40HM, 42CrMo4, 1.7225, AISI 4140 - stal do ulepszania cieplnego według DIN EN 10083-3:2006
Spis treści:
| Norma | Gatunek Stali | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Skład Chemiczny % | |||||||||||||||
| C: | Mn: | Si: | P: | S: | Cr: | Ni: | Mo: | ||||||||
| EN | 42CrMo4 - 1.7225 | ||||||||||||||
| 0,38-0,45 | 0,6-0,9 | <0,40 | <0,025 | <0,035 | 0,9-1,2 | - | 0,15-0,30 | ||||||||
| PN | 40HM | ||||||||||||||
| 0,38-0,45 | 0,40-0,70 | 0,17-0,37 | <0,035 | <0,035 | 0,9-1,2 | <0,30 | 0,15-0,25 | ||||||||
| EN | 42CrMoS4 - 1.7227 | ||||||||||||||
| 0,38-0,45 | 0,60-0,90 | 0,10-0,40 | <0,035 | 0,020-0,035 | 0,9-1,20 | - | 0,15-0,30 | ||||||||
| ASTM | AISI 4140 - UNS G41400 | ||||||||||||||
| 0,38-0,43 | 0,75-1,00 | 0,20-0,35 | <0,035 | <0,040 | 0,8-1,1 | - | 0,15-0,25 | ||||||||
| AISI | AISI 4145 - UNS G4145 | ||||||||||||||
| 0,43-0,48 | 0,75-1,00 | 0,15-0,35 | <0,035 | <0,040 | 0,8-1,1 | - | 0,15-0,25 | ||||||||
| EN | 37CrMo4 | ||||||||||||||
| 0,35-0,40 | 0,6-0,9 | <0,3 | <0,025 | <0,025 | 0,9-1,2 | - | 0,15-0,30 | ||||||||
| EN | 43CrMo4 | ||||||||||||||
| 0,40-0,46 | 0,6-0,9 | <0,4 | <0,025 | <0,030 | 0,9-1,2 | - | 0,15-0,30 | ||||||||
| NF | 42CD4 | ||||||||||||||
| 0,39-0,45 | 0,6-0,9 | 0,1-0,4 | <0,035 | <0,035 | 0,9-1,2 | - | 0,15-0,25 | ||||||||
| NF | 40CD4 | ||||||||||||||
| 0,39-0,45 | 0,5-0,8 | 0,2-0,5 | <0,030 | <0,025 | 0,95-1,30 | - | 0,15-0,30 | ||||||||
| BS | 708M40 | ||||||||||||||
| 0,36-0,44 | 0,7-1,0 | - | <0,035 | <0,035 | 0,9-1,2 | <0,4 | 0,15-0,25 | ||||||||
| BS | 709M40 | ||||||||||||||
| 0,36-0,44 | 0,7-1,0 | - | <0,035 | 0,02-0,04 | 0,9-1,2 | <0,4 | 0,15-0,25 | ||||||||
| GOST | 38ChM - 38ХМ | ||||||||||||||
| 0,35-0,42 | 0,35-0,65 | 0,17-0,37 | <0,035 | <0,035 | 0,9-1,3 | <0,3 | 0,2-0,3 | ||||||||
| GOST | 38ChMA - 38ХМА | ||||||||||||||
| 0,35-0,42 | 0,35-0,65 | 0,17-0,37 | <0,025 | <0,025 | 0,9-1,3 | <0,3 | 0,2-0,3 | ||||||||
| JIS | SCM4 | ||||||||||||||
| 0,38-0,43 | 0,60-0,85 | 0,15-0,35 | <0,030 | <0,030 | 0,9-1,2 | <0,25 | 0,15-0,30 | ||||||||
| STAS | 41MoCr11 | ||||||||||||||
| 0,38-0,45 | 0,40-0,80 | 0,17-0,37 | <0,035 | <0,035 | 0,9-1,3 | <0,30 | 0,15-0,30 | ||||||||
40HM, 42CrMo4, 1.7225, AISI 4140 – opis
Stal konstrukcyjna o bardzo dobrych własnościach wytrzymałościowych i znacznej hartowności. Pozwala na osiągnięcie bardzo dobrych własności na całym przekroju przy hartowaniu w wodzie do grubości ok. 70mm, a przy hartowaniu w oleju do ok. 50mm. W stanie hartowanym powierzchniowo uzyskuje na powierzchni twardość 54-59 HRC.
