Greita santrauka
ASTM A519 4140 klasėyra standartinė specifikacijabesiūliai anglies ir legiruotojo plieno mechaniniai vamzdžiai. „4140“ reiškia specifinę plieno rūšį (SAE/AISI 4140), kuri yra chromo -molibdeno lydinio plienas, žinomas dėl didelio stiprumo, gero kietumo ir puikaus atsparumo dilimui.
Jis pirmiausia naudojamas tais atvejais, kai mechaninės savybės yra svarbesnės nei slėgio sulaikymas.
1. Specifikacijų suskirstymas
ASTM A519:Tai yra pagrindinis ASTM International standartas, apimantis besiūlių mechaninių vamzdžių matmenų, mechaninius ir cheminius reikalavimus. Jis pavadintas "Standartinė besiūlių anglies ir legiruotojo plieno mechaninių vamzdžių specifikacija."
SAE 4140 (arba AISI 4140):Tai specifinė plieno rūšis, kurią apibrėžia Automobilių inžinierių draugija (SAE). Tai universalus ir plačiai naudojamaschromo-molibdeno (Cr-Mo) legiruoto plieno.
2. Pagrindinės 4140 plieno charakteristikos
Vamzdžio savybės tiesiogiai atsiranda dėl 4140 plieno chemijos ir terminio apdorojimo.
Chemija (įprasta):
Anglis (C): 0.38-0.43% ->Suteikia kietumo ir stiprumo.
Chromas (Cr): 0.80-1.10% ->Padidina kietumą, šiek tiek pagerina atsparumą korozijai ir padidina atsparumą dilimui.
Molibdenas (Mo): 0.15-0.25% ->Padidina kietumą ir stiprumą, ypač esant aukštai temperatūrai, ir sumažina trapumo riziką.
Manganas (Mn): 0.75-1.00% ->Padidina kietumą ir stiprumą.
Pagrindinės savybės:
Didelis stiprumas:Galima termiškai apdoroti iki labai didelio stiprumo.
Geras tvirtumas:Išlaiko gerą atsparumą smūgiams net esant dideliam stiprumo lygiui.
Puikus atsparumas dilimui:Idealiai tinka dalims, kurios patiria trintį ir dilimą.
Gana geras plastiškumasnormalizuotos arba atkaitintos būklės, leidžiančios apdirbti ir gaminti.
3. Bendrosios terminio apdorojimo sąlygos
ASTM A519 4140 vamzdis dažnai tiekiamas esant vienai iš kelių sąlygų, kurios smarkiai paveikia jo savybes:
Atkaitintas (ANL):Minkštiausia būsena. Lengvai apdirbamas, bet mažesnis stiprumas ir kietumas.
Normalizuotas (N):Šildoma ir{0}}aušinama oru. Užtikrina gerą stiprumo ir apdirbamumo pusiausvyrą.
Sumažintas stresas (SR):Šildomas, kad sumažintų vidinius įtempius dėl šalto tempimo, pagerinant matmenų stabilumą.
Atvėsintas ir grūdintas (Q&T):Tai yra dažniausia didelio stiprumo{0}}programų sąlyga. Plienas kaitinamas, greitai gesinamas aliejuje arba vandenyje, o po to grūdinamas (pakaitinamas), kad būtų pasiektas konkretus kietumo, stiprumo ir kietumo derinys.
Tipinės mechaninės A519 4140 Q&T savybės:
Tempimo stipris:95, 000 - 115 000 psi (655 - 795 MPa)
Derlingumo stiprumas:60, 000 - 80 000 psi (415 - 550 MPa)
Pailgėjimas: 18-22%
Kietumas:190 - 230 Brinelis (HB) - Gali būti daug didesnis, priklausomai nuo grūdinimo temperatūros.
4. Bendrosios programos
Ši medžiaga pasirinkta dėl mechaninių savybių, o ne dėl slėgio išlaikymo (nors gali). Pagrindinis jo naudojimas yra konstrukciniai komponentai ir judančios dalys:
Hidraulinių cilindrų statinės ir stūmokliai
Ašys ir velenai(pvz., pavaros velenai, krumpliaračių velenai)
Kaiščiai ir įvorės
Staklių komponentai(pvz., velenai, įvorės)
Automobilių ir kosmoso komponentai
Naftos ir dujų gręžinių įrankiai
Bendrosios mechaninės dalysreikalaujantis didelio stiprumo ir atsparumo dilimui.
5. Privalumai ir trūkumai
Privalumai:
Didelis stiprumo{0}}ir-svorio santykis:Tvirtesnis už daugelį anglinio plieno, todėl galima naudoti lengvesnes konstrukcijas.
Puikus dėvėjimo laikas:Atlaiko standartinį anglinį plieną abrazyvinėje aplinkoje.
Geras apdirbamumasatkaitintoje būsenoje.
Gerai reaguoja į terminį apdorojimą:Savybės gali būti pritaikytos konkrečioms programoms.
Besiūlė konstrukcija:Nėra suvirinimo siūlės, o tai gali būti gedimo vieta.
Trūkumai:
Kaina:Brangesni nei standartiniai anglinio plieno vamzdžiai, tokie kaip A513 arba A500.
Suvirinamumas:Vargšas. Norint išvengti įtrūkimų dėl didelio kietėjimo, reikalingas išankstinis-terminis ir po{2}}suvirinimo terminis apdorojimas (PWHT).
Neatsparus korozijai:Rūdys, jei neapsaugosite dengimu, dažymu ar kitomis dangomis.
Overkill paprastoms programoms:Nereikalingas{0}}ekonomiškumas, jei nereikia didelio stiprumo.
Palyginimas su kitais standartais
ASTM A519 1020 / 1026:Mažai anglies plienas. Daug lengviau suvirinti ir apdirbti, tačiau turi mažesnį stiprumą ir negali būti termiškai apdorotas.
ASTM A519 4130:Kitas Cr-Mo plienas, bet su mažesniu anglies kiekiu (~0,30 %). Šiek tiek mažiau kietėjantis ir tvirtas nei 4140, tačiau turi geresnį suvirinamumą. Dažnai naudojamas konstrukciniuose ir erdvėlaivių rėmuose.
ASTM A106 Gr B:Standartas besiūlių vamzdžių, skirtų aukštos{0}}temperatūroms (pvz., vamzdynams). Tai anglinis plienas ir paprastai nenaudojamas mechaniniams tikslams, kur svarbiausia yra stiprumas ir nusidėvėjimas.
ASTM A500:Struktūrinių vamzdžių (dažnai suvirintų) standartas. Jis skirtas bendrajai statybai ir neturi kontroliuojamos chemijos ar terminio apdorojimo A519 4140.
Išvada
ASTM A519 4140 plieninis vamzdisyra aukščiausios klasės-klasėbesiūliai mechaniniai vamzdžiaipasirinktas reiklioms programoms, kurioms reikalingas derinysdidelis stiprumas, tvirtumas ir atsparumas dilimui. Kai jums reikia vamzdžio, kuris taip pat veiktų kaip didelio našumo{1}}mašinos komponentas, dažnai reikia pereiti prie medžiagos.
Renkantis šią medžiagą, labai svarbu nurodyti reikalingą medžiagąterminio apdorojimo būklė(pvz., atkaitintas, gesintas ir grūdintas), kad užtikrintumėte, jog jūsų konstrukcijai reikia mechaninių savybių.
