Thép hợp kim AISI 5140 41Cr4 1.7035 SCr440

Tổng quan về sản phẩm

AISI 5140 là thép hợp kim crom cacbon trung bình được phát triển cho các bộ phận kỹ thuật đòi hỏi sự kết hợp thực tế giữa sức mạnh, độ dẻo dai, khả năng chống mài mòn, khả năng gia công và phản ứng xử lý nhiệt. Nó thường được cung cấp dưới dạng thanh cán nóng, thanh rèn, thanh kéo nguội và các dạng tùy chỉnh khác tùy thuộc vào ứng dụng.

Loại này thường được liên kết với DIN 41Cr4, EN 1.7035, JIS SCr440 và GB 40Cr , mặc dù các ký hiệu này không được tự động coi là giống hệt nhau về mặt kỹ thuật vì giới hạn thành phần hóa học và tiêu chuẩn sản phẩm có thể khác nhau. Thông số kỹ thuật áp dụng phải luôn được xác nhận trước khi thay thế vật liệu.

AISI 5140 / 41Cr4 đặc biệt thích hợp cho trục, bánh răng, chốt, trục, bu lông, trục chính, linh kiện máy, phụ tùng ô tô và các bộ phận kỹ thuật chung hoạt động dưới tải trọng cơ học từ trung bình đến cao.

Lớp 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 G4104
Cấp	5140	41Cr4/1.7035	40Cr	530M40	SCr440

Tính năng sản phẩm

Thành phần hóa học 

Cấp	C	Sĩ	Mn	P	S	Cr
5140	0,38-0,43	0,15-0,35	0,70-0,90	0,035Tối đa	0,040Tối đa	0,70-0,90
41Cr4/1.7035	0,38-0,45	Tối đa 0,40	0,60-0,90	0,035Tối đa	0,035Tối đa	0,90-1,20
40Cr	0,37-0,44	0,17-0,37	0,50-0,80	0,030Tối đa	0,030Tối đa	0,80-1,10
530M40	0,36-0,44	0,10-0,40	0,60-0,90	0,035Tối đa	0,040Tối đa	0,90-1,20
SCr440	0,38-0,43	0,15-0,35	0,60-0,85	0,030Tối đa	0,030Tối đa	0,90-1,20

Tính chất cơ học

Tính chất cơ học của 41Cr4 thép hợp kim tôi và tôi theo EN10083-3.

Phạm vi kích thước	Độ bền kéo	Sức mạnh năng suất	Dọc theo	Diện tích giảm	Giá trị tác động Tại RT/J
d<16 t<8	1000-1200Mpa	800Mpa tối thiểu	Tối thiểu 11%	tối thiểu 30%	/
16＜d≤40 8＜t20	900-1100Mpa	660Mpa tối thiểu	Tối thiểu 12%	35% tối thiểu	35J phút
40＜d<100 20＜t≤60	800-950Mpa	560Mpa tối thiểu	Tối thiểu 14%	40% tối thiểu	35J phút

Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử cho thép tôi và tôi 41Cr4.

1): Theo EN10083-1, tất cả các mẫu phải được lấy ở khoảng cách 12,5mm dưới bề mặt được xử lý nhiệt

2): Theo quy định trong hợp đồng giữa người mua và người bán.

Tính chất cơ học của 41Cr4 thép rèn khuôn hở theo EN10250-3

Phạm vi kích thước	Độ bền kéo	Sức mạnh năng suất	Dọc theo		Giá trị tác động Tại RT/J
			Tối thiểu 14%		35J phút
d<70	800Mpa tối thiểu	560Mpa tối thiểu

Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử để rèn thép.

1: Theo EN10250-1, tất cả các mẫu phải được lấy ở khoảng cách 4/T dưới bề mặt được xử lý nhiệt (tối thiểu là 20mm và tối đa là 80mm) và t/2 từ đầu (trong đó t là độ dày tương đương của độ dày của phần cai trị của vật rèn tại thời điểm xử lý nhiệt.

2: Theo quy định trong hợp đồng giữa người mua và người bán.

Độ cứng và độ cứng bề mặt

Xử lý nhiệt	độ cứng
Làm cứng ngọn lửa hoặc cảm ứng	53HRC
Được xử lý để cải thiện khả năng cắt (+S)	HB255Max
Ủ mềm (+A)	HB241Max
Làm nguội và ủ (+QT)	HRC28-32 (Phạm vi chung)

Khi thép được sắp xếp bằng cách sử dụng các ký hiệu cho các yêu cầu về độ cứng thông thường (+H) hoặc hạn chế (+HL, +HH), thì các giá trị độ cứng phải áp dụng dưới đây:

