4140 ve 4150 Çeliği Nasıl Karşılaştırabilirim?

Süpermen "çelikten adam" olabilir, ancak seçici bir bilim adamı şunu sorabilir: Hangi tip?

Çelik, dünyadaki en güçlü ve en önemli malzemelerden biri iken, ortak kullanım alanları ile gökdelenlerdeki kirişlere ataç gibi ev eşyaları ve otomobil kabukları, tüm çelik değil eşit. En yaygın iki çelik alaşımları, 4140 ve 4150 çeliği, dayanım ve kullanım koşulları bakımından farklılık gösterir.

Çelik bir alaşım veya birden fazla elementin karışımıdır. Esas olarak demirdir, yaklaşık yüzde 1 karbon ve bazen az miktarda başka malzemeler içerir.

4140 ve 4150 çelik, iki ekstra güçlü ve sert çelik alaşımıdır. Karbona ek olarak, her biri yüzde 0,80 ila 1,10 krom ve yüzde 0,15 ila 0,25 molibden içerir.

Otomotiv Mühendisleri Derneği veya SAE ve Amerikan Demir ve Çelik Enstitüsü veya AISI, bir dört basamaklı sistem çeliğin kimyasal bileşimini belirtmek için. Çelik alaşımları için, ilk iki hane mevcut ana alaşım elementlerini gösterir ve son iki hane yüzde yüzde olarak karbon içeriğini verir. Bu, 4140 ve 4150 çeliklerinin aynı alaşım elementlerine, krom ve molibdene sahip olduğu, ancak 4150 çeliğin daha fazla karbona sahip olduğu anlamına gelir.

Özellikleri açısından 4140 ve 4150 çelik arasındaki farklar şunları içerir:

• Gerilme direnciBu, bir malzemenin kırılmaya başlamadan önce dayanabileceği çekmeden kaynaklanan maksimum stresi tanımlar. 4150 malzemesi, 4140 malzemesinden daha yüksek gerilme mukavemetine sahiptir.
• Süneklik ve işlenebilirlik, bu, çeliklerin ne kadar kolay kullanılacağını ifade eder. Hem 4140 hem de 4150 çeliği kolayca kaynaklanabilirken, 4140 malzemesi daha çok sünekliği veya bükülebilme özelliği ve soğuk çalışma koşullarında kullanılabilmesi ile bilinir. 4150 malzeme ise kullanımdan önce ısıl işleme tabi tutulmalıdır.

Aletlerde bulunan diğer bir yaygın demir alaşımı D2 olarak bilinir. 4140 çelik ile yüzde 86 aynıdır, ancak özellikle daha yüksek oranda karbon ve krom içerir. D2 çeliği, çelik aletler arasında en yüksek sünekliğe sahip olabilir.

Üreticiler, D2, 1440 ve 1450 çelikleri de dahil olmak üzere farklı çeliklerin malzeme özelliklerini şu şekilde bilinen bir işlemle ayarlayabilir: ısı tedavisi. Bir karbon alaşımlı çeliğe ısının nasıl uygulandığını dikkatlice kontrol etmek, çeliğin içindeki moleküler düzenlemeyi değiştirir ve bu da farklı özelliklerine yol açar.

Örneğin, çelik alaşımları tavlanmış bir fırında yüksek sıcaklığa getirilir, daha sonra yavaş yavaş soğumaya bırakılır. Bu seçenek, çeliğin daha fazla süneklik ve daha az kırılganlık ile sonuçlanmasını sağlar, yani iç gerilimlerden başka bir seçenek kadar kolay kopmaz.

o esnada temperleme daha düşük sıcaklıklarda gerçekleşen ve bir malzemenin dayanıklılığını ve sünekliğini arttıran, ancak aynı zamanda mukavemetini bir şekilde azaltan bir ısıl işlemdir. Daha fazla süneklik kazanıldığında, daha fazla mukavemet kaybı olur, ancak genellikle çeliğin kullanım durumunu değiştirecek kadar fazla değildir. Alüminyum dahil diğer malzemeler aynı şekilde temperlenir.

Karbon, krom ve molibdene ek olarak, belirli özelliklere sahip çelik alaşımları oluşturmak için yaygın olarak başka elementler de kullanılır. Bunlara kobalt, manganez, tungsten ve vanadyum dahildir.

1440 ve 1450 çeliğinin yanı sıra, en yaygın alaşımlar 4340 (nikel-krom-molibden çeliği), 6150 (krom-vanadyum çeliği) ve 8620'dir (HSLA çeliği).

HSLA, "yüksek mukavemetli düşük alaşımlı,"Bu, çeliğin belirli gereksinimleri karşılamak üzere tasarlandığı anlamına gelir. mekanik yerine gereksinimler kimyasal kompozisyonlar. Bu nedenle, belirli bir HSLA çelik alaşımı türü, kendisine eklenen farklı miktarlarda elementlere sahip olabilir. Azalan yüzde düzeninde 8620 çelik, demir, karbon, silikon, molibden, manganez, nikel, krom, kükürt ve fosfordan oluşur.