AISI 4140 鋼丸棒シート プレート、JIS SCM440、DIN 1.7225

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AISI 4140 合金鋼 丸棒シートプレートは疲労強度が高く、ノッチ感度が低いです。低温衝撃靱性も非常に高く、明らかな焼き戻し脆性はありません。主に焼入れ、焼き戻しした状態で使用されます。衝撃荷重がかかる高強度部品や断面の大きな継手など応力がかかる部材の製造に使用されます。横型鍛造機の横型偏心軸、鍛造プレスのクランクシャフトなど。DIN 1.7225、JIS SCM440と同等のグレードです。 4140 鋼の特性と化学組成は次のとおりです。

4140 鋼の機械的性質

プロパティ メトリック インペリアル
抗張力 >1080MPa >156640psi
降伏強度 >930MPa >134890psi
破断伸び >12% >12%
面積の削減 >45% >45%
硬度 ≤217HB ≤217HB

化学組成

次の表は、AISI 4140 合金鋼の化学組成を示しています。

要素 コンテンツ (%)
クロム、Cr 0.80 – 1.10
マンガン、ミネソタ州 0.75 – 1.0
炭素、C 0.380 – 0.430
シリコン、Si 0.15 – 0.30
モリブデン、モリブデン 0.15 – 0.25
硫黄、S 0.040
リン、P 0.035
鉄、鉄 バランス

物理的特性

AISI 4140 合金鋼の物理的特性を次の表に示します。

プロパティ メトリック インペリアル
密度 7.85g/cm3 0.284ポンド/インチ3
融点 1416℃ 2580°F

機械的性質

次の表は、AISI 4140 合金鋼の機械的特性の概要を示しています。

プロパティ メトリック インペリアル
抗張力 655MPa 95000 psi
降伏強度 415MPa 60200psi
体積弾性率 (鋼に典型的) 140GPa 20300 ksi
せん断弾性率 (鋼に典型的) 80GPa 11600ksi
弾性率 190~210GPa 27557-30458 ksi
ポアソン比 0.27-0.30 0.27-0.30
破断伸び(50mm単位) 25.70% 25.70%
硬度、ブリネル 197 197
硬度、ヌープ(ブリネル硬度から換算) 219 219
硬度、ロックウェル B (ブリネル硬度から換算) 92 92
硬度、ロックウェル C (ブリネル硬度から換算。通常の HRC 範囲を下回る値。比較のみを目的としています) 13 13
硬さ、ビッカース(ブリネル硬さから換算) 207 207
被削性 (AISI 1212 を 100 とする被削性) 65 65

熱特性

AISI 4140 合金鋼の熱特性を次の表に示します。

プロパティ メトリック インペリアル
熱膨張係数 (@ 0-100°C/32-212°F) 12.2μm/m℃ 6.78 μインチ/インチ°F
熱伝導率(@100℃) 42.6W/mK 296 BTU インチ/時.ft².°F

その他の指定

AISI 4140 合金鋼と同等のその他の名称を次の表に示します。

6349 の ASTM A193 (B7、B7M) ASTM A506 (4140) ASTM A752 (4140)
AMS 6381 ASTM A194 (7、7M) ASTM A513 ASTM A829
AMS 6382 ASTM A29 (4140) ASTM A513 (4140) SAE J1397 (4140)
AMS 6390 ASTM A320 (L7、L7M、L7D) ASTM A519 (4140) SAE J404 (4140)
AMS 6395 ASTM A322 (4140) ASTM A646 (4140) SAE J412 (4140)
AMS 6529 ASTM A331 (4140) ASTM A711

製造と熱処理

被削性

AISI 4140 合金鋼は、焼きなまし状態で良好な機械加工性を備えています。

形にする

AISI 4140 合金鋼は高い延性を持っています。これは、アニールされた状態で従来の技術を使用して形成することができる。普通の炭素鋼よりも硬いため、成形にはより多くの圧力または力が必要です。

溶接

AISI 4140 合金鋼は、従来のすべての技術を使用して溶接できます。ただし、熱処理した状態で溶接すると機械的性質に影響を与えるため、溶接後の熱処理を行う必要があります。

熱処理

AISI 4140 合金鋼は 845°C (1550°F) で加熱され、その後油中で焼き入れされます。硬化前に913℃で長時間加熱し空冷することで焼きならしが可能です。

鍛造

AISI 4140 合金鋼は 926 ~ 1205°C (1700 ~ 2200°F) で鍛造されます。

熱間加工

AISI 4140 合金鋼は 816 ~ 1038°C (1500 ~ 1900°F) で熱間加工できます。

冷間加工

AISI 4140 合金鋼は、焼鈍状態で従来の方法を使用して冷間加工することができます。

アニーリング

AISI 4140 合金鋼は 872°C (1600°F) で焼鈍され、その後炉内でゆっくりと冷却されます。

テンパリング

AISI 4140 合金鋼は、必要な硬度レベルに応じて 205 ~ 649°C (400 ~ 1200°F) で焼き戻しが可能です。焼き戻し温度が低いほど、鋼の硬度を高めることができます。たとえば、225 ksi の引張強度は 316°C (600°F) で焼き戻しすることで達成でき、130 ksi の引張強度は 538°C (1000°F) で焼き戻すことによって達成できます。

硬化

AISI 4140 合金鋼は、冷間加工または加熱焼入れによって硬化できます。

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