Stal stosowana przede wszystkim na bardzo silnie obciążone części o średnich i większych grubościach, przy wymaganiach wytrzymałościowych przekraczających możliwości stali 35HM lub 34CrMo4. Dobra alternatywa dla kosztownych stali chromowo-niklowych oraz chromowo-niklowo-molibdenowych. Do głównych zastosowań zalicza się osie, wały, wały korbowe, korbowody, wrzeciona o większych średnicach dla obrabiarek, koła zębate i łańcuchowe hartowane w oleju, cylindry motorów, sworznie kulowe, wałki wieloklinowe i inne części maszyn narażone na zmienne obciążenia zginające i skręcające oraz na zużycie.
Stal można ciąć gazowo tlenem po nagrzaniu płomieniem acetylenowo-tlenowym lub propanowo-butanowo-tlenowym. Można też ciąć łukowo strumieniem plazmy. Przed cięciem materiał należy wstępnie podgrzać do temperatury 300-400 °C. Cięte powierzchnie studzi się w powietrzu.
Własności fizyczne i mechaniczne 42CrMo4
Własności fizyczne
- Gęstość: 7,83 g/cm3
- Ciepło właściwe: 0,473 kJ/(kg*K)
- Współczynnik rozszerzalności liniowej: 11,2 K-1
- Współczynnik przewodzenia ciepła: 0,42 kW/(cm*K)
- Oporność elektryczna: 0,223 Ω*cm
- Moduł sprężystości wzdłużnej: 21,7 kG/mm2
Własności mechaniczne stali 42CrMo4 po hartowaniu i odpuszczaniu (+QT):
- Pręty:
- Ogólne:
- Twardość HRC: 35,0 - 48,5
- Twardość HV: 340-490
- Gęstość: 7,82 g/cm3
- Średnica D: < 16 mm
- Granica plastyczności Re: > 900 MPa
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm: 1100-1300 MPa
- Wydłużenie A: > 10 %
- Przewężenie procentowe Z: > 40 %
- Średnica D: 16-40 mm
- Granica plastyczności Re: > 750 MPa
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm: 1000-1200 MPa
- Wydłużenie A: > 11 %
- Przewężenie procentowe Z: > 45 %
- Udarność KV: > 35 J
- Średnica D: 40-100 mm
- Granica plastyczności Re: > 650 MPa
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm: 900-1000 MPa
- Wydłużenie A: > 12 %
- Przewężenie procentowe Z: > 50 %
- Udarność KV: > 35 J
- Średnica D: 100-160 mm
- Granica plastyczności Re: > 550 MPa
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm: 800-950 MPa
- Wydłużenie A: > 13 %
- Przewężenie procentowe Z: > 50 %
- Udarność KV: > 35 J
- Średnica D: > 160 mm
- Granica plastyczności Re: > 500 MPa
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm: 750-900 MPa
- Wydłużenie A: > 14 %
- Przewężenie procentowe Z: > 550 %
- Udarność KV: > 35 J
- Ogólne:
- Wyroby płaskie:
- Grubość: < 8 mm
- Granica plastyczności Re: > 900 MPa
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm: 1100-1300 MPa
- Wydłużenie A: > 10 %
- Przewężenie procentowe Z: > 40 %
- Grubość: 8-20 mm
- Granica plastyczności Re: > 750 MPa
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm: 1000-1200 MPa
- Wydłużenie A: > 11 %
- Przewężenie procentowe Z: > 45 %
- Udarność KV: > 35 J
- Grubość: 20-60 mm
- Granica plastyczności Re: > 650 MPa
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm: 900-1000 MPa
- Wydłużenie A: > 12 %
- Przewężenie procentowe Z: > 50 %
- Udarność KV: > 35 J
- Grubość: > 100 mm
- Granica plastyczności Re: > 500 MPa
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm: 750-900 MPa
- Wydłużenie A: > 14 %
- Przewężenie procentowe Z: > 55 %
- Udarność KV: > 35 J
- Grubość: < 8 mm
Własności mechaniczne stali 42CrMo4 po hartowaniu, wyżarzaniu i ciągnieniu na zimno (+QT+C):
- Pręty:
- Średnica D: 5-10 mm
- Granica plastyczności Re: > 770 MPa
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm: 1000-1200 MPa
- Wydłużenie A: > 8 %
- Średnica D: 10-16 mm
- Granica plastyczności Re: > 750 MPa
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm: 1000-1200 MPa
- Wydłużenie A: > 8 %
- Średnica D: 16-40 mm
- Granica plastyczności Re: > 720 MPa
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm: 1000-1200 MPa
- Wydłużenie A: > 9 %
- Średnica D: 40-100 mm
- Granica plastyczności Re: > 650 MPa
