Stål tillverkas genom att tillsätta kol till smält järn. Olika mängder kol producerar olika typer av stål. Varje typ av stål betecknas med ett nummer. Därför är 4140 en beteckning av endast en typ av stål som innehåller en kolhalt av 0,38 procent till 0,43 procent. Det är dock viktigt att förstå användningen av denna typ av stål och dess egenskaper.
Härdningskvaliteter
När stål först kommer ut ur smältugnen och får svalna är det en mjuk metall. Om stålet värms upp till nästan smältning och kyls snabbt, vanligtvis genom att dunka i mycket kallt vatten, blir det mycket hårt. Denna process kallas släckning och härdning. Stål med lågt kolinnehåll härdar inte bra, så det kan inte användas för att tillverka verktyg som borr. Stål med högre kolinnehåll än 4140 blir mycket hårt. Dessa används för att tillverka verktygsmaskiner som routerbitar. 4140-stålet ligger halvvägs mellan mjukt stål och verktygskvalitet. Stålexperter på Interalloy Materials Company noterar att 4140 har goda härdningsegenskaper.
Bearbetningskvaliteter
Innan 4140 härdas är det mjukt och maskinen skär enkelt. Ett hacksågblad skär det. Enligt Interalloy smider det också. Smide är en process där stålet upphettas nästan till smältning och sedan bankas på. Denna process packar molekylerna närmare varandra, vilket ger ett tätare och starkare stål. Efter härdning bearbetar den ganska bra vid operationer som sågning, fräsning eller slipning. Maskinverkstadsinstruktörer vid Fox Valley Technical College rekommenderar olika skärhastigheter för bruk. Om du använder vanliga skärbitar av verktygsstål är fräshastigheten 60 till 100 fot per minut eller fpm. Om du använder mycket hårda hårdmetallbitar är fräshastigheten 275 till 450 fpm. Användning av kylvätska på skärverktygen hjälper till som i alla stål i bearbetningsprocessen.
Svetsegenskaper
Experter på Speedy Metals Supply Company och Interalloy är överens om att 4140 inte svetsar bra. På grund av dess kemiska sammansättning utvecklas sprickor i svetsarna. Därför designar en maskindesigner eller ingenjör ett svetsat område med andra typer av stål i motsats till 4140. Interalloy rekommenderar att svetsning ska göras, bör den vara klar innan stålet härdas.
Typiska former och användningar
4140-stål finns i rundstång, fyrkantig stång, platt lager och ihåligt rör. Du kan beställa nästan vilken storlek, form eller kvantitet du vill från många leverantörer. 4140-stålet används ofta för att tillverka kugghjul, lager, maskinaxlar, rullar och bultar. Sammantaget är den här typen av stål billig och riklig, så du behöver inte oroa dig för kostnaden om du gör ett misstag i första eller två delarna.