AISI 5140 / DIN 41Cr4 1.7035 / JIS SCr440 Acciaio legato da bonifica

Panoramica del prodotto

AISI 5140 / DIN 41Cr4 (1.7035) / JIS SCr440 è un versatile acciaio legato al cromo a medio tenore di carbonio progettato per processi di tempra e rinvenimento (QT), rinomato per il suo eccezionale equilibrio tra resistenza, tenacità e lavorabilità. Conforme agli standard globali, tra cui ASTM A29 (USA), EN 10083-3 / EN 10250-3 (Europa), JIS G4105 (Giappone), GB/T 3077 (Cina) e BS 970 (Regno Unito), questa lega è un punto fermo nei settori che richiedono prestazioni affidabili in condizioni di stress meccanico elevato.

Un vantaggio chiave di questo acciaio è la sua compatibilità con più standard, con equivalenti diretti che semplificano l’approvvigionamento globale: AISI 5140 (Stati Uniti), DIN 41Cr4 (1.7035) (Europa), JIS SCr440 (Giappone), 40Cr (Cina) e 530M40 (Regno Unito). La sua composizione chimica principale, con un contenuto di carbonio dello 0,38-0,45% e un contenuto di cromo dello 0,7-1,2% (varia in base al grado), consente una risposta ottimale al trattamento termico, dando vita a un materiale che eccelle sia nelle applicazioni portanti che resistenti all'usura.

Dopo la bonifica, AISI 5140 / DIN 41Cr4 1.7035 raggiunge un intervallo di resistenza alla trazione di 800-1200 MPa (a seconda delle dimensioni) e un carico di snervamento minimo di 560 MPa , abbinato a valori di allungamento dell'11-14% e resistenza all'urto di 35 J (minimo a temperatura ambiente) . Queste proprietà lo rendono ideale per componenti che richiedono durabilità senza sacrificare la duttilità, come ingranaggi, alberi e dispositivi di fissaggio ad alta resistenza. Sia che venga utilizzata nelle trasmissioni automobilistiche, nei macchinari industriali o negli utensili di precisione, questa lega soddisfa costantemente i rigorosi requisiti prestazionali della produzione moderna.

Caratteristiche del prodotto

Composizione chimica 

La composizione chimica di AISI 5140 / DIN 41Cr4 1.7035 / JIS SCr440 è attentamente calibrata per migliorarne le proprietà meccaniche e termiche, con limiti rigorosi sulle impurità per garantire l'affidabilità. Di seguito è riportata una ripartizione degli elementi chiave (per grado) e i loro ruoli:

Carbonio (C): 0,38-0,45% (DIN 41Cr4) / 0,38-0,43% (AISI 5140/SCr440): l'elemento di indurimento primario, il carbonio controlla la resistenza dell'acciaio e la risposta al trattamento termico. Questa gamma bilancia durezza e tenacità, evitando la fragilità e consentendo al tempo stesso un'elevata resistenza alla trazione.

Cromo (Cr): 0,9-1,2% (DIN 41Cr4/SCr440) / 0,7-0,9% (AISI 5140): migliora la temprabilità, la resistenza alla corrosione e la resistenza all'usura, fondamentali per i componenti esposti all'attrito o ad ambienti difficili.

Manganese (Mn): 0,60-0,90% (DIN 41Cr4) / 0,70-0,90% (AISI 5140): migliora la duttilità e la tenacità, affinando allo stesso tempo la microstruttura dell'acciaio durante la forgiatura e il trattamento termico.

Silicio (Si): ≤0,40% (DIN 41Cr4) / 0,15-0,35% (AISI 5140/SCr440): aumenta la resistenza all'ossidazione e rinforza l'acciaio a temperature elevate, supportando prestazioni a lungo termine in applicazioni ad alto calore.

Fosforo (P) e zolfo (S): ≤0,035% (massimo) : strettamente limitato per ridurre al minimo la fragilità e migliorare la lavorabilità, garantendo che l'acciaio possa essere lavorato con precisione in componenti complessi senza fessurarsi.

Questa composizione non solo ottimizza le prestazioni QT della lega, ma garantisce anche la coerenza tra i lotti, un fattore critico per settori come quello automobilistico e aerospaziale, dove l'intercambiabilità delle parti è essenziale.

