1. 감기 - 롤링 된 4140 바와 뜨거운 - 롤 또는 위조 사이의 기본 야금 차이는 무엇입니까?
핵심 차이는 화학이 아니라 최종 기계적 작업 공정 및 결과 미세 구조 및 특성에 있습니다. 모든 AISI 4140 등급은 동일한 공칭 조성물 (0.38-0.43% C, 0.80-1.10% CR, 0.15-0.25% MO)을 공유합니다. 그러나 콜드 롤링 프로세스는 적용을 정의하는 고유 한 특성을 부여합니다.
Hot-Rolled or Forged 4140: The steel is shaped and formed at temperatures above its recrystallization point (typically >1700도 F / 925 학위). 이 과정은 캐스트 상태에서 곡물 구조를 개선하지만 비교적 거칠고 응력 - 자유 미세 구조가 발생합니다. 표면에는 특징적인 파란색 - 회색 산화물 스케일이 있고, 치수 공차가 더 넓습니다.
Cold - 롤링 된 4140 bar :이 과정은 실온에서 발생합니다. 뜨거운 - 롤링 바는 먼저 (절인 음료를 통해) 스케일을 청소 한 다음 곡물 구조를 압축하고 길게하는 일련의 롤러를 통과했습니다. 이 심한 기계적 변형은 두 가지 중요한 현상을 유발합니다.
변형 경화 (작업 경화) : 철 결정 내의 탈구 밀도는 극적으로 증가하여 서로 지나가는 것이 훨씬 더 어렵습니다. 이로 인해 경도, 항복 강도 및 인장 강도가 크게 증가하지만 연성은 감소합니다.
방향성 곡물 흐름 : 입자는 롤링 방향으로 길쭉하고 정렬되어 이방성 특성 (방향과 다른 특성)을 만듭니다.
감기 - 롤링 바는 일반적으로 어닐링 된 스트레스 - 안정 조건으로 제공됩니다. 이는 곡물을 재결정 화 한 후 곡물을 재결정하고 (새롭고 미세한 입자 구조를 형성) 내부 응력을 완화하고, 약간의 연성을 회복하고 가공성을 향상시키면서 뜨거운 - 롤링 제품보다 더 나은 강도와 표면 마감을 유지하는 동안 가열 된 것을 의미합니다.
2. 어떤 특정 응용 프로그램이 차가운지 - 롤링 된 4140 bar 선호하는 재료 형태는?
콜드 - 롤링 된 4140 막대는 우수한 표면 마감, 꽉 차 차원 공차, 우수한 가공성 및 우수한 "강한"강도가 즉각적인 열처리없이 강도를 필요로하는 응용 분야를 위해 선택됩니다.
기본 응용 프로그램에는 다음이 포함됩니다.
정밀 샤프트 및 스핀들 : 기계, 자동차 시스템 및 바를 최소한의 마무리 작업으로 최종 치수로 가공 할 수있는 산업 장비의 경우. 차가운 콜드 - 롤드 바의 우수한 직선과 매끄러운 표면이 여기에서 중요합니다.
기어 및 피니언 : 가공 후 처리되는 종종 가열 -이지만, 시작 재고는 종종 차가워 - 롤 막대가 종종 차갑습니다. 균일 성과 일관성은 후속 경화 동안 예측 가능한 가공 및 최소한 왜곡을 허용합니다.
유압 및 공압 성분 : 피스톤,로드 및 실린더가 밀봉 무결성을 유지하기 위해 미세한 표면 마감이 필요한 실린더. 차가운 - 롤링 바는 그라운드 또는 매우 매끄러운 마감으로 효율적으로 마무리 될 수 있습니다.
패스너 및 핀 : 높은 - 강도 볼트, 스터드, 다웰 핀 및 "{- 롤링"조건 또는 가볍게 템퍼링되는 차축.
툴링 구성 요소 : 안정성, 가공 가능성이 우수한 지그, 비품 및 다이 슈즈는 열의 전체 경도없이 - 처리 된 공구 강철 스틸이 필요합니다.
Cold -를 사용하기로 한 결정은 뜨거운 - Rolled 4140을 롤오버합니다.
더 엄격한 치수 공차 : 콜드 롤링은 매우 일관된 직경의 막대를 생성합니다.
우수한 표면 마감 : 표면은 매끄럽고 스케일 - 무료이며 마무리에 이상적입니다.
향상된 가공성 : 미세하고 균일 한 어닐링 된 미세 구조는 더 나은 칩 형성과 더 긴 공구 수명을 허용합니다.
"-가"강도 "강도 : HOT - 롤링 스톡보다 비슷한 조건에서 수율과 인장 강도가 높습니다.
3. 주요 가공 및 포스트 - 콜드에 대한 열처리 가공 - rolled 4140은 무엇입니까?
가공 및 열처리는 Cold - 롤링 된 4140 bar를 사용하기위한 핵심 과정입니다.
가공 고려 사항 :
콜드 - 롤링 된 4140은 어닐링 된 상태 (일반적으로 ~ 180-220 HB)는 합금 강철에 대한 좋은 가공성으로 유명합니다.
툴링 : 탄화물 또는 코발트 툴링은 생산 실행에 권장됩니다. 높은 - 스피드 스틸 (HSS) 도구는 프로토 타이핑 또는 단기 실행에 사용될 수 있습니다.
속도 및 피드 : 적당한 속도와 일관된 피드를 사용하십시오. 재료는 힘들므로 절단 중에 표면을 강화하는 작업을 피하기 위해 도구가 예리해야합니다.
냉각수 : 열을 방출하고 공구 수명을 연장하며 절단 표면에서 미세 구조를 변경하는 것을 방지하는 데 냉각제의 관대 한 공급이 필수적입니다.
