重い荷物を処理する必要がある部品を設計する場合そして 工業用クレーンシャフトのような極端な影響, 航空宇宙着陸装置コンポーネント, または建設機器ギア - 強度のバランスをとる材料が必要です, タフネス, と疲労抵抗。アイシ 8740 合金鋼 プレミアムソリューションです: ニッケルクロミウム - モリブデンとして (in-cr-i) 合金, より高いコアの靭性を提供します疲労制限 Aisiのような低ニッケルグレードよりも 8630, 一生懸命維持しながら, 耐摩耗性表面. このガイドは、そのプロパティを分解します, 実世界のアプリケーション, 製造プロセス, 「ハイロード + インパクトの高い」デザインの課題.
1. AISIの材料特性 8740 合金鋼
AISI 8740のパフォーマンスは、最適化されたNI-CR-MO構成に由来しています: より高いニッケル (0.40–0.70％) 低温靭性を高めます, クロムは表面の硬化性を高めます耐食性, モリブデンは、高温強度と疲労抵抗を改善します, および制御炭素 (0.38–0.43％) バランスの強さと延性. その重要なプロパティを詳細に調べてみましょう.
1.1 化学組成
アイシ 8740 ASTM A29/A29M標準を順守します, 高いタフネスと強度に合わせて調整された要素. 以下はその典型的な構成です:
| 要素 | シンボル | コンテンツ範囲 (%) | 重要な役割 |
|---|---|---|---|
| 炭素 (c) | c | 0.38 - 0.43 | ベースを届けます抗張力; 硬さのための熱処理を可能にします |
| ニッケル (で) | で | 0.40 - 0.70 | コアタフネスブースター; 維持します衝撃の靭性 で -40 °C (寒い気候にとって重要です) |
| クロム (cr) | cr | 0.40 - 0.60 | 表面の硬化性を高めます; 改善します耐食性 軽度の化学物質に |
| モリブデン (MO) | MO | 0.20 - 0.30 | 上昇疲労制限 周期荷重用; 高温でクリープを防ぎます (まで 450 °C) |
| マンガン (Mn) | Mn | 0.70 - 0.90 | 穀物構造を改良します; 強化延性 強度を減らすことなく |
| シリコン (そして) | そして | 0.15 - 0.35 | エイズ脱酸化; 熱処理中の安定性をサポートします |
| リン (p) | p | ≤ 0.035 | 低温または高ストレス条件での脆性骨折を避けるために最小化 |
| 硫黄 (s) | s | ≤ 0.040 | バランスをとるために制御されます加工性 とタフネス (S =より良い耐衝撃性) |
| バナジウム (v) | v | ≤ 0.03 | トレース要素; 厚いセクション全体で均一な強度のために穀物を洗練します |
| 銅 (cu) | cu | ≤ 0.30 | トレース要素; 屋外部品の軽度の大気腐食抵抗を追加します |
1.2 物理的特性
これらの特性はAisiを作ります 8740 極端な環境に適しています - サブゼロの建設現場から高温の産業機械まで:
- 密度: 7.85 g/cm³ (標準鋼と同じ) - クレーンシャフトのような大きな部品の重量計算を描写します
- 融点: 1,420 - 1,450 °C (2,588 - 2,642 °F) - 複雑な形状のための鍛造および熱処理と比較できます
- 熱伝導率: 41.0 w/(M・k) で 20 °C; 37.0 w/(M・k) で 300 °C-クエンチング中の熱分布さえも保存します (歪みを減らします)
- 熱膨張係数: 11.5 ×10⁻⁶/°C (20 - 100 °C) - 温度変動からのストレスを最小化します (例えば。, -40 °Cに 300 °C)
- 磁気特性: 強磁性 - 非破壊検査を有効にします (NDT) 厚い部分の内部欠陥を検出するための超音波フェーズドアレイのように.
1.3 機械的特性
AISI 8740の機械的パフォーマンスは、クエンチに優れています & 和られた状態, タフネスと強さに焦点を当てています. 以下は典型的な値です:
| 財産 | 測定方法 | アニール (ソフトな状態) | クエンチ & 気性 (300 °C) | クエンチ & 気性 (600 °C) |
|---|---|---|---|---|
| 硬度 (ロックウェル) | HRC | 22 - 25 HRC | 50 - 53 HRC | 30 - 33 HRC |
| 硬度 (ビッカーズ) | HV | 210 - 240 HV | 480 - 510 HV | 290 - 320 HV |
| 抗張力 | MPA (KSI) | 750 MPA (109 KSI) | 1,750 MPA (254 KSI) | 1,050 MPA (152 KSI) |
| 降伏強度 | MPA (KSI) | 450 MPA (65 KSI) | 1,550 MPA (225 KSI) | 900 MPA (130 KSI) |
| 伸長 | % (で 50 mm) | 22 - 26% | 8 - 10% | 16 - 18% |
| 衝撃の靭性 | j (で -40 °C) | ≥ 75 j | ≥ 35 j | ≥ 60 j |
| 疲労制限 | MPA (回転ビーム) | 380 MPA | 800 MPA | 500 MPA |
1.4 その他のプロパティ
AISI 8740の特性は高負荷を解決します, インパクトの高い課題:
- 溶接性: 中程度 - 予熱して250〜300°Cと溶接後の熱処理を要求します (PWHT) ひび割れを避けるため; 可能であれば、溶接部の部品に最適です.