Proprietà meccaniche superiori

Le prestazioni meccaniche di AISI 5140 / DIN 41Cr4 1.7035 sono adatte a resistere a sollecitazioni elevate, con proprietà che variano leggermente in base alle dimensioni del componente (secondo gli standard EN 10083-3) per soddisfare le esigenze specifiche dell'applicazione:

Per dimensioni piccole ( d≤16mm / t≤8mm ): resistenza alla trazione di 1000-1200 MPa , carico di snervamento minimo di 800 MPa , allungamento dell'11% (minimo) e riduzione dell'area del 30% (minimo).

Per dimensioni medie ( 16＜d≤40mm / 8＜t≤20mm ): resistenza alla trazione di 900-1100 MPa , carico di snervamento minimo di 660 MPa , allungamento del 12% (minimo) e riduzione dell'area del 35% (minimo).

Per grandi dimensioni ( 40＜d≤100mm / 20＜t≤60mm ): resistenza alla trazione di 800-950 MPa , carico di snervamento minimo di 560 MPa , allungamento del 14% (minimo) e riduzione dell'area del 40% (minimo).

Per la forgiatura a stampo aperto (secondo EN 10250-3), DIN 41Cr4 mantiene una resistenza alla trazione minima di 800 MPa e una resistenza allo snervamento minima di 560 MPa per dimensioni fino a 70 mm , con allungamento del 14% (minimo) e resistenza all'impatto di 35 J (minimo a temperatura ambiente) . Queste proprietà lo rendono adatto a componenti per carichi pesanti come alberi di gru e riduttori industriali.

Temprabilità e durezza superficiale

AISI 5140 / DIN 41Cr4 1.7035 presenta un'eccellente temprabilità, un attributo chiave per i componenti che richiedono una durezza uniforme su sezioni spesse. La sua temprabilità è classificata in tre gradi (+H, +HH, +HL) in base alla durezza Rockwell C (HRC) a distanze variabili dall'estremità bonificata:

Grado +H : a 1,5 mm dall'estremità temprata, la durezza varia da 53 a 61 HRC ; a 50mm diminuisce a 35-36 HRC (minimo 35 HRC).

+ Grado HH (elevata temprabilità): a 1,5 mm, la durezza varia da 56-61 HRC ; a 50 mm rimane a 24-36 HRC (minimo 24 HRC), ideale per componenti più spessi.

Grado +HL (bassa temprabilità): a 1,5 mm, la durezza varia da 53 a 58 HRC ; a 50mm scende a 29-30 HRC (minimo 29 HRC).

La durezza superficiale può essere ulteriormente migliorata tramite trattamenti specializzati:

Tempra alla fiamma o ad induzione : raggiunge una durezza superficiale di 53 HRC , perfetta per componenti soggetti a usura come gli anelli dei cuscinetti.

Ricottura di addolcimento (+A) : riduce la durezza a ≤241 HB per facilitare la lavorazione di parti complesse.

Miglioramento della cesoiabilità (+S) : limita la durezza a ≤255 HB per ottimizzare i processi di taglio e formatura.

Tempra e rinvenimento (+QT) : il trattamento più comune, che offre un intervallo di durezza di 28-32 HRC , un punto ottimale per l'equilibrio tra resistenza e lavorabilità.

Dimensioni e tolleranze di fornitura versatili

Per soddisfare le diverse esigenze di produzione, JIS SCr440 / AISI 5140 è disponibile in molteplici forme con tolleranze dimensionali precise:

Barre trafilate a freddo : gamma di diametri di Φ3-80 mm , lunghezza di 6.000-9.000 mm , con una tolleranza di finitura superficiale di +0/+0,1 mm (pelato) o +0/+0,05 mm (rettificato/lucidato) e rettilineità massima di 1 mm/1000 mm.

Barre laminate a caldo : gamma di diametri di Φ18-300 mm , lunghezza di 6.000-9.000 mm , tolleranza di +0/+1 mm (laminata nera) e rettilineità massima di 3 mm/1.000 mm.

Barre forgiate a caldo : gamma di diametri di Φ100-1200 mm , lunghezza di 3000-5800 mm , tolleranza di +0/+5 mm (forgiate nere). I forgiati personalizzati sono disponibili con una quantità di ordine minimo (MOQ) di 1 pezzo.