Post - 열 처리 가공 :
콜드 - 롤링 된 4140에서 가공 된 대부분의 중요한 구성 요소는 담금질과 템퍼링 (Q & T)을 겪게됩니다.
프로세스 : 부분은 ~ 845도 (1550도 F)에서 오스테니 화되고, 오일에 담금질되어 마르텐 사이트를 형성 한 다음 원하는 경도와 강도 수준으로 템퍼링됩니다.
주요 고려 사항 - 왜곡 : Q & T의 중요한 도전은 부분 왜곡입니다. 일관되고 미세한 - 콜드 - 롤링 바의 그레이드 된 미세 구조가 여기서 주요 이점입니다. 그것은 거친 - 곡물 핫 뜨기 - 롤 제품에 비해 열처리에 더 예측적이고 균일하게 반응하여 예측할 수없는 뒤틀림 및 차원 변화를 초래합니다. 이를 통해 완성 된 열 - 처리 된 부품에서 더 가까운 공차가 가능합니다.
사례 경화 : 마모 - 저항성 표면 및 거친 코어가 필요한 응용 분야의 경우 가공 후 구성 요소를 기화하거나 탄소화 할 수 있습니다. 콜드 - 롤 막대의 일관된 시작 조건은 균일 한 케이스 깊이와 특성을 보장합니다.
4. Cold -의 성능은 어떻게 1045 및 1144와 같은 다른 일반적인 막대 제품과 비교 했습니까?
이러한 각 강철 막대는 제조 계층 구조에서 뚜렷한 목적을 제공합니다.
vs . 1045 (중간 탄소강) : 1045는 가공성이 우수하고 중간 정도의 강도를 가진 일반 탄소강입니다. Cold - Rolled 4140은 강도와 경화성이 상당히 높습니다. 4140으로 만든 부분은 1045. 1045보다 훨씬 높은 강도 수준으로 처리 된 열 -가 일반 - 목적, 낮은 - 응력 부품에 적합 할 수 있습니다. 4140은 높은 - 응력 구조 구성 요소입니다.
vs . 1144 (응력 - 교정 강) : 1144는 "as - 롤링 된"조건 및 우수한 가공 가능성에서 높은 항복 강도 (~ 100 ksi)로 알려진 특수한 회전 등급입니다. 황은 칩 차단기 역할을하는 망간 황화물 내포물을 추가합니다.
가공 가능성 : 1144는 일반적으로 4140보다 기계가 더 쉽습니다.
강도 : 콜드 - 어닐링 된 상태에서 4140을 롤링하는 것은 약하지만 훨씬 다재다능합니다. 4140의 주요 장점은 열처리에 대한 반응입니다. 1144는 일반적으로 - 공급으로 사용되는 반면, 4140은 열이 될 수 있습니다 -는 1144의 강도를 이중 또는 트리플로 달성하기 위해 처리 된 열 - (200+ ksi의 항복 강도) . 1144는 최종- 제품 재료입니다. 4140은 종종 - 높은 - 성능 최종 제품에 대한 사전 - 형태 자료입니다.
요약 : 콜드 - 롤링 된 4140그리고후속 열처리를 통해 광범위한 매우 높은 기계적 특성을 달성 할 수있는 유연성을 제공합니다.
5. Cold - Rolled 4140 Alloy Steel Bar에 필수적인 특정 품질 관리 조치는 무엇입니까?
Cold - Rolled Bar의 품질 관리는 일관성, 표면 품질 및 차원 정밀도와 같은 프리미엄 제품으로 만드는 속성에 중점을 둡니다.
화학 분석 : OES (Optical Emission Spectrometry)를 통한 인증을위한 조성물이 AISI 4140 사양을 충족하도록합니다. 이것은 모든 후속 속성의 기초입니다.
경도 테스트 : BRINELL (HB) 또는 ROCKWELL (B 또는 C SCALE) 테스트는 조건에 대해 지정된 경도 범위 내에 있는지 확인하기 위해 수행됩니다 (예 : 어닐링, 응력 - 릴리스).
치수 검사 : 이것은 중요한 차별화 요소입니다. 바는 세 심하게 점검됩니다.
직경 내성 : Cold - 롤 막대는 HOT - 롤 막대보다 훨씬 더 단단한 공차 (예 : ± 0.005 인치)로 유지됩니다.
스트레이트 니스 : 엄격한 스트레이트 니스 사양을 충족해야합니다.
라운드/난자 : 십자가 - 섹션은 일관되게 반올림되어야합니다.
표면 마감 검사 : 표면은 시각적으로 검사되며 종종 프로파일 미터로 측정되어 이음새, 롤, 구덩이 및 기타 결함이 없는지 확인합니다. 미세하고 부드러운 마감은 제품의 특징입니다.
미세 구조 검사 : 샘플을 에칭하고 현미경으로 검사하여 균일 한 미세 - grained 페라이트 - 적절한 어닐링을 나타내는 펄 라이트 구조를 확인할 수 있습니다. 이를 통해 일관된 가공 및 열처리 응답을 보장합니다.
비 - 파괴 테스트 (NDT) : 중요한 응용 분야의 경우 초음파 테스트 (UT)를 사용하여 내부 공극 또는 포함을 스크리닝하는 데 사용될 수 있지만, 콜드 - 롤 막대의 품질은 일반적으로 이전 핫 - 작업 과정으로 인해 매우 높습니다.
이 엄격한 QC는 콜드 - 롤링 된 4140 막대의 모든 길이가 예측 가능한 성능, 우수한 마감 및 제조업체가 높은 - 값 구성 요소에 의존하는 정확한 치수를 제공하도록합니다.