- 形成性: フェア - ベスト鍛造 (曲がっていません) アニール状態で; 複雑な形 (例えば。, ギアブランク) 穀物のアライメントを維持するために、熱い鍛造を介して作成されます.
- 加工性: アニールされた状態で良い (22–25 HRC); 熱処理された部品 (50–53 HRC) 炭化物ツールが必要です (例えば。, Tialn-Coated) 精度のため.
- 耐食性: 中程度 - 軽度の錆, 油, とグリース; 濡れたまたは化学環境用, クロムメッキまたはエポキシコーティングを追加します.
- タフネス: 例外的 - ニッケルコンテンツはそれを難しいものに保ちます -40 °C (高強度でさえ), 寒冷気候の重機に最適です.
2. AISIのアプリケーション 8740 合金鋼
AISI 8740の高強度バランスは、衝撃や重い負荷で失敗しない部品に最適です. 主要な用途は次のとおりです:
- 産業機械: クレーンシャフト, 油圧プレスラム, およびスチールミルロール - ハンドルは最大でロードされます 100+ 材料の取り扱いによるトンと吸収の衝撃.
- 建設装置: 掘削機アーム, ブルドーザー車軸シャフト, 杭のドライバーロッド - 寒い温度を緩和します (-40 °C) 掘りからショック.
- 自動車 (頑丈): トラックトランスミッションギア, ディファレンシャルハウジング, および大型ディーゼルエンジンクランクシャフト - 高トルクと道路の衝撃付き.
- 航空宇宙コンポーネント: 着陸装置のリンケージ, エンジンアクセサリーシャフト, 貨物ドアのメカニズム - 飛行安全のためのバランス強度と靭性.
- 防衛: 軍用車軸, 砲兵反動コンポーネント, 装甲車両トラックピン - 戦闘条件に十分な量.
- 機械コンポーネント: ハイロードベアリング, ポンプローター (厚い液体用), およびタービンシャフト - 耐摩耗性の周期的な摩耗と疲労.
3. AISIの製造技術 8740 合金鋼
AISIの生産 8740 強さを犠牲にすることなく靭性を最大化するために熱処理の精度が必要です. これが段階的なプロセスです:
- スチール製造:
- アイシ 8740 is made using an 電気弧炉 (EAF) (スクラップスチールをリサイクルします) または 基本的な酸素炉 (bof). ニッケル (0.40–0.70％), クロム (0.40–0.60％), とモリブデン (0.20–0.30％) 均一な合金分布を確保するために融解中に追加されます.
- 鍛造 & ローリング:
- ほとんどのaisi 8740 parts start as 熱い鍛造 blanks (1,150 - 1,250 °C) - フォーミングは粒子構造を調整します, 靭性を高める. 鍛造後, blanks are ホットロール to rough shapes (厚いバー, プレート) または、ネットシェープ部品に近い部品のために鍛造されたままになります (例えば。, クランクシャフト).
- アニーリング:
- 815〜845°Cに加熱, 3〜4時間開催されました, ゆっくりと冷却されます 650 °C. 鋼を柔らかくします (22–25 HRC) 機械加工および鍛造ストレスを除去します.
- 機械加工:
- アニールされたアイシ 8740 ターニングを使用して、近接形状に機械加工されています, ミリング, または掘削. 炭化物のツールは、ツールの摩耗を避けるために厚いセクションに推奨されます; HSSツールは薄い部品に機能します.
- 熱処理 (靭性にとって重要です):
- 消光: 830〜860°Cに加熱 (オーステナイト化), 1〜2時間開催されました (厚い部品の場合), オイルで冷却されました (水ではなく、クラックリスクを低下させます). 55〜58 HRCに硬化します.
- 焼き戻し: 200〜650°Cに再加熱 (ニーズに基づいています):
- 300 °C: 最大強度 (1,750 MPA引張) 高負荷部品用 (例えば。, クレーンシャフト).
- 600 °C: バランスの取れた靭性 - 強度 (1,050 MPA引張) 衝撃が発生しやすい部分の場合 (例えば。, 建設装置).
- 表面処理:
- メッキ: クロムメッキ (耐摩耗性) シャフト用; ニッケルメッキ (耐食性) 航空宇宙部品用.
- コーティング: エポキシコーティング (耐薬品性) 産業機械用; 耐熱塗料 (まで 450 °C) エンジン部品用.
- ニトリッド: オプション - アンモニアガスで500〜550°Cに加えて表面を硬化させる (60–65 HRC) 歪みなし, ギアやベアリングに最適です.
