Thép hợp kim AISI 4145 - Thuộc tính & Ứng dụng

Tổng quan về sản phẩm

AISI 4145 (UNS G41450) là thép hợp kim crom-molypden hợp kim thấp được biết đến rộng rãi là thép mạ crôm, được thiết kế để vượt trội hơn tiêu chuẩn AISI 4140 cho các bộ phận có tiết diện lớn, tải trọng tuần hoàn nặng. Hàm lượng carbon cao (0,43–0,48%) của nó mang lại khả năng làm cứng xuyên suốt vượt trội, loại bỏ các vấn đề về độ mềm cốt lõi thường gặp ở phôi thép dày 4140.

Không giống như thép hợp kim thấp thông thường, 4145 duy trì các đặc tính cơ học nhất quán từ bề mặt đến lõi sau khi tôi và ram, chống xoắn, gãy do mỏi và mài mòn khi vận hành nặng trong thời gian dài. Nó tuân thủ các tiêu chuẩn công nghiệp ASTM A29/A29M và thông số kỹ thuật vật liệu mỏ dầu API, khiến nó trở thành lựa chọn hàng đầu cho các bộ phận truyền động cơ học và hố hạ áp ứng suất cao trong đó 4140 không đáp ứng giới hạn tải

Các loại thép tương đương

Quốc gia	Hoa Kỳ	Trung Quốc	Nhật Bản
Tiêu chuẩn	ASTM A29	GB/T3077	JIS G4105
Cấp	4145	40CrMnMo	SCM445

Tính năng sản phẩm

Thành phần hóa học

Cấp	C	Sĩ	Mn	P	S	Cr	Mo
4145	0,43-0,48	0,15-0,35	0,75-1,00	0,035Tối đa	0,040Tối đa	0,80-1,10	0,15-0,25
40CrMnMo	0,37-0,45	0,17-0,37	0,90-1,20	0,030Tối đa	0,030Tối đa	0,90-1,20	0,20-0,30
SCM445	0,43-0,48	0,15-0,35	0,60-0,85	0,030Tối đa	0,030Tối đa	0,90-1,20	0,15-0,30

Tính chất cơ học

• Độ bền kéo tối đa: 896–1130 MPa

• Cường độ năng suất bù 0,2%: 758–965 MPa

• Độ giãn dài: ≥15%

• Giảm diện tích: ≥35%

• Phạm vi độ cứng điển hình: HRC 28–36

• Độ bền va đập ở nhiệt độ thấp: Khả năng chống va đập ổn định xuống tới -46°C

Chỉ số tài sản cơ khí	Giá trị tối thiểu
Độ bền kéo	980Mpa
Sức mạnh năng suất thấp hơn	785Mpa
Độ giãn dài sau gãy xương	10%
Giảm diện tích	45%
Năng lượng hấp thụ tác động	63J
Độ cứng Brinell (Điều kiện giao hàng)	217HBW tối đa

Lưu ý: Tất cả các chỉ số đặc tính cơ học là yêu cầu kiểm tra sau khi mẫu đã trải qua quá trình xử lý nhiệt tiêu chuẩn ( làm nguội dầu 850oC + ủ nước/dầu 600oC ) và độ cứng là giới hạn trên của trạng thái phân phối sau khi ủ/ủy ở nhiệt độ cao.

Quá trình rèn

• Nhiệt độ rèn ban đầu: 1180 ~ 1220oC

• Nhiệt độ rèn cuối cùng: 850 ~ 900oC

• Cần gia nhiệt chậm đối với các thỏi hoặc phôi có kích thước lớn để tránh nứt nhiệt bên trong do phân bố nhiệt độ không đồng đều.

• Dừng rèn khi nhiệt độ phôi giảm xuống dưới 850oC để tránh cấu trúc hạt thô bên trong và giảm độ dẻo dai.

• Sau khi rèn, nên làm nguội chậm trong cát hoặc làm nguội lò để giải phóng ứng suất bên trong quá trình rèn và tránh các vết nứt trên bề mặt.

