Si vous cherchez un polyvalent, Acier en alliage haute performance pour les pièces à stress élevé - comme les engrenages automobiles ou les arbres industriels -JIS SCM440 ACIER ALLIAGE est un choix supérieur. En tant qu'alliage japonais chrome-molybdène standard, il équilibre une force exceptionnelle, dureté, et durabilité. Ce guide décompose tout ce que vous devez savoir, De sa maquillage chimique aux histoires de réussite du monde réel, pour vous aider à l'utiliser efficacement.
1. Propriétés du matériau de l'acier en alliage SCM440 JIS
Les performances de la JIS SCM440 sont enracinées dans ses propriétés bien équilibrées, tous conformes au JaponIl G4105 standard. Explorons clairement chaque aspect clé.
1.1 Composition chimique
Les éléments de JIS SCM440 travaillent ensemble pour stimuler la force, durabilité, et résistance à la chaleur. Vous trouverez ci-dessous la plage de composition standard:
| Élément | Symbole | Gamme de composition (%) | Rôle clé dans l'alliage |
|---|---|---|---|
| Carbone (C) | C | 0.38 – 0.43 | Renforcerrésistance à la traction et dureté de surface; critique pour les pièces résistantes à l'usure |
| Chrome (Croisement) | Croisement | 0.90 – 1.20 | AméliorerDurabilité etrésistance à la corrosion; empêche l'oxydation à des températures modérées |
| Molybdène (MO) | MO | 0.15 – 0.25 | Augmentationforce de fatigue et stabilité à haute température; réduit la fragilité en parties épaisses |
| Manganèse (MN) | MN | 0.60 – 0.85 | Augmentationmachinabilité et raffinement des grains; renforce l'alliage sans perdre la ductilité |
| Silicium (Et) | Et | 0.15 – 0.35 | Agit comme un désoxydant pendant l'acier; Améliore la force globale |
| Nickel (Dans) | Dans | ≤ 0.25 | Minimisé; De petites quantités améliorent légèrement la ténacité sans augmenter les coûts |
| Soufre (S) | S | ≤ 0.030 | Maintenu bas pour éviter la fissuration et la fragilité dans les applications de stress élevé |
| Phosphore (P.) | P. | ≤ 0.030 | Limité à empêcher la fragilité froide (fracture dans des environnements à basse température) |
| Vanadium (V) | V | ≤ 0.03 | Traces; Aide à affiner la structure des grains pour une résistance uniforme |
1.2 Propriétés physiques
Ces traits déterminent comment le SCM440 du JIS se comporte dans différentes conditions de travail, comme les changements de température ou les champs magnétiques:
- Densité: 7.85 g / cm³ (Conformément à la plupart des alliages ferreux, Facile à intégrer dans les conceptions existantes)
- Point de fusion: 1430 - 1450 ° C (high enough for applications à haute température like engine parts or industrial rollers)
- Conductivité thermique: 44 Avec(m · k) à 20 ° C (conserve bien la chaleur, adapté aux pièces qui fonctionnent en continu)
- Capacité thermique spécifique: 470 J /(kg · k) à 20 ° C (absorbe régulièrement la chaleur, Éviter la déformation des balançoires de température soudaines)
- Coefficient de dilatation thermique: 12.1 μm /(m · k) (faible extension, critique pour les pièces de précision comme les engrenages ou les arbres)
- Propriétés magnétiques: Ferromagnétique (attire les aimants, Utile pour des outils tels que des pinces magnétiques ou des capteurs)
1.3 Propriétés mécaniques
La résistance mécanique complète de la JIS SCM440 est déverrouillée aprèséteinte + tremper (Son traitement thermique standard). Vous trouverez ci-dessous les valeurs typiques testées aux normes japonaises:
| Propriété | Valeur typique | Standard de test (Il) |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | ≥ 1080 MPA | Juste Z2241 |
| Limite d'élasticité | ≥ 930 MPA | Juste Z2241 |
| Élongation | ≥ 12% | Juste Z2241 |