Lamiere/fogli laminati a caldo : spessore di 3-200 mm , larghezza di 1500-2500 mm , lunghezza di 2000-5800 mm , con tolleranza corrispondente alle barre laminate a caldo.

Hunan Qilu Steel mantiene scorte mensili di barre laminate a caldo e trafilate a freddo (oltre 10.000 tonnellate) nei diametri più diffusi (ad es. 18 mm, 24 mm, 50 mm, 72 mm, 100 mm, 200 mm), garantendo consegne rapide per ordini urgenti.

Processi di trattamento termico e forgiatura ottimizzati

Per sfruttare tutto il potenziale dell'AISI 5140 / DIN 41Cr4 1.7035 , il trattamento termico e i processi di forgiatura consigliati sono fondamentali:

Ricottura dolce : riscaldare a 670-710 ℃ , immergere a temperatura, quindi raffreddare in forno. Ciò riduce lo stress interno e diminuisce la durezza per la lavorazione.

Normalizzazione : riscaldare a 850-880 ℃ , immergere, quindi raffreddare all'aria. Affina la microstruttura, migliorando l'uniformità per il successivo trattamento QT.

Tempra e rinvenimento : riscaldare a 820-860 ℃ (estremità inferiore per tempra in acqua, estremità superiore per tempra in olio), immergere, temprare in acqua o olio, quindi temperare a 540-680 ℃ e raffreddare ad aria. Questo processo sviluppa il caratteristico equilibrio resistenza-tenacità della lega.

Forgiatura : riscaldare i lingotti a 1150-1200℃ , forgiare a una temperatura minima di 800-850℃ , quindi raffreddare con sabbia per evitare fessurazioni. I componenti forgiati beneficiano dell'affinamento della grana, migliorando la durata complessiva.

Considerazioni sulla saldabilità

Sebbene AISI 5140 / DIN 41Cr4 1.7035 offra prestazioni eccezionali, la sua saldabilità è classificata da moderata a scarsa a causa del suo contenuto di carbonio ( 0,38-0,45% ) - superando la soglia dello 0,25% dove la saldabilità inizia a deteriorarsi. Per ridurre al minimo le fessurazioni durante la saldatura:

Preriscaldare il materiale di base a 200-300 ℃ prima della saldatura.

Utilizzare elettrodi a basso contenuto di idrogeno (ad esempio E7018) per ridurre le fessurazioni indotte dall'idrogeno.

Mantenere le temperature di interpass superiori a 200 ℃ durante la saldatura multi-pass.

Trattamento termico post-saldatura (PWHT) a 600-650℃ per alleviare lo stress residuo.

Questi passaggi garantiscono che i giunti saldati mantengano una resistenza sufficiente per applicazioni non critiche; per i componenti sottoposti a sollecitazioni elevate, il fissaggio meccanico (ad esempio, bulloni) è preferibile alla saldatura.

Applicazioni

Componenti critici per l'industria automobilistica

Il settore automobilistico fa molto affidamento sull'AISI 5140 / DIN 41Cr4 1.7035 per componenti che sopportano sollecitazioni, vibrazioni e usura costanti. Le applicazioni chiave includono:

Sistemi di trasmissione : ingranaggi, alberi di trasmissione e alberi a camme, che beneficiano della resistenza alla trazione della lega (53 HRC tramite tempra a induzione). 1.000-1.200 MPa e all'usura di

Telaio e sospensioni : fusi a snodo, alberi dello sterzo e bracci delle sospensioni, che sfruttano la robustezza della lega (resistenza agli urti di 35 J) per resistere agli urti della strada.

Motore e gruppo propulsore : aste dei pistoni dei cilindri, nuclei delle valvole idrauliche e bielle, dove la durezza 28-32 HRC indotta dal QT bilancia resistenza e lavorabilità per un montaggio di precisione.

Le principali case automobilistiche specificano questa lega per la sua consistenza, garantendo che le parti soddisfino rigorosi standard di sicurezza e prestazioni.

Ingegneria meccanica e macchinari pesanti

Nell'ingegneria meccanica, JIS SCr440 / AISI 5140 è la scelta migliore per componenti ad alto carico nei macchinari industriali:

Trasmissione di potenza : scatole del cambio, parti differenziali e convertitori di coppia, che fanno affidamento sulla temprabilità uniforme della lega per mantenere la resistenza su sezioni spesse.

