Thép hợp kim AISI 4340 36CrNiMo4 1.6511 SNCM439 EN24

Tổng quan về sản phẩm

DIN 36CrNiMo4 (1.6511) là loại lõi của thép hợp kim cường độ cao tiêu chuẩn Châu Âu, thuộc tiêu chuẩn Châu Âu EN 10083-3 và EN 10250-3, và AISI 4340 là tiêu chuẩn tương đương của Mỹ. Cả hai đều thuộc hệ thống thép cường độ cao hợp kim thấp với Cr-Ni-Mo là nguyên tố hợp kim chính, với hàm lượng carbon được kiểm soát trong khoảng 0,32%~0,43%. Sau khi xử lý nhiệt và tôi luyện (QT), thép tạo thành cấu trúc sorbite được tôi luyện, đạt được sự cân bằng hoàn hảo giữa độ bền kéo cao, độ dẻo dai tuyệt vời, khả năng chống mỏi và chống mài mòn tốt.

Nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm máy móc hạng nặng, ô tô, hàng không vũ trụ và năng lượng, do tính chất cơ học tuyệt vời của nó. Bạn có thể tìm thấy các loại thép tương đương theo tiêu chuẩn quốc gia khác nhau, chẳng hạn như ASTM 4340 từ tiêu chuẩn Mỹ ASTM A29/A29M, SNCM439/SNCM8 từ tiêu chuẩn Nhật Bản JIS G4105, 40CrNi2MoA từ tiêu chuẩn GB/T 3077 của Trung Quốc và 817M40/EN 24 từ tiêu chuẩn BS 970 của Anh.

Khác với thép cacbon thông thường và thép hợp kim thấp, loại này có hiệu suất làm cứng vượt trội và có thể duy trì độ cứng và tính chất cơ học đồng đều ngay cả đối với phôi có tiết diện lớn (đường kính lên tới 660mm), giúp giải quyết vấn đề suy giảm hiệu suất của vật rèn lớn trong khu vực lõi. Nó được biết đến như một 'thép tôi và tôi luyện cao cấp' trong ngành và là lựa chọn hàng đầu để sản xuất các bộ phận chịu lực chính với yêu cầu về độ tin cậy cao.

Các loại thép tương đương

Quốc gia	Hoa Kỳ	Châu Âu	Trung Quốc	người Anh	Nhật Bản
Tiêu chuẩn	ASTM A29	EN10083-3	GB/T3077	BS970	JIS G4105
Cấp	4340	36CrNiMo4/1.6511	40CrNi2MoA	817M40/EN24	SNCM439/SNCM8

Tính năng sản phẩm

Thành phần hóa học

Cấp	C	Sĩ	Mn	P	S	Cr	Mo	Ni
4340	0,38-0,43	0,15-0,35	0,60-0,80	0,035Tối đa	0,040Tối đa	0,70-0,90	0,20-0,30	1,65-2,00
36CrNiMo4/1.6511	0,32-0,40	Tối đa 0,4	0,50-0,80	0,035Tối đa	0,035Tối đa	0,90-1,20	0,15-0,30	0,90-1,20
40CrNi2MoA	0,38-0,43	0,17-0,37	0,60-0,80	0,030Tối đa	0,030Tối đa	0,70-0,90	0,20-0,30	1,65-2,00
EN24	0,35-0,45	0,10-0,35	0,45-0,70	0,050Tối đa	0,050Tối đa	0,90-1,40	0,20-0,35	1,30-1,80
SNCM439	0,36-0,43	0,15-0,35	0,60-0,90	0,030Tối đa	0,030Tối đa	0,60-1,00	0,15-0,30	1,60-2,00

Tính chất cơ học

Các tính chất cơ học của DIN 36CrNiMo4 có liên quan chặt chẽ đến kích thước mặt cắt của phôi. Hunan Qilu Steel tuân thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn EN 10250-3 để kiểm tra các tính chất cơ học của vật rèn khuôn mở và các mẫu thử được lấy theo EN 10250-1 (4/T dưới bề mặt xử lý nhiệt, t/2 từ đầu). Các đặc tính cơ học tối thiểu của các kích thước phần khác nhau sau khi xử lý QT (làm nguội 820 ~ 860oC, ủ 540 ~ 680oC) như sau:

Phạm vi kích thước	Độ bền kéo	Sức mạnh năng suất	Dọc theo		Giá trị tác động tại RT/J
			L	Tr	L	Tr
d<160	750Mpa tối thiểu	550Mpa tối thiểu	Tối thiểu 14%	10% tối thiểu	45J phút	22J phút
160＜d<330	700Mpa tối thiểu	500Mpa tối thiểu	15% tối thiểu	Tối thiểu 11%	45J phút	22J phút
330＜d≤660	650Mpa tối thiểu	450Mpa tối thiểu	Tối thiểu 16%	Tối thiểu 12%	40J phút	20J phút

Nhận xét: L= Theo chiều dọc Tr = Ngang

Đặc điểm chính: Đặc tính cơ học ngang của thép rất tốt (độ giãn dài ≥10%, giá trị va đập ≥20J), phù hợp để chế tạo các bộ phận chịu tải trọng đa hướng phức tạp (như trục khuỷu, trục bánh răng, móc cẩu), tránh hiện tượng gãy giòn do tập trung ứng suất ngang.

Độ cứng và độ cứng bề mặt

Độ cứng bề mặt của các quá trình xử lý nhiệt khác nhau

DIN 36CrNiMo4 có thể được điều chỉnh độ cứng bề mặt thông qua các quy trình xử lý nhiệt khác nhau để đáp ứng yêu cầu của các tình huống ứng dụng khác nhau, từ gia công dễ dàng đến khả năng chống mài mòn cao. Phạm vi độ cứng như sau:

Xử lý nhiệt	độ cứng
Làm cứng ngọn lửa hoặc cảm ứng	54-62HRC
Được xử lý để cải thiện khả năng cắt (+S)	HB250Max
Ủ mềm (+A)	HB217Max
Làm nguội và ủ (+QT)	HRC28-32 (Phạm vi chung)

Tùy chọn độ cứng được phân loại

Đối với những khách hàng có yêu cầu về độ cứng được kiểm soát, chúng tôi cung cấp ba cấp độ tùy chỉnh (+H/+HH/+HL) và sự phân bổ độ cứng ở các khoảng cách khác nhau từ đầu được tôi hoàn toàn tuân thủ tiêu chuẩn, đảm bảo tính nhất quán của hiệu quả xử lý nhiệt của các phôi gia công theo lô. Các giá trị độ cứng chính (HRC) như sau:

Khoảng cách tính bằng mm từ đầu được dập tắt
Khoảng cách		1.5	3	5	7	9	11	13	15	20	25	30	35	40	45	50
độ cứng Trong HRC + H	tối đa	59	59	58	58	57	57	57	56	55	54	53	52	51	50	49
	phút	51	50	49	49	48	47	46	45	43	41	39	38	36	34	33
độ cứng Tại HRC + HH	tối đa	59	59	58	58	57	57	57	56	55	54	53	52	51	50	49
	phút	54	53	52	52	51	50	50	49	47	45	44	43	41	39	38
độ cứng Trong HRC + HL	tối đa	56	56	55	55	54	54	53	52	51	50	48	47	46	45	44
	phút	51	50	49	49	48	47	46	45	43	41	39	38	36	34	33

Ưu điểm cốt lõi: Độ cứng cao của thép đảm bảo rằng ngay cả các vật rèn có tiết diện lớn (ví dụ: trục chính của tuabin gió có đường kính 660mm) có thể đạt được độ cứng đồng đều từ bề mặt đến lõi, tránh các khuyết tật về hiệu suất như lõi mềm.

Các dải phân tán cho độ cứng Rockwell - C trong bài kiểm tra độ cứng tôi cuối cùng.

