Как сравнить 4140 и 4150 Steel?

Супермен может быть «человеком из стали», но проницательный ученый может спросить: какого типа?

В то время как сталь является одним из самых прочных и важных материалов на Земле, его используют в обычных предметы домашнего обихода, такие как скрепки для балок в небоскребах и автомобильные корпуса, не вся сталь равный. Два самых распространенных стальные сплавы, Стали 4140 и 4150, различаются по прочности, а также по условиям их использования.

Сталь - это сплав или смесь более чем одного элемента. В основном это железо с примерно 1 процентом углерода, а иногда и небольшими количествами других материалов.

Сталь 4140 и 4150 - это два особо прочных и твердых сплава стали. Помимо углерода, каждый из них содержит от 0,80 до 1,10 процента хрома и от 0,15 до 0,25 процента молибдена.

Общество инженеров автомобильной промышленности (SAE) и Американский институт черной металлургии (AISI) используют четырехзначная система для обозначения химического состава стали. Для стальных сплавов первые две цифры указывают на основные присутствующие легирующие элементы, а последние две цифры указывают на содержание углерода в сотых долях процента. Это означает, что стали 4140 и 4150 имеют одинаковые легирующие элементы, хром и молибден, но сталь 4150 содержит больше углерода.

С точки зрения свойств, различия между сталью 4140 и 4150 включают:

• Предел прочности, который описывает максимальное напряжение от растяжения, которое может выдержать материал до того, как он начнет ломаться. Материал 4150 имеет более высокую прочность на разрыв, чем материал 4140.
• Пластичность и удобоукладываемость, которые указывают на простоту использования стали. В то время как сталь 4140 и 4150 легко сваривается, материал 4140 более известен своей пластичностью или способностью изгибаться, а также тем фактом, что его можно использовать в условиях холодной работы. Материал 4150, с другой стороны, перед использованием необходимо подвергнуть термообработке.

Другой распространенный сплав железа, используемый в инструментах, известен как D2. Она на 86 процентов такая же, как сталь 4140, но, в частности, содержит более высокий процент углерода и хрома. Сталь D2 может иметь самую высокую пластичность среди стальных инструментов.

Производители могут устанавливать свойства материалов для различных сталей, включая стали D2, 1440 и 1450, с помощью процесса, известного как термическая обработка. Тщательный контроль того, как тепло применяется к углеродистой легированной стали, изменяет молекулярное расположение внутри стали, что приводит к ее различным свойствам.

Например, стальные сплавы, которые отожженный доводят до высокой температуры в печи, а затем дают медленно остыть. Этот вариант позволяет получить сталь с большей пластичностью и меньшей хрупкостью, а это означает, что она не будет ломаться от внутренних напряжений так же легко, как другой вариант.

тем временем закалка это термообработка, которая происходит при более низких температурах и увеличивает ударную вязкость и пластичность материала, хотя также несколько снижает его прочность. Чем больше пластичность достигается, тем больше теряется прочность, но обычно не настолько, чтобы изменить вариант использования стали. Аналогичным образом закаляются и другие материалы, в том числе алюминий.

Помимо углерода, хрома и молибдена, для образования стальных сплавов с особыми свойствами обычно используются несколько других элементов. К ним относятся кобальт, марганец, вольфрам и ванадий.

Помимо стали 1440 и 1450, наиболее распространенными сплавами являются 4340 (никель-хром-молибденовая сталь), 6150 (хромованадиевая сталь) и 8620 (сталь HSLA).

HSLA означает "высокопрочные низколегированные,"что означает, что сталь предназначена для конкретных механический требования, а не химический композиции. Следовательно, данный тип легированной стали HSLA может фактически иметь различное количество добавленных элементов. В порядке убывания процентного содержания сталь 8620 состоит из железа, углерода, кремния, молибдена, марганца, никеля, хрома, серы и фосфора.