年級介紹：

SAE 4140 合金鋼等級是一種多功能合金，具有良好的耐大氣腐蝕性能和合理的強度。它顯示出強度、韌性、耐磨性和疲勞強度的良好整體組合。

 

等級申請：

SAE 4140 合金鋼等級在航空航天和石油和天然氣工業中作為鍛件有許多應用，在汽車、農業和國防工業中也有無數用途。典型用途是鍛造齒輪和軸、主軸、夾具、夾具和軸環。

 

同等學分：

美國	丁	學士	學士	日本
ASTM A29	DIN 1654	EN 10084	BS 970	JIS G4103
4140	1.6523/21NiCrMo2	1.6523/21NiCrMo2-2	805M20	SNCM220

化學成分：

下表顯示了SAE4140鋼的化學成分：

標準	年級	C	錳	磷	秒	硅	鉻	莫
ASTM A29	4140	0.38-0.43	0.75-1.00	0.035	0.040	0.15-0.35	0.8-1.10	0.15-0.25
EN 10250	42CrMo4 /1.7224	0.38-0.45	0.6-0.9	0.035	0.035	0.4	0.9-1.2	0.15-0.30
JIS G4105	單片機440	0.38-0.43	0.60-0.85	0.03	0.03	0.15-0.35	0.9-1.2	0.15-0.30

 

機械性能：

特性	公制	帝國
抗拉強度	655兆帕	95000 磅/平方英寸
屈服強度	415兆帕	60200 磅/平方英寸
體積模量（鋼的典型值）	140 吉帕	20300 ksi
剪切模量（鋼的典型值）	80 吉帕	11600 ksi
彈性模量	190-210 吉帕	27557-30458 ksi
泊松比	0.27-0.30	0.27-0.30
斷裂伸長率（50 毫米）	25.70%	25.70%
硬度，布氏	197	197
硬度，努氏（從布氏硬度換算）	219	219
硬度，洛氏 B（從布氏硬度換算）	92	92
硬度，洛氏 C（從布氏硬度換算。低于正常 HRC 范圍的值，僅供比較）	13	13
硬度，維氏（從布氏硬度換算）	207	207
可加工性（基于 AISI 1212 作為 100 可加工性）	65	65

 

硬度：

197

 

熱處理：

熱處理是在熱加工后進行的，以使鋼適合機加工并滿足鋼的特定應用規定的機械性能范圍。

 

硬化：

SAE 4140 合金鋼棒、板和方鋼可通過冷加工或加熱和淬火硬化。

SAE 4140 合金鋼通常經過熱處理，硬度為 18-22 HRC。如需進一步熱處理，則加熱至840℃～875℃，保溫至整個截面溫度均勻，每25mm截面保溫10～15分鐘，根據需要在油、水或聚合物中淬火。

 

回火：

根據需要將 SAE4140 級鋼重新加熱至 550℃ - 700 ℃，保持整個截面溫度均勻，每 25 毫米截面均熱 1 小時，然后在靜止空氣中冷卻。

 

物理特性：

SAE 4140 合金鋼的物理特性在下表中突出顯示。

特性	公制	帝國
密度	7.85 克/厘米3	0.284 磅/英寸³
熔點	1416℃	2580°F

 

熱性能：

特性	公制	帝國
密度	7.85 克/厘米3	0.284 磅/英寸³
熔點	1416℃	2580°F

 

鍛造性能：

SAE 4140 鋼的鍛造應在 2200 至 1650 º F（1200 至 900 º C）之間進行。鍛造的精加工溫度越低，晶粒越細。理想情況下，這種合金鋼不應在低于 1650 º F (900 º C) 的溫度下鍛造，并且應在油或水中鍛造后緩慢冷卻。

 

壓力緩解：

應力消除加熱至 680 °C – 700 °C，保持整個切片的溫度均勻，每 25 毫米切片浸泡 1 小時，然后在靜止空氣中冷卻。

 

標準化：

該過程被定義為將鋼加熱到高于鐵素體到奧氏體轉變范圍的溫度，然后在空氣中冷卻到遠低于該轉變范圍的溫度。這種處理可以在鍛造產品上進行，作為最終熱處理之前的調節處理。正火還可用于細化鍛件的結構，這些鍛件可能因鍛造操作而冷卻不均勻。4140 牌號的標稱正火溫度為 1600 º F (870 º C)，但根據生產經驗，溫度可能需要高于或低于此數字 50 º F (10 º C)。事實上，當鍛件在滲碳或淬火和回火之前進行正火時，會使用正火溫度的上限。當正火是最終熱處理時，使用較低的溫度范圍。

 

退火：

SAE 4140 合金鋼在 872°C (1600°F) 下退火，然后在爐中緩慢冷卻。

 

密度：

特性	公制	帝國
密度	7.85 克/厘米3	0.284 磅/英寸³

 

可加工性：

SAE 4140 合金鋼在退火狀態下具有良好的機械加工性。

 

焊接：

SAE 4140 合金鋼可以使用所有傳統技術進行焊接。但這種鋼在熱處理狀態下焊接會影響其力學性能，應進行焊后熱處理。