| Réduction de la zone | ≥ 45% | Juste Z2241 |
| Dureté (Brinell) | 217 – 286 HB | Juste z2243 |
| Dureté (Rockwell C.) | 22 – 30 CRH | Juste Z2245 |
| Dureté (Vickers) | 220 – 290 HT | Il z2244 |
| Résistance à l'impact | ≥ 60 J. | Il z2242 |
| Force de fatigue | ~ 540 MPA | Juste Z2273 |
1.4 Autres propriétés
- Résistance à la corrosion: Modéré (résiste à l'humidité légère, huiles, et produits chimiques industriels; Utilisez du placage de zinc ou de la peinture pour les environnements extérieurs / humides)
- Se résistance à l'usure: Bien (grâce à chrome (Croisement) et traitement thermique; adapté aux pièces mobiles comme les roulements ou les rouleaux)
- Machinabilité: Équitable (Plus doux dans l'état recuit; Utiliser l'acier à grande vitesse (HSS) ou outils en carbure avec du liquide de coupe pour réduire l'usure des outils)
- Soudabilité: Acceptable (préchauffer 250 - 300 ° C et gâterie thermique post-affichée pour éviter la fissuration; Utiliser des électrodes à faible hydrogène)
- Durabilité: Excellent (Le traitement thermique pénètre profondément, Assurer une résistance uniforme dans des pièces épaisses comme les arbres de machines lourds)
2. Applications de JIS SCM440 ACIER
Mélange de force du JIS SCM440, dureté, et la polyvalence le rend idéal pourapplications à stress élevé dans toutes les industries. Voici ses utilisations les plus courantes, avec des exemples du monde réel:
2.1 Industrie automobile
Voitures, camions, et les véhicules commerciaux s'appuient sur sa durabilité pour les pièces critiques:
- Arbres: A Japanese automaker uses it for drive shafts—its limite d'élasticité (≥930 MPa) gère les charges de 25 tonnes sans se pencher.
- Engrenages: Une marque de voiture de luxe l'utilise pour les engrenages de transmission; le force de fatigue (~ 540 MPA) prolonge la durée de vie 40% contre. carbone.
- Boulons et attaches: High-performance sports cars use JIS SCM440 bolts for engine mounts—their résistance à la traction (≥1080 MPa) Résister à la relâchement des vibrations.
2.2 Mécanique & Machinerie lourde
Les machines industrielles ont besoin de pièces qui durent grâce à une utilisation continue:
- Roulements: A manufacturing plant uses it for conveyor belt bearings—its se résistance à l'usure réduit les temps d'arrêt de la maintenance par 25%.
- Ressorts: Un fabricant d'équipements de construction l'utilise pour les ressorts de bras excavés; Son élasticité (de la température) résister 10,000+ cycles de compression.
- Rouleaux: Les aciéries les utilisent pour les rouleaux rouleaux; c'est dureté (217–286 HB) résiste à la déformation à partir de feuilles de métal chaud.
2.3 Composants structurels
Pour les infrastructures et les structures lourdes, il fournit une force fiable:
- Arbres de grue: Port cranes use it for hoist shafts—its résistance à l'impact (≥60 J) empêche la fracture lors de la levée des conteneurs de 40 tonnes.
- Attaches de pont: Les grandes autoroutes au Japon utilisent des boulons JIS SCM440; avec revêtement anti-rust, Ils restent stables à l'extérieur pour 10+ années.
3. Techniques de fabrication pour JIS SCM440 ACIER
Pour maximiser les performances de la JIS SCM440, Suivez ces étapes de fabrication prouvées par l'industrie:
3.1 Processus d'acier
Il est généralement produit en utilisant deux méthodes:
- Fournaise à arc électrique (AEP): Le plus courant pour les lots moyens. L'acier à ferraille est fondu avec des électrodes, alors chrome (Croisement) et molybdène (MO) sont ajoutés pour atteindre la composition cible. EAF est flexible et réduit les déchets, Idéal pour les pièces personnalisées comme les grands arbres.
