4130钢(铬钼钢):性能和应用

4130钢，又称色或铬钼钢合金，由0.8 ~ 1.1%的铬和0.15 ~ 0.25%的钼作为强化剂制成。

它的钢性能使它成为一种多功能金属，特别是机械性能，如高延展性，良好的焊接性和可加工性。

本文概述了4130钢的性能，以及一些制造工艺、处理和典型应用。

它涵盖了主要的物理和机械性能，以帮助您确定Chromoly是否是适合您特定应用的材料。

当涉及到4130钢时，不同类型的热处理都有利弊。本文介绍了不同的热处理工艺，即退火、正火、硬化和回火。

什么是铬铁(4130钢)?

铬钼钢是一种低合金钢，由其主要合金元素强化，chromium和魔草钼——因此得名铬钼。

它属于41xx钢合金家族。其强度重量比高于标准不锈钢或低碳钢。这使得材料更轻，同时保持高强度。

然而，铬钼钢比低碳钢更脆。尽管如此，它在广泛的应用中还是非常有用的。由于其碳含量低，可以很容易地使用TIG焊和MIG焊进行焊接。

四位数的AISI(美国钢铁协会)编号用于指定合金钢。41xx是由汽车工程师协会(SAE)指定的钢合金家族。

相同的标准4130钢包括ASTM A1031等级4130,DIN 1.7214, AFNOR 25CrMo4, BS 25CrMo4, EN 1.7214和UNS G41300。

铬钼(4130钢)的应用

4130钢板和盘管非常坚硬，强度高，可焊性好。这就是为什么它们被广泛用于:

• 军用飞机
• 商业喷气机
• 汽车
• 机床
• 液压
• 赛车运动
• 航空航天
• 焊接管(特别是在石油和天然气行业)

钢铁的特性也使Chromoly成为制造汽车零件和机器部件的理想材料。

锻件4130钢

AISI 4130钢的锻造温度在950°C至1230°C之间。如果在精加工阶段温度较低，钢合金的晶粒会更细。

如果锻造时温度过低，可能会影响部分结构的均匀性，因此需要在热处理钢之前进行正火。

热处理4130钢

热处理的原因是为加工准备合金，提高4130钢的性能。钢合金热处理主要有四种方法:退火、正火、硬化和回火。

退火4130钢

一旦4130钢被锻造成零件、薄板或线圈，就可以立即进行退火。

它从锻炉转移到熔炉中，并保持在大约860°C的温度。然后把它放在那里一段时间，直到炉子冷却下来。

对4130钢进行退火的主要原因是为加工做好准备。通过退火钢合金得到的结果结构使其成为形成简单形状的理想材料，例如薄板或线圈。

有时，如果整个金属的冷却温度不均匀，则需要750℃的球化退火工艺，从而导致结构不均匀。球化退火是将碳化物转变为球形的缓慢冷却过程。

正火4130钢

正火过程将钢加热到比退火更高的温度，通常是900°C，但根据首选的生产结果，这个数字可能会变化10°C。有时，在热处理前对轧制或锻造的钢进行正火处理。

如果是这种情况，即在钢淬火和回火之前，使用较高的温度值，即910°C。如果将正火作为最后的处理，那么将使用890°C。

该工艺使用如此高的温度来创造将钢从铁素体转变为奥氏体的条件，然后再进行空气冷却，直到完成。

硬化4130钢

硬化热处理的目的是通过提高4130钢的硬度来改变其性能。它还增加了钢的抗拉强度和脆性。4130钢淬火处理后在合金中产生马氏体。

钢通常在815℃至870℃范围内进行奥氏体化，将所有微量成分转化为奥氏体。

回火4130钢

回火的主要目的是消除金属硬化后的应力。它还启动了创建所需机械性能的过程。

回火过程的温度取决于所需的性能。在许多情况下，4130家钢合金制造商用不同的回火温度进行实验，以产生不同的结果。

铬钼的可加工性

除非经过明显硬化，否则铬性质使其易于加工。

退火后的4130具有72%的可加工性，如果由于马氏体的形成而进一步硬化，则可加工性会增加。

铬钼矿的可焊性

4130钢含碳量低，易于焊接。这使得它在薄片、线圈或管状形式中很受欢迎，因为它可以用于制造石油和天然气行业的飞机或管道部分。

4130钢性能

以下是Chromoly的一些主要属性的值:

• 密度- 7.85克/厘米^3.
• 硬度- 217(布氏比例尺)- 95(洛氏B)
• 极限抗拉强度- 540 MPa
• 屈服抗拉强度- 460 MPa
• 弹性模量- 205 GPa
• 可加工性- 72%(退火状态)

结论

4130钢的性能使其成为汽车，航空航天工程的完美选择，因为它坚韧，易于加工和焊接。当热处理时，铬合金会发展出机械性能，使其成为一种非常坚固的金属，尽管它会失去一些切削性能。