Thông số kỹ thuật cung cấp, dung sai và độ hoàn thiện bề mặt

Hunan Qilu Steel cung cấp DIN 36CrNiMo4 ở nhiều dạng sản phẩm, với khả năng kiểm soát độ thẳng và dung sai kích thước nghiêm ngặt, giúp giảm thời gian và chi phí sau xử lý cho khách hàng. Thông số kỹ thuật cung cấp như sau:

Loại sản phẩm	Phạm vi kích thước	Chiều dài
Thanh cán nóng	Φ16-Φ310mm	6000-9000mm
Thanh rèn nóng	Φ100-Φ1200mm	3000-5800mm
Tấm/tấm cán nóng	T:3-200mm; Rộng: 1500-2500mm	2000-5800mm
Khối rèn nóng	T: 80-800mm; Rộng: 100-2500mm	2000-5800mm

Đảm bảo độ thẳng

• Thành phẩm có độ chính xác cao (thanh tiện/xay/bóc vỏ): 1mm/1000mm

• Sản phẩm chưa hoàn thiện (cán đen/rèn): 3mm/1000mm

Hoàn thiện bề mặt	quay	xay	Mài (Tốt nhất)	Đánh bóng (Tốt nhất)	Bóc vỏ (Tốt nhất)	rèn đen	Cán đen
Sức chịu đựng	+0/+3mm	+0/+3mm	+0/+0,05mm	+0/+0,05mm	+0/+0,1mm	+0/+5mm	+0/+1mm
Độ thẳng	Tối đa 1mm/1000mm.					Tối đa 3mm/1000mm.

Kích thước trong kho

Chúng tôi duy trì lượng hàng tồn kho hàng tháng trên 10.000 tấn để hỗ trợ giao hàng nhanh chóng.

• Thanh cán nóng:  Φ18, 20, 22, 25, 28, 30, 32, 35, 40, 45, 50~240mm

• Thanh rèn:  Φ100, 120, 150, 200~1200mm

• Tấm:  dày 10, 15, 20, 25~200mm.

Các trường ứng dụng điển hình

DIN 36CrNiMo4 được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sản xuất cao cấp nhờ đặc tính toàn diện tuyệt vời và là vật liệu cốt lõi để sản xuất các bộ phận chính có yêu cầu tải trọng cao, tốc độ cao và độ tin cậy cao. Các kịch bản ứng dụng chi tiết như sau:

1. Sản xuất máy móc hạng nặng

Là 'vật liệu xương sống' của máy móc hạng nặng, nó được sử dụng để sản xuất các bộ phận cốt lõi chịu tải trọng cao và tác động theo chu kỳ:

• Hệ thống truyền động: Bánh răng, trục truyền động, bộ phận vi sai của máy xúc, máy ủi, cần cẩu (độ bền kéo ≥700MPa chống mài mòn răng và uốn trục)

• Truyền lực: Trục khuỷu và thanh kết nối của động cơ diesel dùng cho xe tải khai thác mỏ và máy nông nghiệp (khả năng chống mỏi tuyệt vời đảm bảo tuổi thọ lâu dài trong các chu kỳ tải lặp lại)

• Chốt kết cấu: Bu lông và đai ốc cường độ cao để lắp ráp khung nặng (độ cứng QT 28 ~ 32HRC ngăn ngừa sự lỏng lẻo khi rung)

2. Hàng không vũ trụ và quốc phòng

Tuân thủ các tiêu chuẩn hàng không nghiêm ngặt (ví dụ: AMS 6414, ASTM F2881) và là vật liệu cốt lõi cho thiết bị hàng không vũ trụ và quốc phòng:

• Bộ phận động cơ: Trục tuabin và đĩa máy nén (độ ổn định nhiệt độ cao lên tới 300oC và khả năng chống rão duy trì hiệu suất khi vận hành tốc độ cao)

• Thiết bị phòng thủ: Tấm giáp và các thành phần tên lửa (làm cứng cảm ứng lên tới 62HRC để bảo vệ đạn đạo và chống va đập tuyệt vời)