- Fournaise de base à l'oxygène (BOF): Utilisé pour la production de masse. Le fer en fusion est mélangé avec de l'oxygène pour éliminer les impuretés, puis des éléments d'alliage sont ajoutés. BOF est plus rapide et rentable pour les pièces standard comme les boulons.
3.2 Traitement thermique
Le traitement thermique est essentiel pour déverrouiller le plein potentiel de JIS SCM440. Le processus standard pour les pièces à stress élevé est:
- Recuit: Chauffer 830 - 850 ° C, refroidir lentement. Adoucit l'alliage pour l'usinage plus facile (coupe l'usure de l'outil par 30%).
- Éteinte: Chauffer 840 - 860 ° C, refroidir rapidement dans l'huile. Hardens the steel to reach résistance à la traction ≥1080 MPa.
- Tremper: Chauffer 550 - 600 ° C, refroidir dans l'air. Réduit la fragilité tout en conservant la force - critique pour des pièces comme des engrenages ou des arbres.
- Nitrative (facultatif): Chauffer 500 - 550 ° C dans une atmosphère riche en azote. Ajoute une couche extérieure dure (0.1–0,3 mm d'épaisseur) pour augmenter se résistance à l'usure (Idéal pour les roulements).
3.3 Formation de processus
JIS SCM440 est transformé en pièces en utilisant:
- Forgeage: Martelé ou pressé 1100 - 1200 ° C. Aligne la structure des grains du métal, croissant résistance à la traction par 15% contre. pièces de coulée. Utilisé pour les engrenages, arbres, et composants de la grue.
- Roulement: Passé à travers des rouleaux pour faire des barres, feuilles, ou tiges. Utilisé pour des formes de base comme des blancs de boulons ou du stock de ressort.
- Extrusion: Poussé à travers un dé (Par exemple, arbres creux). Idéal pour les pièces de précision comme les composants de transmission automobile.
3.4 Processus d'usinage
Après avoir formé, Les pièces sont finies avec l'usinage de précision:
- Tournant: Utilise un tour pour faire des pièces cylindriques (Par exemple, arbres). Utiliser du liquide de coupe (Par exemple, huile minérale) Pour éviter la surchauffe et l'usure des outils.
- Fraisage: Utilise un coupeur rotatif pour façonner les dents d'engrenage ou les courses de roulements. Les outils en carbure fonctionnent mieux pour la haute précision (Par exemple, Tolérance à la dent d'engrenage ± 0,02 mm).
- Forage: Crée des trous pour les boulons ou les attaches. Exercices à grande vitesse (1000–1500 tr / min) Évitez de craquer.
- Affûtage: Lisser les surfaces aux tolérances serrées (Par exemple, ± 0,01 mm pour porter des anneaux intérieurs). Améliorer se résistance à l'usure by reducing surface friction.
4. Étude de cas: JIS SCM440 dans des vitesses de transmission automobile
Une usine automobile japonaise a été confrontée à un problème: Leurs engrenages de transmission en acier en carbone ont échoué après 180,000 km, conduisant à des rappels coûteux. Ils sont passés à JIS SCM440 et ont résolu le problème.
4.1 Défi
Les voitures compactes de l'usine ont été utilisées dans les zones urbaines avec des cycles de départ fréquents. Les engrenages en acier en carbone avaient un faiblese résistance à l'usure etforce de fatigue (400 MPA), conduisant à une usure dentaire et à un glissement de transmission. Le taux d'échec était 6% par année, blesser la réputation de la marque.
4.2 Solution
Ils sont passés aux engrenages JIS SCM440, en utilisant:
- Forgeage (1150° C) pour aligner la structure des grains et augmenter la résistance.
