SAE 4140 Bau- und Konstruktionsstähle
Materialgruppe:
Eisen-Legierungen / Bau- und Konstruktionsstähle
Land/Norm:
Vereinigte Staaten / SAE
Richtpreis:
Datenaktualisierungen
Neueste Aktualisierung: 2024-05
Gesamtzahl der Aktualisierungen: 14
Aktualisierungsverlauf
2023-12
2023-03
2021-04
2020-08
2020-06
2019-09
2019-04
2018-12
2018-10
2016-04
2016-03
2015-08
2015-01
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SAE 4140 Chemische Zusammensetzung
Kriterien
Wert
Einheit
CAS Nummer
Kriterien
C
Wert
0.38 – 0.43
Einheit
%
CAS Nummer
7440-44-0
Kriterien
Cr
Wert
0.80 – 1.10
Einheit
%
CAS Nummer
7440-47-3
Kriterien
Cu
Wert
≤ 0.35
Einheit
%
CAS Nummer
7440-50-8
Kriterien
Mn
Wert
val1
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Einheit
%
CAS Nummer
7439-96-5
Kriterien
Mo
Wert
val1
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Einheit
%
CAS Nummer
7439-98-7
Kriterien
Ni
Wert
val1
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Einheit
%
CAS Nummer
7440-02-0
Kriterien
P
Wert
val1
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Einheit
%
CAS Nummer
7723-14-0
Kriterien
Pb
Wert
val1
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Einheit
%
CAS Nummer
7439-92-1
Kriterien
S
Wert
val1
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Einheit
%
CAS Nummer
7704-34-9
Kriterien
Si
Wert
val1
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Einheit
%
CAS Nummer
7440-21-3
SAE J 404: 2009 / Chemische Zusammensetzung wie SAE Legierungsstähle
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SAE 4140 Physikalische Eigenschaften
Temperatur
Elastizitätsmodul
190 — 210
GPa
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Elektrischer Widerstand
0.22
Ω∙mm²/m
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Dichte
val1
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kg/dm³
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Elektrische Leitfähigkeit
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Poissonzahl
val1
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SAE 4140 Wärmebehandlung
- Vorheizen : Vorwärmen bis zur Ofenstabilisierung im Bereich von 482 bis 649°C (900 bis 1200°F) wird empfohlen, bevor Teile über 704°C (1300°F) erwärmt werden, wenn die Teile zuvor auf eine Härte von mehr als 35 HRC wärmebehandelt wurden, abrupte Änderungen der Querschnittsdicke aufweisen, scharfe einspringende Winkel haben, fertig bearbeitete Oberflächen aufweisen, geschweißt wurden, kaltgeformt oder gerichtet wurden, Löcher aufweisen oder scharfe oder nur leicht gerundete Kerben oder Ecken haben.
Glühen: Auf 843°C erhitzt (Temperaturen ≥ 704°C sind mit einer Geschwindigkeit abzukühlen, die 111°C pro Stunde nicht unter 538°C überschreitet). Die Haltezeit (zum Anlassen, Normalisieren und Austenitisieren) ist unten angegeben. Luftfgekühlt auf Umgebungstemperatur. Isotherme Glühbehandlungen können angewendet werden, vorausgesetzt, es wird eine äquivalente Härte erhalten (auf Glühtemperatur erhitzt, für die oben angegebene Zeit gehalten, auf eine Temperatur unter dem kritischen Wert abgekühlt, ausreichend lange gehalten, um die Umwandlung abzuschließen, und an Luft auf Umgebungstemperatur abgekühlt).
Unterkritisches Tempern : Bei Bedarf muss vor dem Aushärten ein unterkritisches Anlassen durch Erhitzen auf eine eingestellte Temperatur zwischen 621 und 677°C (1150 und 1250 ° F) durchgeführt werden. Abkühlen auf Umgebungstemperatur.
Spannungshärtung vor dem Härten : Bei Bedarf muss der Spannungsabbau vor dem Härten gemäß AMS2759 / 11 vor dem Härten durch Erhitzen auf eine eingestellte Temperatur zwischen 538 und 677°C (1000 und 1250 ° F) erfolgen. Abkühlen auf Umgebungstemperatur.