Xử lý nhiệt

Làm nguội

• Nhiệt độ làm nóng: 850oC

• Thời gian giữ: Tính toán dựa trên độ dày phôi (1,5–2 phút trên mỗi mm mặt cắt ngang)

• Môi trường làm mát: Dầu

ủ

• Nhiệt độ sưởi ấm: 600oC

• Thời gian giữ: Giữ đủ để đảm bảo nhiệt độ bên trong đồng đều

• Môi trường làm mát: Nước hoặc dầu

Xử lý nhiệt trạng thái giao hàng

• Nhiệt độ ủ: 840 ~ 860oC, lò làm nguội chậm xuống dưới 300oC sau đó làm mát bằng không khí

• Nhiệt độ ủ nhiệt độ cao: 650 ~ 680oC, làm mát không khí sau khi bảo quản nhiệt

• Độ cứng phân phối mục tiêu: HBW 217, thích hợp cho gia công tiếp theo

Quy mô cung cấp, dung sai & tồn kho

1. Loại sản phẩm & Phạm vi kích thước

Loại sản phẩm	Phạm vi kích thước	Chiều dài
Thanh kéo nguội	Φ3-Φ80mm	6000-9000mm
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

2. Độ hoàn thiện bề mặt, dung sai kích thước và độ thẳng

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.

Chúng tôi duy trì hơn 10.000 tấn thép 4145 trong kho hàng tháng để giao hàng nhanh chóng. Chứng khoán thay đổi hàng ngày; liên hệ với nhóm bán hàng của chúng tôi để biết hàng tồn kho theo thời gian thực.

Tính hàn

Thép mạ crôm AISI 4145 có hàm lượng carbon trung bình cao, dẫn đến khả năng hàn vốn có kém. Vùng chịu ảnh hưởng nhiệt của nó dễ hình thành martensite cứng, dẫn đến các vết nứt nguội muộn và giảm độ bền va đập nếu không có quy trình hàn tiêu chuẩn. Làm nóng trước vật liệu ở nhiệt độ 260–370°C và duy trì nhiệt độ giữa các lớp ổn định trong quá trình hàn nhiều lớp, sử dụng các điện cực có hàm lượng hydro thấp được nung hoàn toàn và thực hiện ủ giảm căng thẳng sau hàn ở 590–650°C, sau đó làm nguội lò chậm. Các mối hàn không lý tưởng cho các bộ phận chịu va đập và xoắn theo chu kỳ nặng; lắp ráp cơ khí được khuyến khích cho các bộ phận dịch vụ tải cao.

Ứng dụng

Thiết bị khoan dầu khí

Vòng cổ khoan tiêu chuẩn API, đầu nối ống khoan, ổn định lỗ khoan, dụng cụ khoan định hướng, dụng cụ thu hồi cá, móc treo ống chống, thân van cho đầu giếng áp suất cao

Máy móc xây dựng và khai thác hạng nặng

Trục chính của máy nghiền, thân dụng cụ khoan đá, bánh răng truyền động hạng nặng, trục ép thủy lực, vật rèn bu lông cường độ cao quá khổ

Ô tô & Truyền động cơ khí tổng hợp

Trục truyền động tải trọng lớn, trục bánh răng xe tải nặng, vỏ ổ trục, bộ phận khớp nối mô-men xoắn cao, giá đỡ khuôn cho thiết bị tạo hình nặng

Thiết bị Công nghiệp & Năng lượng

Cuộn máy nghiền giấy, trục bơm nặng, bộ phận truyền động phụ trợ tuabin gió, thanh xi lanh thủy lực cho hệ thống áp suất cao

So sánh thép AISI 4145 VS AISI 4140

Mục so sánh	AISI 4145	AISI 4140	Kịch bản phù hợp
Hàm lượng cacbon	0,43–0,48%	0,38–0,43%	Carbon cao hơn = mạnh hơn 4145
Độ cứng xuyên suốt	Tuyệt vời (độ cứng đồng đều mặt cắt lớn)	Tốt (lõi mềm có đường kính >100mm)	Rèn đường kính lớn chọn 4145
Hiệu suất kéo và mài mòn	Độ bền và khả năng chống mài mòn cao hơn 10–15%	Cân bằng sức mạnh và độ dẻo dai	Sử dụng tải xoắn nặng dài hạn 4145
Độ bền va đập ở nhiệt độ thấp	Thấp hơn một chút ở cùng độ cứng	Độ dẻo tốt hơn dưới tác động lạnh	Các bộ phận nhiệt độ cực thấp chọn 4140
Vị trí chi phí chính	Giá nguyên liệu cao hơn một chút	Tiết kiệm chi phí hơn cho các bộ phận tải nhẹ	Trục nhỏ tải nhẹ sử dụng 4140

