Если вы проектируете сварные компоненты или детали, которые нуждаются в балансе прочности, сварка, и пластичность - как аэрокосмические рамы, Автомобильные клетки, или валы промышленного оборудования -Айси 4130 Сплава Сталь Ваш идеальный выбор. Как низкоуглеродистый хром-молибден (Cr-mo) сплав, Он превосходит простые углеродные стали 4140. Это руководство разрушает свои свойства, реальные приложения, Процесс производства, и сравнения материалов, которые помогут вам решить проектные проблемы, где сварка и прочность идут рука об руку.
1. Свойства материала AISI 4130 Сплава Сталь
Производительность AISI 4130 происходит от его тщательно сбалансированной композиции: низкий углерод (0.28–0,33%) обеспечивает легкую сварку, в то время как хром (0.80–1,10%) и молибден (0.15–0,25%) повысить силу иустойчивость к усталости. Давайте подробно рассмотрим его ключевые свойства.
1.1 Химический состав
Айси 4130 Следует за стандартами ASTM A29/A29M, со строгим контролем над элементами для расстановки приоритетов сварки и выносливости. Ниже его типичная композиция:
| Элемент | Символ | Контент диапазон (%) | Ключевая роль |
|---|---|---|---|
| Углерод (В) | В | 0.28 - 0.33 | Обеспечивает умеренную силу; сохраняется низко, чтобы включитьсварка (Нет пост-продюсирования) |
| Хром (Герметичный) | Герметичный | 0.80 - 1.10 | Улучшаеткоррозионная стойкость и укрепление; улучшает устойчивость к износу |
| Молибден (МО) | МО | 0.15 - 0.25 | Повышает высокую температуру прочность; ПовышениеУтолочный предел для циклической нагрузки |
| Марганец (Мнжен) | Мнжен | 0.40 - 0.60 | Уточняет структуру зерна; Улучшаетпластичность без уменьшения силы |
| Кремний (И) | И | 0.15 - 0.35 | СПИД Джакисление; поддерживает стабильность во время сварки и термообработки |
| Фосфор (П) | П | ≤ 0.035 | Минимизирован для предотвращения хрупкого перелома в сварных суставах или холодных условиях |
| Сера (С) | С | ≤ 0.040 | Контролируется с балансоммеханизм и качество сварки (Нижний S = лучшие сварные швы) |
| Никель (В) | В | ≤ 0.25 | Следный элемент; слегка улучшаетсявоздействие на выносливость при низких температурах |
| Ванадий (V.) | V. | ≤ 0.03 | Следный элемент; Уточняет зерна для равномерной прочности по толстым участкам |
| Медь (Кузок) | Кузок | ≤ 0.30 | Следный элемент; добавляет легкую атмосферную коррозионную стойкость для открытых деталей |
1.2 Физические свойства
Эти черты делают AISI 4130 Подходит для сварных и сформированных компонентов в разных отраслях промышленности:
- Плотность: 7.85 G/CM³ (то же самое, что и большинство углеродных стали)–Simplififiers расчеты веса для аэрокосмических или автомобильных деталей
- Точка плавления: 1,420 - 1,450 ° C. (2,588 - 2,642 ° F.)- Дополняется с сваркой (Я/Тиг) и обработка процессов
- Теплопроводность: 42.5 W/(м · к) в 20 ° C.; 38.5 W/(м · к) в 300 ° C - Exures даже распределение тепла во время сварки (уменьшает горячие точки)
- Коэффициент термического расширения: 11.4 × 10⁻⁶/° C. (20 - 100 ° C.)–Minimizes искажения при изгибе или сварке компонентов
- Магнитные свойства: Ферромагнитный-безразличные испытания (Непрерывный) как проверка магнитных частиц, чтобы проверить качество сварки.
1.3 Механические свойства
Механические характеристики AISI 4130 сияют в обоих отжигах (готовый к сварку) и тепло (высокая сила) условия. Ниже приведены типичные значения:
| Свойство | Метод измерения | Отожжен (Готовый к сварку) | Утомил & Закален (300 ° C.) | Утомил & Закален (600 ° C.) |
|---|---|---|---|---|
| Твердость (Роквелл) | HRC | 17 - 20 HRC | 45 - 48 HRC | 25 - 28 HRC |
| Твердость (Виккерс) | Hv. | 160 - 190 Hv. | 430 - 460 Hv. | 240 - 270 Hv. |
| Предел прочности | МПА (KSI) | 560 МПА (81 KSI) | 1,450 МПА (210 KSI) | 850 МПА (123 KSI) |
| Урожайность | МПА (KSI) | 345 МПА (50 KSI) | 1,300 МПА (188 KSI) | 700 МПА (102 KSI) |
| Удлинение | % (в 50 мм) | 28 - 32% | 10 - 12% | 20 - 22% |
| Воздействие на выносливость | Дж (в 20 ° C.) | ≥ 90 Дж | ≥ 40 Дж | ≥ 70 Дж |
| Утолочный предел | МПА (вращающийся луч) | 290 МПА | 680 МПА | 420 МПА |
1.4 Другие свойства
Черты AISI 4130 решают ключевые проблемы для сварных и сформированных компонентов:
- Сварка: Отлично - реквизит минимальное предварительное нагревание (150–200 ° C.) и без обязательной термообработки после пособия (PWHT) Для тонких срезов, Экономия времени на изготовление.
