AISI 4340 鋼級(jí)熱處理

AISI 4340 鋼是一種中碳、低合金鋼，以其在較大截面中的韌性和強(qiáng)度而聞名。AISI 4340也是一種鎳鉻鉬鋼。4340 合金鋼通常在 930 – 1080 Mpa 的拉伸范圍內(nèi)進(jìn)行硬化和回火處理。預(yù)淬火和回火的 4340 鋼可以通過(guò)火焰或感應(yīng)淬火和氮化進(jìn)一步表面硬化。4340鋼在硬化狀態(tài)下具有良好的抗沖擊性和抗沖擊性以及耐磨性和耐磨性。AISI 4340 鋼在退火狀態(tài)下具有良好的延展性，可以彎曲或成型。我們的 4340 合金鋼也可以進(jìn)行熔焊和電阻焊。ASTM 4340 材料通常用于其他合金鋼不具備提供所需強(qiáng)度的淬透性的情況。對(duì)于高應(yīng)力零件。AISI 4340 合金鋼也可以通過(guò)所有常規(guī)方法進(jìn)行加工。

由于可用性，ASTM 4340 級(jí)鋼通常被歐洲標(biāo)準(zhǔn) 817M40/EN24 和 1.6511/36CrNiMo4 或日本 SNCM439 鋼取代。

AISI 4340 鋼材規(guī)格及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

ASTM 4340 鋼和等效鋼化學(xué)成分

AISI 4340 合金鋼機(jī)械性能

4340合金鋼的鍛造

首先預(yù)熱 4340 鋼，最高加熱到 1150°C – 1200°C 進(jìn)行鍛造，保持到整個(gè)截面溫度均勻。

不要在 850 °C 以下鍛造。4340 具有良好的鍛造特性，但在冷卻時(shí)必須小心，因?yàn)殇撊菀组_(kāi)裂。在鍛造操作之后，工件應(yīng)盡可能緩慢地冷卻。建議在沙子或干石灰中冷卻等。

AISI 4340 鋼級(jí)熱處理

• 壓力緩解

對(duì)于預(yù)硬化鋼，應(yīng)力消除是通過(guò)將 4340 鋼加熱到 500 到 550°C 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。加熱至 600 °C – 650 °C，保持至整個(gè)切片的溫度均勻，每 25 mm 切片浸泡 1 小時(shí)，然后在靜止空氣中冷卻。

• 退火

可以在 844°C (1550 F) 下進(jìn)行*退火，然后以不超過(guò)每小時(shí) 10°C (50 F) 的速度控制（爐）冷卻至 315°C (600 F)。從 315°C 到 600 F，它可以是空氣冷卻的。

• 回火

AISI 4340合金鋼在回火前應(yīng)處于熱處理或正火和熱處理狀態(tài)。回火溫度取決于所需的強(qiáng)度水平。對(duì)于 260 – 280 ksi 范圍內(nèi)的強(qiáng)度水平，在 232°C (450 F) 下回火。在 510°C (950 F) 下回火 125 – 200 ksi 范圍內(nèi)的強(qiáng)度。如果 4340 鋼在 220 – 260 ksi 強(qiáng)度范圍內(nèi)，則不要回火，因?yàn)榛鼗饡?huì)導(dǎo)致該強(qiáng)度水平的抗沖擊性下降。

由于回火脆性，應(yīng)盡可能避免在 250 °C – 450 °C 范圍內(nèi)進(jìn)行回火。

• 火焰或感應(yīng)淬火

如上所述，預(yù)硬化和回火的 4340 鋼棒或鋼板可以通過(guò)火焰或感應(yīng)淬火方法進(jìn)一步表面硬化，導(dǎo)致表面硬度超過(guò) Rc 50。AISI 4340 鋼部件應(yīng)盡快加熱至奧氏體溫度范圍 (830 °C – 860 °C) 和所需的表面層深度，然后立即進(jìn)行油淬或水淬，具體取決于所需的硬度、工件尺寸/形狀和淬火布置。

淬火至手溫后，在 150°C – 200°C 回火將減少表殼的應(yīng)力，而對(duì)其硬度的影響最小。

必須首先去除所有脫碳表面材料以確保獲得最佳效果。

• 氮化

淬火和回火的 4340 合金鋼也可以氮化，使表面硬度高達(dá) Rc 60。加熱到 500°C – 530°C 并保持足夠的時(shí)間（10 到 60 小時(shí)）以形成表層深度。氮化后應(yīng)緩慢冷卻（不淬火）以減少變形問(wèn)題。因此，氮化等級(jí) 4340 材料可以加工到接近最終尺寸，只留下很小的磨削余量。4340 鋼材料芯的抗拉強(qiáng)度通常不受影響，因?yàn)闈B氮溫度范圍通常低于所采用的原始回火溫度。

可達(dá)到的表面硬度為 600 至 650HV。

可加工性

最好使用退火或正火和回火狀態(tài)的合金鋼 4340 進(jìn)行加工。它可以很容易地通過(guò)所有常規(guī)方法進(jìn)行加工，例如鋸切、車(chē)削、鉆孔等。然而，在 200 ksi 或更高的高強(qiáng)度條件下，可加工性僅為退火條件下合金的 25% 至 10%。

焊接

不建議在淬火和回火狀態(tài)（通常供應(yīng)）下焊接 4340 鋼，并且應(yīng)盡可能避免，因?yàn)榇嬖诖懔训奈ｋU(xiǎn)，因?yàn)闄C(jī)械性能會(huì)在焊接熱影響區(qū)內(nèi)發(fā)生變化。

如果必須進(jìn)行焊接，請(qǐng)預(yù)熱至 200 至 300°C 并在焊接時(shí)保持此溫度。在 550 至 650°C 焊接后立即消除應(yīng)力，然后進(jìn)行淬火和回火。

如果確實(shí)需要在淬火和回火條件下進(jìn)行焊接，則工件在立即冷卻至手溫后，應(yīng)盡可能在低于原始回火溫度 15°C 的溫度下消除應(yīng)力。

4340鋼的應(yīng)用

AISI 4340 鋼用于大多數(shù)工業(yè)領(lǐng)域，用于要求比 4140 鋼提供更高的拉伸/屈服強(qiáng)度的應(yīng)用。

一些典型的應(yīng)用例如：

• 飛機(jī)起落架

• 汽車(chē)，

• 石油和天然氣鉆探，

• 鍛造，

• 冷熱成型，

• 機(jī)械制造，

• 傳輸系統(tǒng)，如動(dòng)力傳輸齒輪和軸。

• 一般工程行業(yè)和結(jié)構(gòu)用途應(yīng)用，例如：重型軸、齒輪、車(chē)軸、主軸、聯(lián)軸器、銷(xiāo)、卡盤(pán)、模具等。