Normalisieren : Auf 899°C erhitzt. Umluft oder Atmosphäre wird für Dicken über 76 mm empfohlen. Auf das Normalisieren kann ein Anlassen oder ein unterkritisches Glühen folgen.
Härten (Austenitisieren und Abschrecken): Auf 843°C erhitzt. Die Teile müssen vor dem Anlassen auf oder unter die Abschrecktemperatur oder auf eine Temperatur abgekühlt werden, die niedrig genug ist, um eine vollständige Umwandlung zu erreichen. Als Abschreckmittel sollte Öl oder Polymer verwendet werden. Vor dem ersten Anlassen können die Teile mindestens 2 Stunden lang bei einer Temperatur, normalerweise 400°F (204°C), die niedriger ist als die Anlasstemperatur, angelassen werden. Geschweißte Teile und gelötete Teile mit einer Löttemperatur über der Normalisierungstemperatur müssen vor dem Aushärten normalisiert werden. Bei geschweißten oder gelöteten Legierungen, die nicht normalisiert sind, müssen die Teile geglüht werden. Geschweißte Teile sollten vorgewärmt werden. Teile, die als beschädigungstolerant, wartungskritisch oder bruchkritisch identifiziert wurden, müssen sich vor dem Aushärten im normalisierten Zustand befinden, es sei denn, die Legierung ist nicht normalisiert. In diesem Fall muss das Teil geglüht werden.
Anlassen : Teile sollten innerhalb von zwei Stunden nach dem Abschrecken angelassen werden. Empfohlene Anlasstemperaturen:
für TS 621-862 MPa, HRB ≥ 91, HRC = 26 und Öl- oder Polymerabschreckmittel ist 704°C
für TS 862-1034 MPa, HRC 26-34 und Öl- und Polymerabschreckmittel ist 635°C
für TS 1034-1172 MPa, HRC 33-38 und Öl- oder Polymerabschreckmittel ist 579°C
für TS 1103-1241 MPa, HRC 36-40 und Öl- oder Polymerabschreckmittel ist 510°C
für TS 1241-1379 MPa, HRC 40-43 und Öl- oder Polymerabschreckmittel ist 454°C
für TS 1379-1517 MPa, HRC 43-46 und Öl- oder Polymerabschreckmittel ist 385°C
Stahl wird für andere TS-Bereiche nicht empfohlen.
Vorgeschlagene ungefähre Anlasstemperaturen basierend auf der Härte im abgeschreckten Zustand:
für TS 862-1034 MPa: HRC 47-49 ist 593°C, HRC 50-52 ist 621°C, HRC 53-55 ist 649°C, HRC 56-58 ist 676°C
für TS 965-1103 MPa: HRC 47-49 ist 524°C, HRC 50-52 ist 552°C, HRC 53-55 ist 593°C, HRC 56-58 ist 635°C
für TS 1034-1172 MPa: HRC 47-49 ist 468°C, HRC 50-52 510°C, HRC 53-55 ist 552°C, HRC 56-58 ist 593°C
für TS 1103-1241MPa: HRC 50-52 482°C, HRC 53-55 ist 524°C, HRC 56-58 ist 566°C
für TS 1172-1310 MPa: HRC 50-52 ist 441°C, HRC 53-55 ist 496°C, HRC 56-58 ist 538°C
für TS 1241-1379 MPa: HRC 50-52 ist 413°C, HRC 53-55 ist 468°C, HRC 56-58 ist 510°C
für TS 1310-1448 MPa: HRC 50-52 ist 385°C, HRC 53-55 ist 441°C, HRC 56-58 ist 496°C
für TS 1379-1517 MPa: HRC 53-55 ist 413°C, HRC 56-58 ist 468°C
Stahl wird für andere Härtebereiche nicht empfohlen.