Elementi di fissaggio e parti strutturali : bulloni, flange e staffe ad alta resistenza, che beneficiano della della lega resistenza allo snervamento ≥ 560 MPa per resistere all'allentamento sotto carichi pesanti.

Sistemi idraulici e pneumatici : aste di cilindri idraulici e bobine di valvole, dove la lavorabilità della lega (≤241 HB dopo ricottura ad addolcimento) consente tolleranze strette e superfici lisce.

È comunemente utilizzato nelle apparecchiature di produzione, nei macchinari edili (ad esempio, bracci di escavatori) e negli attrezzi minerari (ad esempio, alberi trasportatori) grazie alla sua resistenza in condizioni operative difficili.

Accessori per stampi e utensili

AISI 5140 / DIN 41Cr4 1.7035 è una soluzione economica per applicazioni di stampi e attrezzature che richiedono durezza e lavorabilità moderate:

Basi e fissaggi per stampi : maschere, fissaggi e substrati per utensili, dove la durezza di ricottura dolce della lega (≤241 HB) consente una facile lavorazione di forme complesse e il successivo trattamento QT (28-32 HRC) fornisce stabilità dimensionale a lungo termine.

Componenti ausiliari dello stampo : perni di espulsione e pilastri di guida: beneficiano della resistenza all'usura della lega per resistere a cicli ripetuti nei processi di stampaggio o stampaggio a iniezione.

Rispetto agli acciai per utensili ad alto contenuto di carbonio, offre un costo inferiore per applicazioni di utensili non da taglio pur soddisfacendo le esigenze di prestazioni.

Parti soggette ad usura agricole e industriali

Le attrezzature agricole e industriali richiedono materiali resistenti all'abrasione e agli urti, rendendo JIS SCr440 / DIN 41Cr4 1.7035 la scelta ideale:

Macchine agricole : coltelli da mietitura, alberi trebbianti e catene di trasmissione, che sfruttano della lega la durezza superficiale di 53 HRC (indurita alla fiamma) per resistere all'usura causata dai residui del raccolto e dal terreno.

Componenti soggetti a usura industriale : Anelli di cuscinetti, elementi volventi e rulli trasportatori, dove la combinazione di durezza (28-32 HRC) e tenacità (impatto di 35 J) della lega previene guasti prematuri.

Miniere e costruzioni : parti di frantoi e alberi di vagliatura: beneficiano della capacità di forgiatura della lega (fino a Φ1200 mm) per creare componenti grandi e durevoli per operazioni pesanti.

Domande frequenti

Quali sono i principali gradi equivalenti di AISI 5140 / DIN 41Cr4 1.7035?

AISI 5140 / DIN 41Cr4 1.7035 ha equivalenti diretti in tutti gli standard globali per semplificare l'approvvigionamento:

Stati Uniti: AISI 5140 (secondo ASTM A29/A29M)

Europa: DIN 41Cr4 (1.7035) (secondo EN 10083-3 / EN 10250-3)

Giappone: JIS SCr440 (secondo JIS G4105)

Cina: 40Cr (per GB/T 3077)

Regno Unito: 530M40 (secondo BS 970)

Questi equivalenti condividono composizioni chimiche e proprietà meccaniche simili, garantendo l'intercambiabilità nella maggior parte delle applicazioni.

Qual è il range di durezza tipico della norma DIN 41Cr4 dopo la tempra e il rinvenimento?

Dopo la tempra e il rinvenimento standard (+QT), DIN 41Cr4 1.7035 raggiunge un intervallo di durezza di 28-32 HRC , la specifica più comune per bilanciare resistenza e lavorabilità. Per esigenze specialistiche:

La ricottura di addolcimento (+A) riduce la durezza a ≤241 HB (ideale per la lavorazione meccanica).

La tempra a fiamma o a induzione aumenta la durezza superficiale a 53 HRC (per parti soggette a usura).

Il trattamento di cesoiabilità (+S) limita la durezza a ≤255 HB (per taglio/formatura).

La durezza varia anche in base al grado di temprabilità (+H, +HH, +HL) e alle dimensioni del componente, come indicato nella norma EN 10083-3.

