Stal jest wytwarzana przez dodanie węgla do stopionego żelaza. Różne ilości węgla dają różne rodzaje stali. Każdy rodzaj stali jest oznaczony numerem. Dlatego 4140 to oznaczenie tylko jednego rodzaju stali, o zawartości węgla od 0,38% do 0,43%. Ważne jest jednak, aby zrozumieć zastosowania tego rodzaju stali i jej właściwości robocze.
Właściwości hartownicze
Kiedy stal po raz pierwszy wychodzi z pieca do topienia i może ostygnąć, jest miękkim metalem. Jeśli stal zostanie podgrzana do prawie topienia i szybko schłodzona, zwykle przez zanurzenie w bardzo zimnej wodzie, staje się bardzo twarda. Proces ten nazywa się hartowaniem i odpuszczaniem. Stal o niskiej zawartości węgla nie twardnieje dobrze, dlatego nie można jej używać do produkcji narzędzi, takich jak wiertła. Stal o wyższej zawartości węgla niż 4140 staje się bardzo twarda. Są one używane do produkcji obrabiarek, takich jak frezy. Stal 4140 jest w połowie drogi między stalą miękką a stalą narzędziową. Eksperci od stali z firmy Interalloy Materials zauważają, że 4140 ma dobre właściwości hartujące.
Właściwości obróbki
Zanim 4140 utwardzi się, jest miękki i łatwo tnie się maszynowo. Brzeszczot do metalu przetnie go. Według Interalloy to również kuźnia. Kucie to proces, w którym stal jest podgrzewana prawie do stopienia, a następnie uderzana. Ten proces powoduje upakowanie cząsteczek bliżej siebie, dzięki czemu stal jest gęstsza i mocniejsza. Po hartowaniu dość dobrze obrabia się w operacjach takich jak piłowanie, frezowanie czy szlifowanie. Instruktorzy warsztatu mechanicznego w Fox Valley Technical College zalecają różne prędkości cięcia dla młynów. W przypadku używania zwykłych wierteł do cięcia stali narzędziowej prędkość frezowania wynosi od 60 do 100 stóp na minutę lub fpm. W przypadku używania bardzo twardych wierteł z węglików spiekanych prędkość frezowania wynosi od 275 do 450 stóp na minutę. Podobnie jak w przypadku wszystkich stali, stosowanie płynu chłodzącego na narzędziach skrawających bardzo pomaga w procesie obróbki.
Właściwości spawalnicze
Eksperci z firmy Speedy Metals Supply Company i firmy Interalloy są zgodni, że 4140 nie spawa dobrze. Z powodu składu chemicznego w spoinach powstają pęknięcia naprężeniowe. Dlatego projektant maszyny lub inżynier projektuje obszar spawany z innymi rodzajami stali, w przeciwieństwie do 4140. Interalloy zaleca, aby spawanie było wykonywane przed utwardzeniem stali.
Typowe kształty i zastosowania
Stal 4140 jest dostępna w postaci okrągłego pręta, kwadratowego pręta, płaskiej kolby i pustej rury. Możesz zamówić dowolny rozmiar, kształt lub ilość od wielu dostawców. Stal 4140 jest szeroko stosowana do produkcji kół zębatych, łożysk, wałów maszyn, rolek i śrub. Ogólnie rzecz biorąc, ten rodzaj stali jest tani i dostępny w dużych ilościach, więc nie musisz się martwić o koszty, jeśli popełnisz błąd w pierwszej lub dwóch częściach.