Die Einweichzeit muss mindestens 2 Stunden plus 1 Stunde zusätzlich für jeden Zoll (25 mm) Dicke oder Bruchteil davon größer als 1 Zoll (25 mm) betragen. Die Dicke ist in AMS2759 definiert. Bei Verwendung von Lastthermoelementen beträgt die Haltezeit 2 bis 3 Stunden. Es sind mehrere Anlasszyklen zulässig. Wenn mehrere Anlasszyklen erforderlich sind, müssen die Teile zwischen den Anlassvorgängen auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden. Wenn das Anlassen nicht innerhalb von 4 Stunden nach dem Ende des Abschreckens gestartet werden kann, müssen die Teile mindestens 2 Stunden lang bei einer Temperatur, die niedriger als die endgültige Temperatur des Anlasstests ist, normalerweise 400 ° F (204°C), schnell angelassen werden. Bei Teilen mit einer Mindestzugfestigkeit unter 1241 MPa (180 ksi) kann das Richten kalt ohne Spannungsabbau durchgeführt werden. Bei Teilen, die auf eine Mindestzugfestigkeit von 1241 MPa (180 ksi) und höher gehärtet und angelassen sind, muss das Richten während des Anlassens oder durch Erhitzen auf nicht mehr als 28°C (50 ° F) unter die Anlasstemperatur erfolgen. Nach dem Heiß- oder Warmglätten nach dem Anlassen muss die Spannung abgebaut werden. Es ist zulässig, bei einer Temperatur, die nicht höher als die letzte Anlasstemperatur ist, nach dem Richten während des Anlassens erneut anzulassen.
Haltezeit zum Anlassen, Normalisieren und Austenitisieren :
t ≤ 6,35 mm, minimale Haltezeit (Luft oder Atmosphäre) beträgt 25 Minuten oder 18 Minuten (Salz)
6,3512,70 25,40 38,10 50,80 63,50 76,20 88,90 101,60 114,30 127,00 > 203,20 mm, die minimale Haltezeit beträgt 4 Stunden und 30 Minuten pro 76 mm oder Inkrement von 76 mm größer als 203 mm (Luft oder Atmosphäre) oder 2 Stunden plus 20 Minuten pro 76 mm oder Inkrement von 76 mm größer als 203 mm (Salz)
Die Dicke ist die Mindestabmessung des dicksten Abschnitts des Teils.
Bei Teilen, die mit Kupferplatten oder ähnlichen reflektierenden Beschichtungen beschichtet sind und dazu neigen, Strahlungswärme zu reflektieren, muss die Haltezeit um mindestens 50% erhöht werden, sofern keine Lastthermoelemente verwendet werden. Diese Erhöhung gilt nicht für die Wärmebehandlung, das Anlassen oder die Verarbeitung unter Null im Salzbad.
Die Teile müssen ausreichend lange gehalten werden, um sicherzustellen, dass das Zentrum des massereichsten Bereichs die Temperatur erreicht hat und die erforderliche Umwandlung und Diffusion stattgefunden hat.
Die maximale Haltezeit bei Temperatur darf das Dreifache der minimalen Haltezeit einschließlich der Zeitzusätze für die Verkupferung oder eine ähnliche reflektierende Beschichtung nicht überschreiten.
Bei Teilen mit komplexen Formen oder Teilen, die sich nicht gleichmäßig erwärmen, können längere Zeiten erforderlich sein. - Geglüht: 790-845°C; Gehärtet: 845-900° C; Abschrecken in Öl:
SAE 4140 Mechanische Eigenschaften
Temperatur
Zugfestigkeit
621 — 1516
MPa
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Brinell-Härte (HB)
187 — 241
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Dehnung, A
≥ 5
%
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Brucheinschnürung
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Rockwell-Härte (HR)
val1
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Streckgrenze, Rp0.2
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Korngröße
val1
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Aufprall-Energie
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WERKSTOFF
NORM
LAND / HERSTELLER
ÄQUIVALENZKATEGORIE
WERKSTOFF
NORM
ASTM
LAND / HERSTELLER
Vereinigte Staaten
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Offiziell
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NORM
ASTM
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Vereinigte Staaten
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- 66Mechanische Eigenschaften
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- 6Spannung-Dehnung
- 1Umformbarkeit
- 22Ermüdung
- 7Fraktur
- -Schleicher
- 3Verbindungen
- -Beschichtungen
- 97Abmessungen
- 3Tribologie
- -Korrosion
- -Alterung
- -Witterungsbeständigkeit
- -Bestrahlung
- 343Gesamtzahl der Lieferanten