3. Công nghiệp ô tô

Thích hợp cho ô tô hiệu suất cao và xe thương mại hạng nặng, với độ bền tuyệt vời dưới mô-men xoắn và nhiệt độ cực cao:

• Bánh răng truyền động: Hộp số tay/tự động của ô tô thể thao và xe tải hạng nặng (khả năng chống mài mòn cao hơn 30% so với thép 4140 sau khi đông cứng)

• Các bộ phận khung gầm: Trục truyền động và liên kết treo của xe tải hạng nặng (cường độ chảy ≥500MPa chống biến dạng dưới tải trọng nặng)

• Động cơ hiệu suất: Trục cam và thanh piston của động cơ xe đua (tương đương carbon thấp CE ≤0,65 giảm thiểu hiện tượng nứt ở tốc độ cao)

4. Ngành năng lượng

Thích ứng với môi trường làm việc khắc nghiệt của năng lượng tái tạo và năng lượng truyền thống, đồng thời là lựa chọn hàng đầu cho các bộ phận chính của thiết bị năng lượng:

• Năng lượng gió: Trục chính và bộ phận hộp số của tuabin gió trên bờ/ngoài khơi (khả năng chống mỏi 10^7 chu kỳ ở độ bền kéo 60%, tuổi thọ ≥20 năm)

• Dầu khí: Vòng cổ khoan và dụng cụ khoan lỗ để thăm dò giếng sâu (các nguyên tố Cr/Mo cải thiện khả năng chống ăn mòn, độ bền kéo ≥650MPa chịu được áp suất cao và chất lỏng mài mòn)

• Phát điện: Trục tuabin của nhà máy nhiệt điện (khả năng chịu nhiệt lên tới 350oC sau khi ủ, hoạt động ổn định trong hơi nước ở nhiệt độ cao)

5. Chế tạo khuôn mẫu và dụng cụ

Lý tưởng cho việc sản xuất các khuôn đòi hỏi cả độ bền cao và khả năng chống mài mòn:

• Khuôn dập: Khuôn dập và khuôn định hình cho tấm kim loại (độ cứng bề mặt 54 ~ 62HRC chống lại sự ăn mòn, tuổi thọ khuôn cao hơn 50% so với thép nhẹ)

• Khuôn rèn: Khuôn rèn nóng cho các thành phần nhôm và thép (giá trị va đập ≥40J ngăn ngừa nứt khi đập búa nhiều lần)

So sánh với các lớp AISI 4340 với 4140 và 4330

Khách hàng thường nhầm lẫn AISI 4340/DIN 36CrNiMo4 1.6511 với 4140/42CrMo, 4330 và các loại khác. Sau đây là so sánh chi tiết những khác biệt cốt lõi về thành phần, công dụng và ứng dụng, giúp khách hàng lựa chọn được loại vật liệu phù hợp nhất:

1. AISI 4340 so với AISI 4140

Sự kết hợp so sánh phổ biến nhất, điểm khác biệt cốt lõi nằm ở việc bổ sung nguyên tố Ni vào 4340, dẫn đến khoảng cách rất lớn về độ bền và độ cứng:

chỉ mục	AISI 4340	AISI 4140	Gợi ý lựa chọn khóa
Các yếu tố hợp kim	Chứa Ni (1,65-2,00%), đồng hợp kim Cr-Mo	Không có Ni, chỉ có hợp kim Cr-Mo	4340 phù hợp với yêu cầu nhiệt độ thấp và độ bền cao; 4140 dành cho chịu tải thông thường
Độ bền kéo	≥750MPa (d<160mm)	≥650MPa (d<160mm)	4340 có độ bền cao hơn 15% cho cùng một phần
Độ bền va đập	≥45J (RT)	≥30J (RT)	4340 phù hợp hơn với các bộ phận chịu tải va đập (ví dụ móc cẩu)
Độ cứng	Tuyệt vời, có độ cứng xuyên suốt cho d<660mm	Thông thường, làm cứng xuyên suốt cho d<200mm	4340 là lựa chọn duy nhất cho việc rèn tiết diện lớn
Ứng dụng	Các bộ phận chính cao cấp (hàng không vũ trụ, trục tuabin gió)	Các bộ phận cơ khí thông thường (trục thông thường, bu lông)	Chọn 4140 để kiểm soát chi phí; 4340 cho độ tin cậy cao

