Kuinka vertaa 4140 ja 4150 terästä?

Teräsmies voi olla "teräsmies", mutta arvostelukykyinen tiedemies saattaa kysyä: minkä tyyppinen?

Teräs on yksi maapallon vahvimmista ja tärkeimmistä materiaaleista taloustavarat, kuten paperiliittimet pilvenpiirtäjien palkkeihin ja autokuoret, kaikki teräkset eivät ole yhtä suuri. Kaksi yleisintä terässeokset, 4140 ja 4150 teräs, eroavat toisistaan ​​lujuudeltaan ja olosuhteiltaan, joissa niitä voidaan käyttää.

Teräs on seos tai useamman kuin yhden elementin seos. Se on pääasiassa rautaa, jossa on noin 1 prosentti hiiltä ja joskus pieniä määriä muita materiaaleja.

Teräkset 4140 ja 4150 ovat kaksi erityisen vahvaa ja kovaa seosta. Hiilen lisäksi ne sisältävät kukin 0,80 - 1,10 prosenttia kromia ja 0,15 - 0,25 prosenttia molybdeenia.

Automotive Engineers Society (SAE) ja American Iron and Steel Institute tai AISI käyttävät a nelinumeroinen järjestelmä teräksen kemiallisen koostumuksen osoittamiseksi. Terässeoksista kaksi ensimmäistä numeroa ilmaisevat tärkeimmät seosaineet, ja kaksi viimeistä numeroa antavat hiilipitoisuuden sadasosina prosentteina. Tämä tarkoittaa, että 4140 ja 4150 teräksissä on samat seosaineet, kromi ja molybdeeni, mutta 4150 teräksessä on enemmän hiiltä.

Ominaisuuksiltaan erot 4140 ja 4150 teräksen välillä ovat:

• Vetolujuus, joka kuvaa vetämisen aiheuttaman maksimikuormituksen, jonka materiaali kestää ennen murtumista. 4150-materiaalilla on suurempi vetolujuus kuin 4140-materiaalilla.
• Sitkeys ja työstettävyys jotka viittaavat terästen helppokäyttöisyyteen. Vaikka sekä 4140- että 4150-teräs voidaan hitsata helposti, 4140-materiaali tunnetaan paremmin sitkeydestään tai taipumiskyvystään ja siitä, että sitä voidaan käyttää kylmissä työolosuhteissa. Toisaalta 4150-materiaali on lämpökäsiteltävä ennen käyttöä.

Toinen yleinen työkaluista löytyvä rautaseos tunnetaan nimellä D2. Se on 86 prosenttia sama kuin 4140 teräs, mutta sisältää erityisesti enemmän hiiltä ja kromia. D2-teräksellä voi olla korkein sitkeys terästyökalujen joukossa.

Valmistajat voivat asettaa eri terästen, mukaan lukien D2-, 1440- ja 1450-terästen, materiaaliominaisuudet nimellä lämpökäsittely. Hiiliseosteräksen lämmön levittämisen huolellinen hallinta muuttaa molekyylijärjestelyä teräksen sisällä, mikä johtaa sen erilaisiin ominaisuuksiin.

Esimerkiksi terässeokset, jotka ovat hehkutettu kuumennetaan uunissa korkeaan lämpötilaan, minkä jälkeen niiden annetaan jäähtyä hitaasti. Tämä vaihtoehto johtaa teräkseen, jolla on enemmän sitkeyttä ja vähemmän haurautta, mikä tarkoittaa, että se ei irtoa sisäisistä jännityksistä yhtä helposti kuin toinen vaihtoehto.

sillä välin karkaisu on lämpökäsittely, joka tapahtuu alemmissa lämpötiloissa ja lisää materiaalin sitkeyttä ja sitkeyttä, vaikka se myös vähentää jonkin verran sen lujuutta. Mitä enemmän sitkeyttä saavutetaan, sitä enemmän lujuutta menetetään, mutta yleensä ei niin paljon teräksen käyttötapauksen muuttamiseksi. Muut materiaalit, mukaan lukien alumiini, karkaistaan ​​samalla tavalla.

Hiilen, kromin ja molybdeenin lisäksi useita muita alkuaineita käytetään yleisesti tiettyjen ominaisuuksien omaavien terässeosten muodostamiseen. Näitä ovat koboltti, mangaani, volframi ja vanadium.

Terästen 1440 ja 1450 lisäksi yleisimpiä seoksia ovat 4340 (nikkeli-kromi-molybdeeniteräs), 6150 (kromi-vanadiumteräs) ja 8620 (HSLA-teräs).

HSLA tarkoittaa "erittäin luja matala seos,"mikä tarkoittaa, että teräs on suunniteltu vastaamaan erityisiä mekaaninen vaatimusten sijaan kemiallinen sävellykset. Siksi tietyn tyyppiseen HSLA-terässeoksesta voidaan itse asiassa lisätä vaihtelevia määriä alkuaineita. Prosentuaalisesti laskevassa järjestyksessä 8620 teräs koostuu raudasta, hiilestä, piistä, molybdeenistä, mangaanista, nikkelistä, kromista, rikistä ja fosforista.