فولاد آلیاژی Mo40 یا AISI 4140 چیست؟
فولاد Mo40 یا AISI 4140 یکی از فولادهای آلیاژی است که برای تولید قطعات ماشینی و ابزارهای بلندپایه استفاده میشود.
این فولاد با ترکیبی از کربن، کروم، مولیبدن و سیلیسیوم تهیه میشود و به دلیل خواص مکانیکی بالا، سختی، انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر سایش، بسیار محبوب است. همچنین، فولاد AISI 4140 دارای مقاومت در برابر خستگی بالا است و معمولاً در قطعاتی که تحت بارهای ضربه‌ای قرار می‌گیرند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این فولاد در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، هوافضا، صنایع دریایی، ماشین‌سازی و ساخت قطعات آسانسور استفاده میشود.
فولاد AISI 4140 دارای مقاومت در برابر خوردگی و خوردگی ترکیبی نیز است که آن را برای استفاده در محیط‌های خورنده مانند اسیدها، آلکالی ها و آب شور مناسب می‌کند. همچنین، فولاد AISI 4140 قابلیت حرارت‌درمانی را دارد و به راحتی می‌توان آن را به روش‌های مختلفی مانند تمپرینگ و کوئنچینگ زیر گرما تیز کرد تا خواص مکانیکی آن بهبود یابد.
این فولاد در برابر حرارت نیز مقاوم است و در دماهای بالا قابل استفاده است. به عنوان مثال، فولاد AISI 4140 می‌تواند در دماهای تا 550 درجه سانتیگراد بدون تغییر خواص مکانیکی به کار برود.
در کارخانجات تولید قطعات ماشینی، فولاد AISI 4140 معمولاً به صورت قضیه‌های استوانه‌ای، لوله‌ای و صفحه‌ای عرضه میشود. قطعاتی که از این فولاد ساخته می‌شوند شامل شفت‌ها، گیره‌ها، پیچ‌ها، صفحات نگهدارنده و قطعات دیگری هستند.
فولاد Mo40 یا AISI 4140 چگونه ساخته می شود؟
فولاد Mo40 یا AISI 4140 با قرار دادن آهن، کربن و سایر عناصر آلیاژی در یک کوره الکتریکی یا کوره اکسیژن ساخته می شود. عناصر آلیاژی اصلی اضافه شده به AISI 4140 عبارتند از: کروم منگنز مولیبدن هنگامی که آهن، کربن و سایر عناصر آلیاژی به شکل مایع با هم مخلوط شدند، اجازه داده می شود تا خنک شود. سپس فولاد ممکن است آنیل شود. احتمالا چندین بار
پس از اتمام عملیات بازپخت، فولاد را مجدداً تا فاز مذاب گرم می‌کنند تا بتوان آن را به شکل مورد نظر ریخت و از طریق غلتک‌ها یا ابزارهای دیگر به صورت گرم یا سرد کار کرد تا به ضخامت مورد نظر برسد. البته عملیات ویژه دیگری نیز وجود دارد که می توان برای کاهش مقیاس آسیاب یا بهبود خواص مکانیکی به این موارد اضافه کرد.
فولادهای آلیاژی با اعداد چهار رقمی AISI مشخص می‌شوند و انواع مختلفی از فولادها را تشکیل می‌دهند که هر کدام ترکیبی از محدودیت‌های B، C، منگنز، Mo، Ni، Si، Cr و Va برای فولادهای کربنی دارند.
فولاد آلیاژی AISI 4140 یک فولاد کم آلیاژ حاوی کروم، مولیبدن و منگنز است. دارای استحکام خستگی بالا، مقاومت در برابر سایش و ضربه، چقرمگی و استحکام پیچشی است. دیتاشیت زیر نمای کلی فولاد آلیاژی AISI 4140 را ارائه می دهد.
آهنگری:
دمای شکل دهی گرم: 1050-850oC.
اندازه فولاد های آلیاژی :
نورد: قطر 40-200 میلی متر
فورج: قطر 80-600 میلی متر
مشخصات فیزیکی :
با توجه به استانداردهای مختلف، مشخصات فیزیکی فولاد AISI 4140 ممکن است متفاوت باشد. اما در کل، این فولاد دارای مشخصات فیزیکی زیر است:
- چگالی: 7.85 g/cm³
- ضریب انبساط حرارتی: 12.2 μm/m-℃ (برای دمای 20-100 درجه سانتیگراد)
- مقاومت الکتریکی: 0.21 x 10^-6 Ω.m
- مقاومت به خمش: 100-140 ksi (689-965 MPa)
- مقاومت به کشش: 155-200 ksi (1069-1379 MPa)
- حد استحکام تسلیم: 95-130 ksi (655-896 MPa)
- مدول الاستیسیته: 29-30 Msi (200-207 GPa)
مقادیر بالا برای فولاد AISI 4140 پس از حرارت‌درمانی به روش T6 تعیین شده‌اند و ممکن است در صورت استفاده از روش‌های دیگر، مقادیر مشخصات فیزیکی آن متفاوت باشد.
