Brzi sažetak
ASTM A519 stupanj 4140je standardna specifikacija zabešavne mehaničke cijevi od ugljika i legiranog čelika. "4140" se odnosi na specifičnu vrstu čelika (SAE/AISI 4140), koji je čelik od legure kroma-molibdena poznat po svojoj visokoj čvrstoći, dobroj žilavosti i izvrsnoj otpornosti na trošenje.
Prvenstveno se koristi za primjene gdje su mehanička svojstva kritičnija od zadržavanja tlaka.
1. Raščlamba specifikacija
ASTM A519:Ovo je sveobuhvatni standard ASTM Internationala koji pokriva dimenzionalne, mehaničke i kemijske zahtjeve za bešavne mehaničke cijevi. nosi naslov "Standardna specifikacija za bešavne mehaničke cijevi od ugljika i legiranog čelika."
SAE 4140 (ili AISI 4140):Ovo je specifična klasa čelika definirana od strane Društva automobilskih inženjera (SAE). Svestran je i široko korištenčelik od legure krom-molibdena (Cr-Mo).
2. Ključne karakteristike čelika 4140
Svojstva cijevi proizlaze izravno iz kemije i toplinske obrade čelika 4140.
Kemija (tipično):
Ugljik (C): 0.38-0.43% ->Pruža tvrdoću i snagu.
Krom (Cr): 0.80-1.10% ->Povećava sposobnost kaljenja, blago poboljšava otpornost na koroziju i povećava otpornost na trošenje.
Molibden (Mo): 0.15-0.25% ->Povećava očvrsljivost i čvrstoću, posebno na visokim temperaturama, i smanjuje rizik od krtosti.
Mangan (Mn): 0.75-1.00% ->Povećava očvrsljivost i čvrstoću.
Ključna svojstva:
Visoka čvrstoća:Može se toplinski obraditi do vrlo visoke razine čvrstoće.
Dobra žilavost:Održava dobru otpornost na udarce čak i pri visokim razinama čvrstoće.
Izvrsna otpornost na trošenje:Idealno za dijelove koji su izloženi trenju i abraziji.
Prilično dobra duktilnostu normaliziranom ili žarenom stanju, što omogućuje strojnu obradu i izradu.
3. Uobičajeni uvjeti toplinske obrade
ASTM A{0}} cijev često se isporučuje u jednom od nekoliko uvjeta koji drastično utječu na njezina svojstva:
Žareno (ANL):Najmekše stanje. Lako se obrađuje, ali ima manju čvrstoću i tvrdoću.
Normalizirano (N):Grijanje i hlađenje zrakom-. Pruža dobru ravnotežu snage i obradivosti.
Ublažen od stresa (SR):Zagrijan za smanjenje unutarnjih naprezanja od hladnog izvlačenja, poboljšavajući stabilnost dimenzija.
Kaljeno i temperirano (Q&T):Ovo je najčešći uvjet za-aplikacije visoke čvrstoće. Čelik se zagrijava, brzo kali u ulju ili vodi, a zatim kali (ponovno zagrijava) kako bi se postigla određena kombinacija tvrdoće, čvrstoće i žilavosti.
Tipična mehanička svojstva za A519 4140 Q&T:
Vlačna čvrstoća:95,000 - 115,000 psi (655 - 795 MPa)
Granica tečenja:60,000 - 80,000 psi (415 - 550 MPa)
Istezanje: 18-22%
Tvrdoća:190 - 230 Brinell (HB) - Može biti mnogo viši ovisno o temperaturi kaljenja.
4. Uobičajene primjene
Ovaj materijal je odabran zbog svojih mehaničkih svojstava, a ne zbog držanja pritiska (iako može). Njegova primarna upotreba je kao strukturne komponente i pokretni dijelovi:
Cilindri hidrauličkih cilindara i klipovi
Osovine i osovine(npr. pogonske osovine, osovine zupčanika)
Igle i čahure
Komponente alatnih strojeva(npr. vretena, stezne čahure)
Automobilske i zrakoplovne komponente
Alati za bušotine za naftu i plin
Opći strojno obrađeni dijelovizahtijeva visoku čvrstoću i otpornost na habanje.
5. Prednosti i nedostaci
Prednosti:
Visoki omjer čvrstoće-i-težine:Jači od mnogih ugljičnih čelika, omogućujući lakše dizajne.
Izvrstan vijek trajanja:Duži od standardnog ugljičnog čelika u abrazivnim okruženjima.
Dobra obradivostu žarenom stanju.
Dobro reagira na toplinsku obradu:Svojstva se mogu prilagoditi za specifične primjene.
Besprijekorna konstrukcija:Nema zavarenog šava, što je potencijalna točka kvara.
Nedostaci:
Cijena:Skuplje od standardnih cijevi od ugljičnog čelika poput A513 ili A500.
Zavarljivost:Jadno. Zahtijeva toplinsku obradu prije-i post-zavarivanja (PWHT) kako bi se izbjeglo pucanje zbog njegove visoke otvrdljivosti.
Nije otporan na koroziju:Hrđat će ako nije zaštićen galvanizacijom, bojanjem ili drugim premazima.
Pretjerano za jednostavne aplikacije:Nije isplativo-ako nije potrebna velika čvrstoća.
Usporedba s drugim standardima
ASTM A519 1020 / 1026:Niskougljični čelik. Mnogo lakši za zavarivanje i obradu, ali ima manju čvrstoću i ne može se toplinski obrađivati.
ASTM A519 4130:Još jedan Cr-Mo čelik, ali s nižim udjelom ugljika (~0,30%). Nešto manje kaljiv i jak od 4140, ali ima bolju zavarljivost. Često se koristi u konstrukcijskim i zrakoplovnim okvirima.
ASTM A106 Gr B:Standard za bešavne cijevi namijenjene radu na visokim-temperaturama (npr. cjevovodi). To je ugljični čelik i obično se ne koristi za mehaničke primjene gdje su čvrstoća i habanje ključni.
ASTM A500:Standard za konstrukcijske cijevi (često zavarene). Namijenjen je općoj konstrukciji i nema kontroliranu kemiju ili toplinsku obradu kao A519 4140.
Zaključak
ASTM A519 4140 čelična cijevje premium-razredbešavne mehaničke cijeviodabran za zahtjevne primjene koje zahtijevaju kombinacijuvisoka čvrstoća, žilavost i otpornost na habanje. Kada trebate cijev koja će također funkcionirati kao visoko{1}}strojna komponenta, ovo je često-materijal.
Prilikom nabave ovog materijala, ključno je navesti ono što se tražistanje toplinske obrade(npr. žareno, kaljeno i kaljeno) kako biste osigurali mehanička svojstva koja vaš dizajn zahtijeva.