Quali dimensioni di fornitura sono disponibili per l'acciaio JIS SCr440?

JIS SCr440 è fornito in molteplici forme per soddisfare le diverse esigenze di produzione:

Barre trafilate a freddo : Φ3-80mm (lunghezza: 6000-9000mm)

Barre laminate a caldo : Φ18-300mm (lunghezza: 6000-9000mm)

Barre forgiate a caldo : Φ100-1200mm (lunghezza: 3000-5800mm; dimensioni personalizzate disponibili)

Lamiere/fogli laminati a caldo : spessore 3-200 mm, larghezza 1500-2500 mm, lunghezza 2000-5800 mm

Hunan Qilu Steel dispone di barre laminate a caldo e trafilate a freddo nei diametri più diffusi (ad es. 18 mm, 24 mm, 50 mm, 100 mm) per consegna immediata; i forgiati personalizzati hanno un tempo di consegna di 15 giorni con un MOQ di 1 pezzo.

In che modo la composizione chimica dell'AISI 5140 influisce sulle sue prestazioni?

La composizione chimica dell'AISI 5140 è adattata per ottimizzare le sue proprietà:

Carbonio (0,38-0,43%) : consente un'elevata durezza dopo il QT e controlla la forza.

Cromo (0,7-0,9%) : migliora la temprabilità e la resistenza all'usura, fondamentali per ingranaggi e alberi.

Manganese (0,70-0,90%) : migliora la tenacità e affina la microstruttura, riducendo la fragilità.

Silicio (0,15-0,35%) : aumenta la resistenza all'ossidazione, supportando le prestazioni in ambienti ad alto calore.

Basso P/S (≤0,035%) : riduce al minimo le impurità, migliorando la lavorabilità e prevenendo le fessurazioni.

Questo equilibrio garantisce che l'AISI 5140 funzioni in modo affidabile in applicazioni ad alto stress pur rimanendo facile da lavorare.

Quali processi di trattamento termico sono consigliati per DIN 41Cr4 1.7035?

Il trattamento termico consigliato per DIN 41Cr4 1.7035 dipende dal risultato desiderato:

Ricottura di addolcimento : 670-710℃ (ammollo) → raffreddamento in forno. Per la lavorazione.

Normalizzazione : 850-880℃ (ammollo) → raffreddamento ad aria. Per il raffinamento della microstruttura.

Tempra e rinvenimento : 820-860℃ (ammollo) → tempra (acqua/olio) → rinvenimento a 540-680℃ (raffreddamento ad aria). Per l'equilibrio forza-tenacità.

Tempra alla fiamma/induzione : riscaldare la superficie a 850-900℃ → tempra. Per resistenza all'usura localizzata (53 HRC).

Seguire sempre le linee guida EN 10083-3 per i tempi di immersione in temperatura (in base alle dimensioni del componente) per garantire risultati uniformi.

1: Equivalente in acciaio

Paese	U.S.A.	Europa	Cina	britannico	Giappone
Standard	ASTM A29	EN10083-3	GB/T3077	BS970	JIS G4104
Grado	5140	41Cr4/1.7035	40Cr	530M40	SCr440

2: Composizione chimica

Grado	C	Sì	Mn	P	S	Cr
5140	0,38-0,43	0,15-0,35	0,70-0,90	0,035Max	0,040Max	0,7-0,9
41Cr4/1.7035	0,38-0,45	0,4max	0,60-0,90	0,035Max	0,035Max	0,9-1,2
40Cr	0,37-0,44	0,17-0,37	0,50-0,80	0,030Max	0,030Max	0,8-1,1
530M40	0,36-0,44	0,10-0,40	0,60-0,90	0,035Max	0,040Max	0,9-1,2
SCr440	0,38-0,43	0,15-0,35	0,60-0,85	0,030Max	0,030Max	0,9-1,2

3: Proprietà meccaniche .

Proprietà meccaniche per acciaio legato da bonifica 41Cr4 secondo EN10083-3.