2. AISI 4340 so với AISI 4330

Cùng một dòng thép Cr-Ni-Mo, khác nhau ở hàm lượng cacbon và Ni dẫn đến cân bằng độ bền – độ bền khác nhau:

• AISI 4330: C (0,28 ~ 0,33%), Ni (1,65 ~ 2,00%), cường độ thấp hơn ( ≥650MPa) nhưng độ bền ở nhiệt độ thấp tốt hơn ( ≥60J ở -40oC)

• AISI 4340: Hàm lượng C cao hơn, độ bền cao hơn nhưng độ bền ở nhiệt độ thấp giảm nhẹ

Lựa chọn: 4330 cho điều kiện làm việc ở nhiệt độ thấp (ví dụ: máy móc kỹ thuật vùng cực); 4340 cho điều kiện tải cao ở nhiệt độ bình thường

3. DIN 36CrNiMo4 so với 40CrNi2MoA

Tiêu chuẩn Trung Quốc 40CrNi2MoA tương đương trực tiếp với AISI 4340, hơi khác so với DIN 36CrNiMo4:

• 40CrNi2MoA: Kiểm soát P/S nghiêm ngặt (<0,030%), độ tinh khiết cao hơn, phù hợp với các linh kiện có độ chính xác cao

• 36CrNiMo4: Hàm lượng Ni thấp hơn (0,90~1,20%), chi phí thấp hơn, phù hợp với các dự án phù hợp tiêu chuẩn Châu Âu

Lựa chọn: 40CrNi2MoA dành cho sản xuất trong nước có độ chính xác cao; 36CrNiMo4 cho dự án xuất khẩu đạt tiêu chuẩn Châu Âu

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Những quy trình xử lý nhiệt nào được khuyến nghị cho AISI 4340?

A1: Hiệu suất của thép được tối ưu hóa thông qua ba quy trình xử lý nhiệt cốt lõi, được điều chỉnh cho phù hợp với các giai đoạn xử lý khác nhau:

• Ủ mềm (+A): Làm nóng đến 650 ~ 700oC, giữ trong 2 ~ 4 giờ (tùy thuộc vào kích thước phần), làm nguội lò. Độ cứng 217HB, dễ gia công thô.

• Chuẩn hóa (+N): Làm nóng đến 850 ~ 880oC, giữ trong 1 ~ 2 giờ, làm mát không khí. Tinh chỉnh cấu trúc hạt, cải thiện tính đồng nhất và chuẩn bị xử lý QT cho các vật rèn lớn.

• Làm nguội & ủ (QT): Quy trình cốt lõi để đạt được hiệu suất cao. Đun nóng đến 820 ~ 860oC (thấp để làm nguội bằng nước, cao để làm nguội dầu), giữ cho đến khi austenit hóa hoàn toàn, làm nguội trong nước/dầu, sau đó ủ ở 540 ~ 680oC trong 1 ~ 3 giờ, làm mát bằng không khí. Đạt được độ bền cao ( ≥750MPa) và độ bền cân bằng ( ≥45J).

Câu 2: AISI 4340 có hàn được không? Các điểm hàn chính là gì?

A2: Thép có thể hàn được về mặt kỹ thuật nhưng khả năng hàn kém (hàm lượng C 0,38%~0,43% > ngưỡng 0,25%, nguy cơ nứt mối hàn cao). Các yêu cầu chính trong quá trình hàn để đảm bảo chất lượng mối hàn như sau:

• Làm nóng trước: Làm nóng trước vật liệu cơ bản đến 200 ~ 300oC để giảm ứng suất nhiệt và tránh nứt lạnh.

