როგორ შევადაროთ 4140 და 4150 ფოლადი?

სუპერმენი შეიძლება იყოს "ფოლადის ადამიანი", მაგრამ გამჭრიახმა მეცნიერმა შეიძლება იკითხოს: რომელი ტიპის?

მიუხედავად იმისა, რომ ფოლადი ერთ – ერთი ყველაზე ძლიერი და ყველაზე მნიშვნელოვანი მასალაა დედამიწაზე, ზოგადი გამოყენებებით საყოფაცხოვრებო ნივთები, როგორიცაა ქაღალდის სამაგრები, ცათამბჯენებისა და საავტომობილო ჭურვების შესაკრავებში, ყველა ფოლადი არ არის თანაბარი ორი ყველაზე გავრცელებული ფოლადის შენადნობები, 4140 და 4150 ფოლადი, განსხვავდება როგორც სიძლიერით, ასევე პირობებით, რომლებშიც ისინი გამოსადეგია.

ფოლადი არის შენადნობი, ან ერთზე მეტი ელემენტის ნარევი. ეს ძირითადად რკინაა, დაახლოებით 1 პროცენტით ნახშირბადით და ზოგჯერ მცირე რაოდენობით სხვა მასალებით.

4140 და 4150 ფოლადი არის ფოლადის ორი ძლიერი და მყარი შენადნობი. ნახშირბადის გარდა, თითოეული მათგანი შეიცავს 0.80-დან 1.10 პროცენტამდე ქრომს და 0.15-დან 0.25 პროცენტამდე მოლიბდენს.

საავტომობილო ინჟინრების საზოგადოება, ან SAE და ამერიკის რკინისა და ფოლადის ინსტიტუტი, ან AISI, იყენებენ ა ოთხნიშნა სისტემა

მათი თვისებების მიხედვით, 4140 და 4150 ფოლადს შორის განსხვავებები მოიცავს:

• დაძაბვის ძალა, რომელიც აღწერს მაქსიმალურ სტრესს მოზიდვისგან, რომელსაც შეუძლია გაუძლოს მასალა, სანამ არ დაიწყებს გაწყვეტას. 4150 მასალას აქვს უფრო მაღალი სიმტკიცე, ვიდრე 4140 მასალა.
• Ductility და შრომისუნარიანობა, რომლებიც ეხება ფოლადების მარტივად გამოყენებას. მიუხედავად იმისა, რომ 4140 და 4150 ფოლადის შედუღება შეიძლება მარტივად, 4140 მასალა უფრო ცნობილია თავისი დუსტურობით, მოხრის უნარით და იმით, რომ ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას ცივ სამუშაო პირობებში. სამაგიეროდ, 4150 მასალა უნდა იქნას დამუშავებული გამოყენებამდე.

ინსტრუმენტებში ნაპოვნი კიდევ ერთი ჩვეულებრივი რკინის შენადნობი ცნობილია როგორც D2. ეს 86 პროცენტით იგივეა, რაც 4140 ფოლადი, მაგრამ განსაკუთრებით შეიცავს ნახშირბადის და ქრომის უფრო მეტ პროცენტს. D2 ფოლადს შეიძლება ჰქონდეს უმაღლესი ductility ფოლადის ხელსაწყოებს შორის.

მწარმოებლებს შეუძლიათ დაადგინონ სხვადასხვა ფოლადის, მათ შორის D2, 1440 და 1450 ფოლადის, მატერიალური თვისებები ისეთი პროცესით, რომელიც ცნობილია, როგორც სითბოს მკურნალობა. ნახშირბადის შენადნობის ფოლადზე ფრთხილად კონტროლი ცვლის ფოლადის შიგნით მოლეკულურ წყობას, რაც იწვევს მის განსხვავებულ თვისებებს.

მაგალითად, ფოლადის შენადნობები ანელირებული მაღალ ტემპერატურაზე მიიყვანეს ღუმელში, შემდეგ ნელა აცივებენ. ამ ვარიანტის შედეგად ფოლადი მიიღება უფრო მეტი ductility და ნაკლები brittleness, რაც იმას ნიშნავს, რომ იგი არ დაარღვიოს შიდა სტრესი ისე მარტივად, როგორც სხვა ვარიანტი.

ამასობაში წრთობა არის სითბოს მკურნალობა, რომელიც ხდება უფრო დაბალ ტემპერატურაზე და ზრდის მასალის სიმკვრივეს და დუსტურობას, თუმცა ასევე გარკვეულწილად ამცირებს მის სიმტკიცეს. რაც უფრო მეტი ductility მიიღება, მით მეტი ძალა იკარგება, მაგრამ, როგორც წესი, არა იმდენად, რომ ფოლადის გამოყენების შემთხვევაში შეიცვალოს. სხვა მასალები, მათ შორის ალუმინის, ხასიათდება იმავე გზით.

ნახშირბადის, ქრომისა და მოლიბდენის გარდა, რამდენიმე სხვა ელემენტი ჩვეულებრივ გამოიყენება სპეციფიკური თვისებების ფოლადის შენადნობების შესაქმნელად. მათ შორისაა კობალტი, მანგანუმი, ვოლფრამი და ვანადიუმი.

1440 და 1450 ფოლადის გარდა, ყველაზე გავრცელებული შენადნობებია 4340 (ნიკელ-ქრომი-მოლიბდენის ფოლადი), 6150 (ქრომი-ვანადიუმის ფოლადი) და 8620 (HSLA ფოლადი).

HSLA ნიშნავს "მაღალი სიმკვრივის დაბალი შენადნობი,"რაც ნიშნავს, რომ ფოლადი შექმნილია სპეციფიკური დასაკმაყოფილებლად მექანიკური მოთხოვნები ვიდრე ქიმიური კომპოზიციები. ამიტომ, მოცემული ტიპის HSLA ფოლადის შენადნობას შეიძლება სინამდვილეში ჰქონდეს სხვადასხვა რაოდენობის ელემენტების დამატება. პროცენტული კლებადობით 8620 ფოლადი შედგება: რკინის, ნახშირბადის, სილიციუმის, მოლიბდენის, მანგანუმის, ნიკელის, ქრომის, გოგირდისა და ფოსფორისგან.