- 品質管理:
- 化学分析: 質量分析はニッケルを検証します, クロム, モリブデンレベル (ASTM A29/A29Mごと).
- 機械的テスト: 引張, インパクト (-40 °C), 硬度テストではパフォーマンスが確認されます; 疲労試験は、周期的な負荷に対する耐性を測定します.
- NDT: 内部欠陥の超音波検査チェック; 磁気粒子検査では、表面亀裂が見つかります.
- 微細構造分析: 光学顕微鏡により、細粒構造が保証されます (靭性を低下させる大きな穀物はありません).
4. ケーススタディ: アイシ 8740 活動中
実際の高インパクトプロジェクトは、AISI 8740のパフォーマンスを強調しています.
ケーススタディ 1: 北極建設クレーンシャフト (カナダ)
建設会社は、80トンの荷物を処理できるクレーンシャフトを必要としていました -40 °C温度. 彼らはアイシを交換しました 8630 AISI付きシャフト 8740 (に和らげられた 600 タフネスの°C). 新しいシャフトが続きました 5 ニッケルの含有量が維持されているため、曲げたり割れたりしない年衝撃の靭性 (-40 °C: 60 J Vs. 45 jの 8630), モリブデンは疲労抵抗を高めました. これにより会社が救われました $150,000 冬の交換費用.
ケーススタディ 2: 航空宇宙着陸装置のリンケージ (英国)
航空機の製造業者は、離陸/着陸の衝撃を吸収する可能性のある着陸装置のリンケージを必要としています (120 kn) 疲労に抵抗します. 彼らはアイシを選びました 8740 (に和らげられた 300 強度のための°C). 後 10,000 フライトサイクル, リンケージは疲労亀裂を示しませんでした - アウトパフォーマンスAISI 4340 (失敗しました 7,000 サイクル). これにより、着陸装置の寿命が延長されました 43%, 節約 $300,000 航空機ごと.
5. アイシ 8740 vs. その他の材料
Aisiはどうですか 8740 同様の高タフネスと高強度の鋼と比較してください?
| 材料 | AISIとの類似点 8740 | 重要な違い | に最適です |
|---|---|---|---|
| アイシ 8630 | ni-cr-mo合金鋼 | 低炭素 (0.28–0.33％); 強度が低い (1,250 MPA最大引張); 15% 安く | 中荷重, 中程度のインパクトパーツ |
| アイシ 4340 | ni-cr-mo合金鋼 | より高いニッケル (1.65–2.00％); より良いタフネス; より高いコスト (30% 価格) | 超高インパクトパーツ (例えば。, 軍隊) |
| アイシ 4140 | CR-MO合金鋼 | ニッケルはありません; 靭性が低い (-40 °Cの衝撃: ≥20j対. 35 j); 25% 安く | 中荷重, インパクトの低い部品 |
| アイシ 4150 | CR-MO合金鋼 | より高い炭素 (0.48–0.53％); より高い硬度; 靭性が低い; 20% 安く | ハイウェア, インパクトの低い部品 |
| チタン合金 (TI-6AL-4V) | 高強度から重み | ライター (4.5 g/cm³); 同様の強さ; 8×援助 | 重量が重要な航空宇宙部品 |
Yigu TechnologyのAISIに関する視点 8740 合金鋼
Yiguテクノロジーで, アイシ 8740 ハイロードのトップピックです, インパクトコンポーネント. そのni-cr-mo構成は、クライアントにとって最大の問題点を解決します: タフネスを犠牲にすることなく強さを得る - 寒い気候のために重要, 航空宇宙, そして重工業. Aisiを供給します 8740 偽造空白で, 厚いバー, または機械加工されたコンポーネント, カスタム熱処理で (300–600°C) および表面オプション. AISIからアップグレードするクライアント用 8630 または 4140, アイシ 8740 小さなプレミアムでインパクトの高い負荷に50〜100％長い寿命を供給します, メンテナンスと交換コストの削減.
AISIについてのFAQ 8740 合金鋼
- aisiできます 8740 高温アプリケーションに使用します (その上 450 °C)?
はい - しかし、その強さは上に落ちます 450 °C. までの気温のため 550 °C (例えば。, 工業用炉), アルミニウム拡散コーティングを追加して、耐熱性を高めます. 上記の温度の場合 550 °C, Aisiを選択してください 316 ステンレス鋼またはニッケルベースの合金. - Aisiです 8740 負荷をかける部品の溶接に適しています?
はい - しかし、厳格な予熱が必要です (250–300°C) 溶けた後の気性 (600–650°C) 残留応力を減らすため. 低水素電極を使用します (例えば。, E9018-B3) 靭性を確保するために、超音波検査で溶接をテストします. - AISIの最大部分の厚さは何ですか 8740?
アイシ 8740 までの部品に適しています 200 mm厚 - 硬化性が高いほど、均一な熱処理が保証されます. 厚い部分の場合 (>200 mm), クエンチングホールド時間を延長します (2–3時間) コアの軟化を避けるために、オイル冷却を使用してください.
