربون يحل أكبر نقطة ألم للعملاء: الحصول على أجزاء قوية يسهل اللحام دون تصدع. نحن نوفر AISI 4130 في الأنابيب, الحانات, أو اللوحات - مخصصة للحام, أو مخصص معالجة بالحرارة من أجل القوة. للفضاء, السيارات, أو العملاء الصناعيين ينتقلون من الصلب الكربوني أو الألومنيوم, AISI 4130 يقدم ترقية فعالة من حيث التكلفة: قوة أفضل من الألمنيوم, أفضل لحام من AISI 4140, وعمر أطول من الصلب الكربوني العادي.
الأسئلة الشائعة حول أيسي 4130 سبيكة الصلب
- هل أحتاج إلى معالجة حرارية ما بعد الدفعة (PWHT) ل aisi 4130?
لا - للأقسام الرقيقة (＜ 20 ملم) أو أجزاء منخفضة الضغط, PWHT غير مطلوب. للأقسام السميكة (＞ 20 ملم) أو أجزاء عالية الضغط (على سبيل المثال, إطارات الفضاء), PWHT (600-650 درجة مئوية ل 1 ساعة) يقلل من التوتر المتبقي ويحسن المتانة. - يمكن aisi 4130 يتم استخدامها للتطبيقات ذات درجة الحرارة العالية (فوق 300 درجة مئوية)?
نعم - محتوى الموليبدينوم يحافظ عليه قوي 400 درجة مئوية. لدرجات الحرارة أعلاه 400 درجة مئوية (على سبيل المثال, الأفران الصناعية), اختر AISI 316 الفولاذ المقاوم للصدأ أو فولاذ سبيكة مع المزيد من المقاومة للحرارة. - ما الفرق بين AISI 4130 و aisi 4130 دوم?
AISI 4130 دوم (مرسوم-ماندريل) هو متغير أنبوب مصنوع عن طريق رسم أنبوب مدفوع ساخنًا على مغزل. لديها الداخلية أكثر سلاسة, تحمل سماكة جدار أكثر إحكاما, وقوة أعلى من AISI القياسية 4130 أنبوب - سالي لأقفاص لفة السيارات أو أنابيب الطيران.