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	61	61	60	59	58	56	54	52	46	42	40	38	37	36	35
	phút	53	52	50	47	41	37	34	32	29	26	23	21	/	/	/
độ cứng Tại HRC + HH	tối đa	61	61	60	59	58	56	54	52	46	42	40	38	37	36	35
	phút	56	55	53	51	47	43	41	39	35	31	29	27	26	25	24
độ cứng Trong HRC + HL	tối đa	58	58	57	55	52	50	47	45	40	37	34	32	31	30	29
	phút	53	52	50	47	41	37	34	32	29	26	23	21	/	/	/

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

Quy mô cung cấp & Dung sai & Quy mô tồn kho

Loại sản phẩm	Phạm vi kích thước	Chiều dài
Thanh kéo nguội	Φ3-Φ80mm	6000-9000mm
Thanh cán nóng	Φ18-Φ300mm	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

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.

Hunan Qilu Steel duy trì tồn kho hàng tháng các thanh cán nóng và kéo nguội (trên 10.000 tấn) với các đường kính phổ biến (ví dụ: 18mm, 24mm, 50mm, 72mm, 100mm, 200mm), đảm bảo giao hàng nhanh chóng cho các đơn hàng khẩn cấp.

Dưới đây kích thước cổ phiếu của chúng tôi:

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

Tối ưu hóa quy trình rèn và xử lý nhiệt

• Ủ mềm : Đun nóng đến 670-710oC , ngâm ở nhiệt độ, sau đó làm nguội bằng lò. Điều này làm giảm ứng suất bên trong và giảm độ cứng khi gia công.

• Chuẩn hóa : Đun nóng đến 850-880oC , ngâm, sau đó làm mát bằng không khí. Tinh chỉnh cấu trúc vi mô, cải thiện tính đồng nhất cho quá trình điều trị QT tiếp theo.

• Làm nguội và ủ : Đun nóng đến 820-860oC (đầu dưới để làm nguội bằng nước, đầu trên để làm nguội bằng dầu), ngâm, làm nguội trong nước hoặc dầu, sau đó ủ ở 540-680oC và làm mát bằng không khí. Quá trình này phát triển sự cân bằng độ bền và độ bền đặc trưng của hợp kim.

• Rèn : Nung nóng thỏi đến 1150-1200oC , rèn ở nhiệt độ tối thiểu 800-850oC , sau đó làm nguội bằng cát để tránh nứt. Các bộ phận rèn được hưởng lợi từ việc sàng lọc hạt, nâng cao độ bền tổng thể.

Cân nhắc về khả năng hàn

Mặc dù DIN 41Cr4 1.7035 mang lại hiệu suất vượt trội nhưng khả năng hàn của nó được phân loại ở mức trung bình đến kém do hàm lượng cacbon ( 0,38-0,45% )—vượt quá ngưỡng 0,25% khi khả năng hàn bắt đầu suy giảm. Để hạn chế hiện tượng nứt khi hàn:

• Làm nóng vật liệu nền ở nhiệt độ 200-300oC trước khi hàn.

• Sử dụng các điện cực có hàm lượng hydro thấp (ví dụ E7018) để giảm hiện tượng nứt do hydro gây ra.

• Duy trì nhiệt độ giữa các đường hàn trên 200oC trong quá trình hàn nhiều đường.

• Xử lý nhiệt sau hàn (PWHT) ở 600-650oC để giảm ứng suất dư.

Các bước này đảm bảo các mối hàn duy trì đủ độ bền cho các ứng dụng không quan trọng; đối với các bộ phận chịu ứng suất cao, việc buộc chặt cơ học (ví dụ: bu lông) được ưu tiên hơn là hàn.

Ứng dụng

Linh kiện quan trọng của ngành công nghiệp ô tô

• Hệ thống truyền động : Bánh răng, trục truyền động và trục cam—được hưởng lợi từ độ bền kéo 1000-1200 MPa của hợp kim và khả năng chống mài mòn (53 HRC thông qua quá trình làm cứng cảm ứng).

• Khung gầm và hệ thống treo : Các khớp tay lái, trục lái và tay treo—tận dụng độ dẻo dai của hợp kim (khả năng chống va đập 35 J) để chịu được các chấn động trên đường.

• Động cơ và hệ thống truyền động : Thanh piston xi lanh, lõi van thủy lực và thanh kết nối—trong đó độ cứng 28-32 HRC do QT tạo ra cân bằng độ bền và khả năng gia công để lắp chính xác.

Cơ khí & Máy móc hạng nặng

• Truyền lực : Hộp số, bộ phận vi sai và bộ biến mô—dựa vào độ cứng đồng đều của hợp kim để duy trì độ bền trên các phần dày.

• Chốt và các bộ phận kết cấu : Bu lông, mặt bích và giá đỡ có độ bền cao—được hưởng lợi từ cường độ chảy ≥560 MPa của hợp kim để chống lại sự lỏng lẻo khi chịu tải nặng.