- Éteinte (850° C) + tremper (580° C) pour atteindre 950 MPA limite d'élasticité et 65 J. résistance à l'impact.
- Broyage de précision to smooth gear teeth, Réduire la friction et l'usure.
4.3 Résultats
- Durée de vie: Les engrenages durent maintenant 360,000 KM - Double la durée de vie précédente.
- Économies de coûts: Réduction des coûts de rappel de 300 000 ¥ par an.
- Performance: Efficacité de transmission s'est améliorée de 5%, Réduire la consommation de carburant.
5. Analyse comparative: Il SCM440 vs. Autres matériaux
Comment la JIS SCM440 s'accumule-t-elle contre les alternatives communes? Vous trouverez ci-dessous une comparaison côte à côte des traits clés:
| Matériel | Résistance à la traction | Résistance à l'impact | Résistance à la corrosion | Coût (contre. Il SCM440) | Mieux pour |
|---|---|---|---|---|---|
| Il SCM440 | ≥1080 MPa | ≥60 J | Modéré | 100% (base) | Pièces à stress élevé (engrenages, arbres) |
| Acier inoxydable (Sus304) | 515 MPA | 60 J. | Excellent | 180% | Équipement alimentaire / chimique |
| Carbone (S45C) | 600 MPA | 35 J. | Faible | 50% | Pièces à stress basse (supports) |
| Acier en alliage (SCM415) | 800 MPA | 50 J. | Modéré | 70% | Pièces de machines générales |
| Titane (TI-6AL-4V) | 1100 MPA | 110 J. | Excellent | 800% | Pièces aérospatiales légères |
À retenir: JIS SCM440 a bien mieuxrésistance à la traction que l'acier au carbone ou SCM415, Le rendre idéal pour les pièces à stress élevé. C'est moins cher que l'acier inoxydable et le titane, en faire la meilleure valeur pourhautement performance, applications sensibles aux coûts.
Perspective de la technologie YIGU sur JIS SCM440 Alloy Steel
À la technologie Yigu, JIS SCM440 est un aliment de base pour les clients qui ont besoin de fiables, pièces à haute résistance, en particulier dans les secteurs de l'automobile et des machines. Nous l'avons fourni pour 12+ années, et sonDurabilité etforce de fatigue améliorée par le molybdène répondre constamment aux normes strictes. Nous recommandons souvent de tempérer à 550–600 ° C pour un équilibre optimal de résistance et de ténacité, et revêtements anti-rust. Pour les fabricants à la recherche d'un alliage reconnu dans le monde entier (compatible avec AISI 4140) qui équilibre les performances et le coût, JIS SCM440 est inégalé.
FAQ sur JIS SCM440 ACIER
1. JIS SCM440 est-il le même que AISI 4140?
Oui - JIS SCM440 est presque identique à AISI 4140 (Norme américaine) dans la composition chimique et les propriétés mécaniques. Ils peuvent être utilisés de manière interchangeable pour la plupart des applications, faire du JIS SCM440 un excellent choix pour les chaînes d'approvisionnement mondiales.
2. Le JIS SCM440 peut-il être utilisé dans des environnements à haute température?
Oui -point de fusion (1430–1450 ° C) etmolybdène (MO) le contenu, laissez-le fonctionner de manière fiable à des températures allant jusqu'à 300 ° C. Pour des températures plus élevées (300–400 ° C), ajuster le processus de tempérament (plus bas à 500–550 ° C) Pour augmenter la stabilité de la chaleur.
3. Comment améliorer la machinabilité du JIS SCM440?
Recuire l'alliage d'abord (chauffer à 830–850 ° C, refroidir lentement)—Ce adoucit à 217–250 Hb, Rendre l'usinage plus facile. Utilisez des outils en carbure avec du liquide de coupe (Par exemple, liquide de refroidissement meurtrier) et réglez la vitesse de coupe à 80–100 m / min pour minimiser l'usure des outils.