- Формируемость: Отлично - может быть согнутым, катился, или вылетел в сложных формах (НАПРИМЕР., Автомобильные клетки) Когда отжигали, Затем тепло.
- Механизм: Хорошо - зажигание в отожженном состоянии (17–20 HRC), Таким образом, он легко обрезается стандартными инструментами; Запасные детали нуждаются в карбидных инструментах для точности.
- Коррозионная стойкость: Умеренный - резиновые мягкие ржавчины и химикаты; Для суровых сред (НАПРИМЕР., морской пехотинец), Добавить цинковое покрытие или эпоксидное покрытие.
- Стойкость: Верхнее - даже после сварки, it maintains enough пластичность для поглощения удара (критическая для аэрокосмической и автомобильной безопасности.).
2. Приложения AISI 4130 Сплава Сталь
AISI 4130 Основное внимание на сварке и сбалансированной силе делает его главным выбором для компонентов, которые необходимо соединить или сформировать. Вот его ключевое использование:
- Аэрокосмические компоненты: Самолетные рамки, шасси на стойках, и топливные линии - подойдет, легкий вес, и достаточно силен для полетов.
- Автомобильные детали: Клетки, Шасси трубки, и высокопроизводительные выхлопные коллекторы-резист вибрации и тепла, с сварными швами, которые выдерживают стресс.
- Механические компоненты: Сварные валы, Гидравлические стержни цилиндров, и шкивов - можно для деталей, где сварка дешевле, чем ковена.
- Промышленная техника: Конвейерные ролики, роботизированные руки, и машинные рамки - достаточно для ежедневного использования, Легко ремонтировать с помощью сварки.
- Строительное оборудование: Погрузочные ведра, Руки с возвратом, и лесополосы - удары и истирание, с сварными швами, которые не трескаются под нагрузкой.
- Мотоцикл & Гоночные части: Рамные рельсы, качающиеся маячи, и крепления двигателя - покрывают легкий вес и прочность на транспортные средства для производительности.
3. Методы производства для AISI 4130 Сплава Сталь
Производство AISI 4130 Требуется сосредоточиться на сварке и формируемости, с тепловой обработкой, адаптированной к потребностям в конечном итоге. Вот пошаговый процесс:
- Сталь:
- Айси 4130 is made using an Электрическая дуговая печь (Eaf) (Утилизация лома стали) или Основная кислородная печь (Боф). Хром и молибден добавляются для достижения 0,80–1,10% и 0,15–0,25%, В то время как углерод остается низким (0.28–0,33%).
- Прокатывание & Формирование:
- The steel is Горячий катился (1,100 - 1,200 ° C.) в бары, трубки, или тарелки - жажда, что позволяет легко сгибаться или форму. Для тонкостенных деталей (НАПРИМЕР., выхлопные трубки), его Холод катился for tighter tolerances.
- Термическая обработка (Гибкий для нужд):
- Отжиг: Нагревается до 815–845 ° C, Провел 2–3 часа, медленно охлаждается 650 ° C.. Смягчает сталь (17–20 HRC) для сварки и формирования.
- Гашение: Нагревается до 845–870 ° C, держал 1 час, охлаждено в масле. Затвердевает до 50–52 HRC, но увеличивает хрупкость.
- Отпуск: Разогрет до 200–650 ° C (На основании силовых потребностей), Провел 1–2 часа, воздушное охлаждение. Уменьшает хрупкость - 300 ° C для высокой прочности, 600 ° C для лучшей пластичности.
- Сварка (Критическое преимущество):
- Использует меня, Тиг, или сварка палки с электродами с низким содержанием гидрогена (НАПРИМЕР., E8018-B2) Чтобы избежать сварных трещин. Разогрейте тонкие секции (＜ 10 мм) к 150 ° C.; толстые секции (＞ 20 мм) к 200 ° C.. Для большинства частей не нужно PWHT, Но это можно сделать для снижения остаточного стресса.
- Обработка & Отделка:
- Отожжен айси 4130 обрабатывается инструментами HSS для поворота, фрезерование, или бурение. Теплопроводные детали нуждаются в карбидных инструментах. Для гладких поверхностей, Закончить со шлифованием или полировкой.
- Поверхностная обработка:
- Покрытие: Цинковое покрытие (Сопротивление ржавчины) Для автомобильных деталей; хромирование (износостойкость) для валов.
- Покрытие: Теплостойкость краски (до 500 ° C.) для частей выхлопных газов; эпоксидное покрытие (химическая устойчивость) Для промышленного механизма.
- Нитринг: Необязательно - выживание до 500–550 ° C в газе аммиака, чтобы укрепить поверхность (50–55 HRC) без искажений, Идеально подходит для износов.