• Hệ thống thủy lực và khí nén : Thanh xi lanh thủy lực và ống van — trong đó khả năng gia công của hợp kim (≤241 HB sau khi ủ mềm) cho phép dung sai chặt chẽ và bề mặt nhẵn.

Phụ kiện khuôn mẫu & dụng cụ

• Đế khuôn và đồ gá : Đồ gá lắp, đồ gá và chất nền dụng cụ—trong đó độ cứng ủ mềm của hợp kim (<241 HB) cho phép dễ dàng gia công các hình dạng phức tạp và xử lý QT tiếp theo (28-32 HRC) mang lại độ ổn định kích thước lâu dài.

• Các thành phần khuôn phụ trợ : Chân đẩy và trụ dẫn hướng—được hưởng lợi từ khả năng chống mài mòn của hợp kim để chịu được các chu kỳ lặp lại trong quá trình ép phun hoặc dập.

Bộ phận mặc nông nghiệp & công nghiệp

• Máy móc nông nghiệp : Dao thu hoạch, trục máy tuốt và xích truyền động—tận dụng độ cứng bề mặt 53 HRC của hợp kim (làm cứng bằng ngọn lửa) để chống mài mòn từ tàn dư cây trồng và đất.

• Các bộ phận chống mài mòn công nghiệp : Vòng bi, con lăn và con lăn băng tải—trong đó sự kết hợp giữa độ cứng (28-32 HRC) và độ bền (tác động 35 J) của hợp kim sẽ ngăn ngừa hư hỏng sớm.

• Khai thác và xây dựng : Các bộ phận máy nghiền và trục sàng—được hưởng lợi từ khả năng rèn của hợp kim (lên đến Φ1200mm) để tạo ra các bộ phận lớn, bền cho các hoạt động nặng.

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: AISI 5140 có giống 41Cr4 không?

Câu trả lời 1: AISI 5140 và DIN/EN 41Cr4 thường được so sánh như các loại tương đương hoặc có liên quan chặt chẽ với nhau, nhưng chúng không tự động giống nhau trong mọi thông số kỹ thuật. Giới hạn thành phần hóa học và yêu cầu cơ học có thể khác nhau, vì vậy tiêu chuẩn áp dụng phải được nêu trong đơn đặt hàng.

Câu 2: 5140 có tốt hơn 4140 không?

A2: Không nhất thiết. 4140 thường cung cấp độ cứng cao hơn và hiệu suất mạnh mẽ hơn cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe, trong khi 5140 có thể cung cấp giải pháp tiết kiệm chi phí cho các thành phần kỹ thuật chung trong đó việc bổ sung molypden vào 4140 là không cần thiết.

Câu 3: 5140 có tốt hơn 1045 không?

Trả lời 3: Đối với các bộ phận cần độ cứng sâu hơn, khả năng chống mài mòn được cải thiện và hiệu suất tốt hơn dưới tải cơ học cao hơn, 5140 thường là lựa chọn mạnh mẽ hơn. 1045 vẫn hấp dẫn khi ưu tiên chi phí thấp hơn và gia công đơn giản hơn.

Q4: 5140 có thể hàn được không?

A4: 5140 thường không được chọn chủ yếu để hàn vì hàm lượng cacbon trung bình và các nguyên tố hợp kim của nó có thể làm tăng nguy cơ nứt so với thép kết cấu cacbon thấp. Nếu không thể tránh khỏi việc hàn thì phải đánh giá quy trình hàn đủ tiêu chuẩn, làm nóng trước và xử lý sau hàn thích hợp.

Câu 5: Sự khác biệt giữa 5140 và 40Cr là gì?

A5: 5140 và 40Cr có đặc tính hợp kim crom cacbon trung bình tương tự nhau, nhưng tiêu chuẩn và giới hạn hóa học của chúng khác nhau. Chúng nên được mua theo thông số kỹ thuật được yêu cầu thay vì được coi là tự động có thể hoán đổi cho nhau.

Câu 6: Sự khác biệt giữa 41Cr4 và 42CrMo4 là gì?

Trả lời 6: Cả hai đều là thép hợp kim crom được tôi và tôi luyện, nhưng 42CrMo4 có chứa molypden, thường mang lại độ cứng cao hơn và cải thiện hiệu suất ở các phần đòi hỏi khắt khe. 41Cr4 thường được chọn cho các ứng dụng ít đòi hỏi hơn trong đó việc hợp kim hóa bổ sung 42CrMo4 là không cần thiết.

Liên hệ với chúng tôi để biết tình trạng sẵn có trong kho theo thời gian thực, báo giá tùy chỉnh hoặc tư vấn kỹ thuật—chúng tôi cung cấp thép hợp kim cấp toàn cầu đến tận nhà bạn, với các tùy chọn vận chuyển linh hoạt cho tất cả các ngành.