Intervallo di dimensioni	Resistenza alla trazione	Forza di rendimento	Accompagnamento	Area di riduzione	Valore dell'impatto A RT/J
d≤16 t≤8	1000-1200 MPa	800 MPa minimo	11% minimo	30% minimo	/
16＜d≤40 8＜t≤20	900-1100 MPa	660 MPa minimo	12% minimo	35% minimo	35J minimo
40＜d≤100 20＜t≤60	800-950 MPa	560 MPa minimo	14% minimo	40%Min	35J minimo

Campionamento e preparazione di provini per acciaio da bonifica 41Cr4.

1): Secondo EN10083-1, tutti i campioni devono essere prelevati a una distanza di 12,5 mm sotto la superficie trattata termicamente

2): Come previsto nel contratto tra acquirente e venditore.

Proprietà meccaniche dell'acciaio 41Cr4 per forgiatura aperta secondo EN10250-3

Intervallo di dimensioni	Resistenza alla trazione	Forza di rendimento	Accompagnamento		Valore di impatto a RT/J
			14% minimo		35J minimo
d≤70	800 MPa minimo	560 MPa minimo

Campionamento e preparazione di provini per la forgiatura dell'acciaio.

1: Secondo EN10250-1, tutti i campioni devono essere prelevati a una distanza di 4/T sotto la superficie trattata termicamente (con un minimo di 20 mm e un massimo di 80 mm) e t/2 dall'estremità (dove t è lo spessore equivalente dello spessore della sezione dominante del pezzo forgiato al momento del trattamento termico.

2: Come previsto nel contratto tra acquirente e venditore.

4: Durezza superficiale e temprabilità.

Trattamento termico	Durezza
Tempra alla fiamma o ad induzione	53HRC
Trattato per migliorare la tagliabilità (+S)	HB255Max
Ricotto dolce (+A)	HB241Max
Bonificato e temperato (+QT)	HRC28-32 (gamma comune)

Laddove l'acciaio viene ordinato utilizzando i simboli per i requisiti di temprabilità normale (+H) o limitata (+HL, +HH), i valori di temprabilità dovrebbero applicarsi di seguito:

Distanza in mm dall'estremità bonificata
Distanza		1.5	3	5	7	9	11	13	15	20	25	30	35	40	45	50
Durezza Nell'HRC+H	massimo	61	61	60	59	58	56	54	52	46	42	40	38	37	36	35
	min	53	52	50	47	41	37	34	32	29	26	23	21	/	/	/
Durezza In HRC+HH	massimo	61	61	60	59	58	56	54	52	46	42	40	38	37	36	35
	min	56	55	53	51	47	43	41	39	35	31	29	27	26	25	24
Durezza Nell'HRC + HL	massimo	58	58	57	55	52	50	47	45	40	37	34	32	31	30	29
	min	53	52	50	47	41	37	34	32	29	26	23	21	/	/	/

Bande di dispersione per la durezza Rockwell - C nella prova di temprabilità finale.

5: Dimensioni fornitura, tolleranza e dimensioni stock

Tipo di prodotto	Intervallo di dimensioni	Lunghezza
Barra trafilata a freddo	Φ3-Φ80mm	6.000-9.000 mm
Barra laminata a caldo	Φ18-Φ300mm	6.000-9.000 mm
Barra forgiata a caldo	Φ100-Φ1200 mm	3000-5800 mm
Lamiera/lamiera laminata a caldo	T:3-200mm; L:1500-2500mm	2000-5800 mm
Blocco forgiato a caldo	T: 80-800 mm; L: 100-2500 mm	2000-5800 mm

Finitura superficiale	Trasformato	Fresato	Rettifica(migliore)	Lucido (migliore)	Sbucciato (migliore)	Forgiato Nero	Nero laminato
Tolleranza	+0/+3 mm	+0/+3 mm	+0/+0,05 mm	+0/+0,05 mm	+0/+0,1 mm	+0/+5 mm	+0/+1 mm
Linearità	1 mm/1000 mm massimo.					3 mm/1.000 mm massimo.

Barre laminate a caldo e barre forgiate in stock di acciaio Qilu più di diecimila tonnellate al mese, al di sotto delle nostre dimensioni delle scorte.

18	20	22	24	25	28	30	32	35	36	38	40	42	48	48
50	52	55	60	65	70	72	75	80	85	90	95	100	105	110
115	120	125	130	140	150	160	170	180	190	200	210	220	230	240
250	260	270	280	290	300