فرم دهی :
فولاد آلیاژی Mo40 یا AISI 4140 شکل پذیری بالایی دارد. می توان آن را با استفاده از تکنیک های مرسوم در شرایط آنیل تشکیل داد. برای شکل دهی به فشار یا نیروی بیشتری نیاز دارد زیرا از فولادهای کربنی ساده سخت تر است
جوشکاری :
فولاد آلیاژی Mo40 یا AISI 4140 را می توان با استفاده از تمام تکنیک های معمولی جوش داد. اما در صورت جوشکاری در شرایط عملیات حرارتی، خواص مکانیکی این فولاد تحت تأثیر قرار می گیرد و باید عملیات حرارتی پس از جوش انجام شود.
حرارت در فولاد آلیاژی:
فولاد آلیاژی AISI 4140 در دمای 845 درجه سانتیگراد (1550 درجه فارنهایت) گرم می شود و سپس در روغن خاموش می شود. قبل از سخت شدن، می توان آن را با حرارت دادن در دمای 913 درجه سانتیگراد (1675 درجه فارنهایت) برای مدت طولانی و به دنبال آن خنک سازی هوا، نرمال کرد.
آهنگری:
فولاد آلیاژی Mo40 یا AISI 4140 در دمای 926 تا 1205 درجه سانتیگراد (1700 تا 2200 درجه فارنهایت) آهنگری می شود.
سردکاری:
فولاد Mo40 یا AISI 4140 یا را می توان با استفاده از روش های مرسوم در شرایط آنیل سرد کار کرد.
آنیل کردن:
فولاد-Mo40فولاد آلیاژی Mo40 یا AISI 4140 در دمای 872 درجه سانتیگراد (1600 درجه فارنهایت) آنیل می شود و سپس به آرامی در کوره خنک می شود.
خواص مکانیکی فولاد mo40 یا 4140
AISI 4140 – mo40 یک فولاد کم آلیاژ است. فولادهای کم آلیاژ به عناصری غیر از آهن و کربن برای افزایش خواص مکانیکی خود متکی هستند. در AISI 4140 – mo40 از افزودن کروم، مولیبدن و منگنز برای افزایش استحکام و سخت شدن فولاد استفاده شده است. افزودن کروم و مولیبدن به همین دلیل است که AISI 4140 یک فولاد “کرومولی” در نظر گرفته می شود.
چندین ویژگی مکانیکی مهم AISI 4140 وجود دارد، از جمله: استحکام کششی: فولاد AISI 4140 معمولاً دارای مقاومت کششی نهایی حدود 95000 psi است.
برای مشاوره و خرید اینترنتی با ما تماس بگیرید.
روش شناسی تجربی فولاد MO40
قطعه کار مورد استفاده در این تحقیق از فولاد MO40 ساخته شده است. قسمت های استوانه ای آن 25 میلی متر است
طولی و قطر 50 میلی متر. برای عملیات سنگ زنی از دستگاه آسیاب M7135A استفاده می شود.
گیره مغناطیسی را می توان در طیف گسترده ای از پردازش فلز استفاده کرد. که برای استفاده روزانه مناسب است سنگ زنی، آسیاب، EDM و اندازه گیری. این فناوری گیره با دقت بالا و بدون اعوجاج را امکان پذیر می کند و طول عمر بنابراین با توجه به مزایای ذکر شده، این نوع گیره کافی به نظر می رسد. یک تصویر عملیات سنگ زنی برودتی در شکل نشان داده شده است
علت نامگذاری
بر اساس SAE (انجمن مهندسان خودرو)، فولادهایی که دارای ساختار نامگذاری 41XX هستند، به طور غیر رسمی به عنوان فولاد کرومولی شناخته می شوند یا فولاد کروم-مولیبدن هستند. این فولادها معمولاً بسیار سخت تر و سخت تر از فولاد کربن معمولی هستند.
عناصر آلیاژی به فولاد این امکان را می دهند که برای به دست آوردن خواص فیزیکی قوی تر، عملیات حرارتی شود. دو رقم آخر میزان کربن در فولاد است. در مورد 4140، 0.40 درصد کربن و 4150 دارای محتوای کربن 0.50 درصد است.
تفاوت فولاد 4150 با 4140
استحکام کششی: 4150 استحکام کششی بالاتری دارد، به این معنی که آستانه بالاتری برای تنش قبل از شکست دارد.
شکل‌پذیری و کارپذیری: 4140 انعطاف‌پذیرتر است، به این معنی که می‌توان آن را راحت‌تر از 4150 خم کرد. همچنین می‌توان از آن در شرایط کار سرد استفاده کرد در حالی که 4150 قبل از شکل‌دهی نیاز به عملیات حرارتی دارد.
فولاد mo40 یا 4140 در کجاها استفاده میشود؟
این نوع فولادها معمولاً در صنایعی مانند هوافضا، دفاع، معادن زیرزمینی، نفت و گاز یا خودروسازی استفاده می‌شوند. برخی از محصولاتی که ممکن است از 4150 برای آنها استفاده کنید شفت، سوپاپ یا چرخ دنده هستند در حالی که 4140 ممکن است برای میل لنگ، چرخ دنده ها، یقه ها و قطعات ماشین آلات استفاده شود.
مقاله های پیشنهادی :
- قیمت و مشخصات لوله مانیسمان
- فولاد ضد زنگ 304 – دکتر فولاد
- فولاد آلیاژی mo40 – 4140 – محصولات با کیفیت و بهترین قیمت