L'acciaio si ottiene aggiungendo carbonio al ferro fuso. Varie quantità di carbonio producono diversi tipi di acciaio. Ogni tipo di acciaio è designato da un numero. Pertanto, 4140 è una designazione di un solo tipo di acciaio, contenente un contenuto di carbonio dallo 0,38% allo 0,43%. E' importante, però, capire gli usi di questo tipo di acciaio e le sue caratteristiche di lavorazione.
Qualità di indurimento
Quando l'acciaio esce per la prima volta dal forno di fusione e viene lasciato raffreddare, è un metallo morbido. Se l'acciaio viene riscaldato fino quasi a fondersi e raffreddato rapidamente, solitamente immergendolo in acqua molto fredda, diventa molto duro. Questo processo è chiamato tempra e rinvenimento. L'acciaio a basso contenuto di carbonio non si indurisce bene, quindi non può essere utilizzato per realizzare strumenti come punte da trapano. Gli acciai con un contenuto di carbonio superiore a 4140 diventano molto duri. Questi sono usati per realizzare macchine utensili come le punte del router. L'acciaio 4140 è a metà strada tra acciaio dolce e acciaio per utensili. Gli esperti di acciaio della Interalloy Materials Company notano che il 4140 ha buone proprietà di indurimento.
Qualità di lavorazione
Prima che il 4140 sia indurito, è morbido e la macchina si taglia facilmente. Una lama di seghetto lo taglierà. Secondo Interalloy, anche esso forgia. La forgiatura è un processo in cui l'acciaio viene riscaldato quasi fino alla fusione e poi martellato. Questo processo impacchetta le molecole più vicine tra loro, creando un acciaio più denso e più forte. Dopo l'indurimento, lavora abbastanza bene in operazioni come segare, fresare o molare. Gli istruttori delle officine meccaniche del Fox Valley Technical College raccomandano varie velocità di taglio per i mulini. Se si utilizzano normali punte da taglio per acciaio per utensili, la velocità di fresatura è compresa tra 60 e 100 piedi al minuto o fpm. Se si utilizzano punte in metallo duro molto dure, la velocità di fresatura è compresa tra 275 e 450 fpm. Come per tutti gli acciai, l'utilizzo di un fluido di raffreddamento sugli utensili da taglio aiuta notevolmente nel processo di lavorazione.
Proprietà di saldatura
Gli esperti di Speedy Metals Supply Company e Interalloy concordano sul fatto che il 4140 non si salda bene. A causa della sua composizione chimica, nelle saldature si sviluppano crepe da sforzo. Pertanto, un progettista o un ingegnere di macchine progetta un'area saldata con altri tipi di acciaio anziché 4140. Interalloy raccomanda che se si deve eseguire la saldatura, dovrebbe essere completata prima che l'acciaio sia indurito.
Forme e usi tipici
L'acciaio 4140 è disponibile in tondino, quadro, piatto e tubo cavo. Puoi ordinare praticamente qualsiasi dimensione, forma o quantità che desideri da una moltitudine di fornitori. L'acciaio 4140 è ampiamente utilizzato per realizzare ingranaggi, cuscinetti, alberi di macchine, rulli e bulloni. Nel complesso, questo tipo di acciaio è economico e abbondante, quindi non devi preoccuparti del costo se commetti un errore sulla prima parte o due.