- Контроль качества:
- Химический анализ: Спектрометрия проверяет содержание сплава (за ASTM A29/A29M).
- Механическое тестирование: Растяжение, влияние, и тесты на твердость подтверждают силу и прочность.
- Сварная проверка: Рентгенографическое тестирование (Рентген) или проверки ультразвуковых испытаний на дефекты сварки, такие как пористость.
- Проверки размеров: Суппорты или CMM гарантируют, что детали соответствуют конструктивным допускам.
4. Тематические исследования: Айси 4130 в действии
Реальные проекты показывают, как AISI 4130 Решение сварки и силовых проблем.
Тематическое исследование 1: Сварка аэрокосмической рамы (Канада)
Производителю самолетов, необходимый для строительства легкого веса, сварные рамы для небольшого грузового самолета. Они выбрали AISI 4130 трубки (отожжен, 17 HRC) для легкой сварки тиг. Кадры затем были смягчены до 300 ° C. (45 HRC) для силы. После тестирования, Кадры выдержали 120% дизайнерской нагрузки без сварки (который не удался в 90% нагрузка). Этот вес рамы 15% против. Стальные альтернативы.
Тематическое исследование 2: Долговечность автомобильной клетки (НАС.)
Гоночной команде нужна была бросающая клетка, которая могла бы поглотить удар по аварию и быть сварной на месте. Они использовали AISI 4130 Дом (Нарисованный по-мэндрель) трубки, Приварен с MIG и без PWHT. Во время краш -теста, Клетка согнулась, но не сломалась - еепластичность защитил водителя. Клетка длилась 3 гоночные сезоны, в то время как предыдущий AISI 1018 Клетка из углеродистой стали взломала после 1 сезон. Это спасло команду $8,000 в затратах.
5. Айси 4130 против. Другие материалы
Как Айси 4130 Сравните с аналогичными материалами для сварных и высокопрочных деталей?
| Материал | Сходство с AISI 4130 | Ключевые различия | Лучше всего для |
|---|---|---|---|
| Айси 4140 | CR-MO Сплава Сталь | Более высокий углерод (0.38–0,43%); сильнее, но труднее сварки; 10% приход | Неушеновые детали (НАПРИМЕР., передачи, валы) |
| Айси 1018 | Углеродистая сталь | Нет легирования; дешевле, но слабее (440 МПА растяжение); плохая устойчивость к усталости | Детали с низким стрессом (НАПРИМЕР., скобки) |
| 6061 Алюминий | Легкий вес | Более низкая плотность (2.7 G/CM³); слабее (310 МПА растяжение); Лучшая коррозионная стойкость; 2× Помощь | Легкий вес, Детали с низкой нагрузкой (НАПРИМЕР., велосипедные рамы) |
| 304 Нержавеющая сталь | Коррозионная устойчивость | Отличное сопротивление ржавчине; труднее сварки; более низкая сила (515 МПА растяжение); 3× Помощь | Сварные запчасти для морских или пищевых продуктов |
| Углеродное волокно | Высокая сила до веса | Зажигалка; Нет коррозии; плохая ударная прочность; 8× Помощь | Высокоэффективность, Неушеновые детали (НАПРИМЕР., Тела гоночной машины) |
Перспектива Yigu Technology на AISI 4130 Сплава Сталь
В Yigu Technology, Айси 4130 наше время для сварки, Высокие компоненты. Его низкоуглеродистый композиция CR-MO решает самую большую болезнь для клиентов: Получение сильных деталей, которые легко сварки без трещин. Мы поставляем AISI 4130 в трубах, батончики, или тарелки - аннулированные для сварки, или пользовательский тепло, обработанный для прочности. Для аэрокосмической промышленности, Автомобиль, или промышленные клиенты, переезжающие из углеродной стали или алюминия, Айси 4130 предлагает экономически эффективное обновление: Лучшая сила, чем алюминий, Лучшая сварка, чем AISI 4140, и более длительный срок службы, чем простая углеродистая сталь.
FAQ об AISI 4130 Сплава Сталь
- Нужна ли мне тепловая обработка после Weld (PWHT) для айси 4130?
Нет - для тонких секций (＜ 20 мм) или части низкого стресса, PWHT не требуется. Для толстых секций (＞ 20 мм) или высокие части стресса (НАПРИМЕР., аэрокосмические рамы), PWHT (600–650 ° C для 1 час) уменьшает остаточный стресс и повышает прочность. - Может айси 4130 использоваться для высокотемпературных приложений (выше 300 ° C.)?
Да, это содержание молибдена поддерживает его 400 ° C.. Для температуры выше 400 ° C. (НАПРИМЕР., Промышленные печи), Выберите AISI 316 стали из нержавеющей стали или сплав с большей термостойкостью. - В чем разница между AISI 4130 и айси 4130 Дом?
Айси 4130 Дом (Нарисованный по-мэндрель) вариант трубки, сделанный путем рисования горячей трубки над оправкой. У него более плавный интерьер, более плотные допуски толщины стенки, и более высокая сила, чем стандартный AISI 4130 трубка - доступная для автомобильных клетки или аэрокосмических труб.