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm: 900-1100 MPa
- Wydłużenie A: > 10 %
- Średnica D: 5-10 mm
Własności mechaniczne stali 42CrMo4 po hartowaniu, odpuszczaniu i łuszczeniu / ciągnieniu na zimno i ponownej obróbce cieplnej (+QT+SH / +C+QT):
- Pręty:
- Średnica D: 16-40 mm
- Granica plastyczności Re: > 750 MPa
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm: 1000-1200 MPa
- Wydłużenie A: > 11 %
- Udarność KV: > 35 J
- Średnica D: 40-100 mm
- Granica plastyczności Re: > 650 MPa
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm: 900-1100 MPa
- Wydłużenie A: > 12 %
- Udarność KV: > 35 J
- Średnica D: 16-40 mm
Własności mechaniczne w stanie wyżarzonym sferoidyzująco, ciągnionym na zimno i ponownie odpuszczonym (+AC+C+AC)
- Średnica D: 2-5 mm
- Granica plastyczności Re: < 620 MPa
- Przewężenie procentowe Z: > 60 %
- Średnica D: 5-40 mm
- Granica plastyczności Re: < 610 MPa
- Przewężenie procentowe Z: > 60 %
Własności mechaniczne w stanie wyżarzonym sferoidyzująco, ciągnionym na zimno, ponownej obróbce cieplnej i po walcowaniu wykańczającym blach na zimno (+AC+C+AC+LC)
- Średnica D: 2-5 mm
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm: < 660 MPa
- Przewężenie procentowe Z: > 58 %
- Średnica D: 5-40 mm
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm: < 650 MPa
- Przewężenie procentowe Z: > 58 %
Obróbka cieplna i plastyczna
Obróbka plastyczna i dla stali 42CrMo4:
- Kucie: 1050-850 °C
- Walcowanie: 1050-850 °C
- Hartowanie: 820-860 °C / o,w
- Odpuszczanie: 540-680 °C
- Wyżarzanie normalizujące: 840-880 °C
- Wyżarzanie zmiękczające: 680-720 °C
Obróbka plastyczna i dla stali 40HM:
- Kucie: 1050-850 °C
- Walcowanie: 1150-850 °C
- Hartowanie: 820-860 °C / o,w
- Odpuszczanie: 540-680 °C
- Wyżarzanie normalizujące: 840-880 °C
- Wyżarzanie zmiękczające: 680-720 °C
Dla wyżej wymienionych gatunków dostarczamy:
Spawanie i zgrzewanie
Stal zalicza się do grupy spawalniczej 5.1 według ISO/TR 20172. Spawać w osłonie argonu lub dwutlenku węgla.
Stal trudnospawalna, spawać tylko w szczególnych przypadkach. Spawanie najlepiej przeprowadzać w stanie wyżarzonym zmiękczająco. Ponadto przed spawaniem stal należy nagrzać - w przypadku elementów o grubości do 15mm do temperatury 250-350 °С, a w przypadku elementów o grubości do 25mm do temperatury 300-450 °С. Jeśli element do spawania ma dolną graniczną zawartość węgla, jest cienki oraz przy zastosowaniu dużego natężenia, należy rozgrzać do niższej temperatury z podanego zakresu.
W przypadku elementów o grubości przekraczającej 25mm zaleca się stosowanie międzyoperacyjnego wyżarzania odprężającego. Bezpośrednio po spawaniu, przed ostygnięciem połączenia, zaleca się wyżarzać zmiękczająco, odprężająco lub ulepszać cieplnie.
Jeżeli spawanej części nie można obrobić bezpośrednio po spawaniu, należy ją bardzo powoli studzić do temperatury otoczenia. Można studzić razem z piecem, w matach azbestowych lub w gorącym piasku.
Spawanie części ulepszonych cieplnie spowoduje powstanie obszaru o gorszych własnościach wytrzymałościowych w strefie wpływu ciepła spawania. Aby przywrócić odpowiednie własności, cały element należy poddać obróbce cieplnej.
Stal można zgrzewać elektrycznie, oporowo i tarciowo. Zgrzewanie oporowe tej stali wymaga większej siły docisku, mniejszych prądów oraz dłuższych okresów czasu, niż w przypadku stali niskowęglowych. Stal można zgrzewać w stanie ulepszonym cieplnie lub wyżarzonym zmiękczająco. Po zgrzaniu i zastosowaniu odpowiedniej obróbki cieplnej, własności mechaniczne zgrzeiny będą zbliżone do własności materiału zgrzewanego.
Zamienniki, odpowiedniki i inne oznaczenia gatunku:
42CrMo4, 38CrMo4, SCM4, SCM 440, 40HM, 41MoCr11, 42MoCr11, B43, 2244, 4140, 4140M, 4142, 4145, C4732, 38ChM, 37CrMo4, 43CrMo4, 40CD4, 42CD4, 708M40, 709M40, En19, CMo4, 40Cr1Mo28, 40Cr4Mo3, 42CrMoS4, 1.7227, 38ХМА, 38ХМ.