Câu hỏi thường gặp

Câu 1: Sự khác biệt giữa thép AISI 4145 và thép AISI 4140 là gì?

A1: AISI 4145 có hàm lượng carbon cao hơn 4140, mang lại khả năng làm cứng xuyên suốt, độ bền kéo và khả năng chống mài mòn tốt hơn cho các vật rèn có tiết diện lớn. Tuy nhiên, 4140 mang lại độ bền va đập ở nhiệt độ thấp vượt trội và khả năng hàn tốt hơn, khiến nó phù hợp hơn với các bộ phận động ở nhiệt độ thấp.

Câu 2: Sự khác biệt cốt lõi giữa thép AISI 4145, 4145H và 4145MOD là gì?

A2: Nói tóm lại, hãy chọn tiêu chuẩn 4145 cho máy móc thông thường, 4145H cho việc rèn mỏ dầu thông thường và 4145MOD cho các bộ phận khoan lỗ khoan tiết diện lớn có thông số kỹ thuật cao.

• AISI 4145: Thép mạ crôm cơ bản tiêu chuẩn có dải độ cứng cho phép rộng, mục đích chung cho các bộ phận máy móc hạng nặng cỡ vừa và nhỏ, không kiểm soát dung sai độ cứng nghiêm ngặt.

• AISI 4145H: H là viết tắt của thép được kiểm soát độ cứng, với phạm vi phần tử hợp kim bị hạn chế chặt chẽ hơn và băng thông độ cứng ở cuối quá trình làm nguội cố định. Nó đảm bảo độ cứng lõi ổn định cho các vật rèn có đường kính lớn, tuân thủ các yêu cầu cơ bản của mỏ dầu API.

• AISI 4145MOD (4145H đã sửa đổi): Biến thể nâng cấp của 4145H với hàm lượng Mn, Cr và Mo được tối ưu hóa để tăng cường hơn nữa khả năng làm cứng sâu. Nó đáp ứng các tiêu chuẩn API 7-1 chặt chẽ hơn dành cho vòng cổ khoan cực lớn và dụng cụ khoan lỗ sâu, mang lại các đặc tính cơ học đồng nhất trên các mặt cắt cực dày mà tiêu chuẩn 4145/4145H không thể đạt được độ bền lõi cần thiết.

Câu 3: Giới hạn độ cứng phân phối của thanh AISI 4145 đã ủ là bao nhiêu?

Trả lời 3: Thanh thô AISI 4145 được cung cấp ở trạng thái ủ hoặc chuẩn hóa có độ cứng Brinell tối đa là HBW 235, đảm bảo hiệu suất gia công trơn tru.

Câu hỏi 4: Thép AISI 4145 có thể hàn trực tiếp mà không cần gia nhiệt trước không?

A4: Không. AISI 4145 có xu hướng làm nguội cao, hàn trực tiếp mà không làm nóng trước sẽ tạo ra các vết nứt nguội ở vùng chịu ảnh hưởng nhiệt. Bắt buộc phải làm nóng trước ở nhiệt độ 260–370°C và ủ giảm ứng suất sau hàn.

Nếu bạn cần hiệu suất cao Các thanh, tấm, vòng tròn bằng thép hợp kim crôm AISI 4145 , vòng cổ khoan rỗng hoặc vật rèn tùy chỉnh cho khí dầu, khai thác mỏ và sản xuất máy móc hạng nặng, hãy gửi yêu cầu về bản vẽ, kích thước và độ cứng của bạn để nhận báo giá kỹ thuật miễn phí và bảng dữ liệu vật liệu.