• Vật liệu hàn: Sử dụng vật liệu có hàm lượng hydro thấp (ví dụ: E11018-G cho SMAW, ER110S-G cho GMAW) để giảm thiểu hiện tượng nứt do hydro gây ra.

• Xử lý nhiệt sau hàn (PWHT): Nhiệt độ ở 600 ~ 650oC trong 1 ~ 2 giờ sau khi hàn, làm nguội chậm để giảm ứng suất dư và khôi phục độ dẻo.

• Cấm: Tránh hàn các phần dày (>50mm) mà không làm nóng trước.

Câu hỏi 3: Các tính chất cơ học của quá trình rèn DIN 36CrNiMo4 đường kính 200mm sau khi xử lý QT là gì?

A3: Đường kính 200mm thuộc phạm vi 160mm ＜ d 330mm và các đặc tính cơ học tối thiểu sau khi xử lý QT (theo EN 10250-3) là:

• Độ bền kéo: ≥700MPa

• Sức mạnh năng suất: ≥500MPa

• Độ giãn dài: Theo chiều dọc ≥15%, Chiều ngang ≥11%

• Giá trị tác động (RT): Chiều dọc ≥45J, Chiều ngang ≥22J

• Độ cứng: 28~32HRC (có thể điều chỉnh thông qua nhiệt độ ủ)

• Ứng dụng: Thích hợp cho các bộ phận chính có kích thước trung bình như trục bánh răng, móc cẩu, trục trung gian tuabin gió.

Câu 4: Làm thế nào để đảm bảo chất lượng sản phẩm AISI 4340?

A4: Hunan Qilu Steel thực hiện kiểm soát chất lượng toàn bộ quy trình từ luyện nguyên liệu thô đến phân phối thành phẩm:

• Luyện kim: Áp dụng lò hồ quang điện + quy trình tinh chế LF/VD, kiểm soát P/S 0,035%, đảm bảo hàm lượng khí thấp (H 2ppm, O 20ppm).

• Rèn / Cán: Sử dụng thiết bị rèn có trọng tải lớn, đảm bảo đủ tỷ lệ biến dạng ( ≥3: 1), tinh chế hạt.

• Xử lý nhiệt: Sử dụng lò xử lý nhiệt không khí được kiểm soát chuyên nghiệp, đảm bảo sưởi ấm và làm mát đồng đều, tránh quá trình oxy hóa và khử cacbon.

• Kiểm tra: Phát hiện lỗ hổng siêu âm 100% (UT) theo EN 10246, kiểm tra tính chất cơ học, phân tích thành phần hóa học và cung cấp báo cáo kiểm tra chất lượng đầy đủ.

Câu 5: Có thể cung cấp dịch vụ xử lý và xử lý nhiệt tùy chỉnh không?

Đ5: Có. Chúng tôi cung cấp dịch vụ tùy biến một cửa theo yêu cầu của khách hàng:

• Xử lý nhiệt tùy chỉnh: Điều chỉnh nhiệt độ ủ để đạt được độ cứng cần thiết (25 ~ 35HRC) và các tính chất cơ học.

• Xử lý chính xác: Tiện, phay, khoan, mài, v.v., để đáp ứng các yêu cầu về dung sai kích thước của các bộ phận hoàn thiện.

• Xử lý bề mặt: Bắn nổ, phốt phát, sơn, v.v., để cải thiện khả năng chống ăn mòn.

• Vật rèn tùy chỉnh: Theo bản vẽ của khách hàng, sản xuất vật rèn lớn không đạt tiêu chuẩn với đường kính lên tới 1200mm.

Hỏi ngay : Chúng tôi sẽ trả lời câu hỏi của bạn trong vòng 24 giờ và cung cấp các đề xuất lựa chọn vật liệu chuyên nghiệp và dịch vụ báo giá theo kịch bản ứng dụng và yêu cầu kỹ thuật của bạn!