2012年9月13日
本文于2019年12月18日更新
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合金钢由美国钢铁协会(AISI)的四位数指定，由不同种类的钢组成，每一种钢的成分都超过了碳钢所规定的B、C、Mn、Mo、Ni、Si、Cr和Va的限制。
AISI 4140合金钢是一种含铬、钼和锰的低合金钢。它具有很高的疲劳强度、耐磨性和冲击性、韧性和扭转强度。下面的数据表给出了AISI 4140合金钢的概述。
化学成分
下表为AISI 4140合金钢的化学成分。
| 元素 |
含量(%) |
| 铬,铬 |
0.80 - 1.10 |
| 锰、锰 |
0.75 - 1.0 |
| 碳,C |
0.380 - 0.430 |
| 硅、硅 |
0.15 - 0.30 |
| 钼，莫 |
0.15 - 0.25 |
| 硫磺,年代 |
0.040 |
| 磷，P |
0.035 |
| 铁、铁 |
平衡 |
物理性质
下表重点介绍了AISI 4140合金钢的物理性能。
| 属性 |
度规 |
帝国 |
| 密度 |
7.85克/厘米3. |
0.284磅/³ |
| 熔点 |
1416°C |
2580°F |
机械性能
下表概述了AISI 4140合金钢的力学性能。
| 属性 |
度规 |
帝国 |
| 抗拉强度 |
655 MPa |
95000 psi |
| 屈服强度 |
415 MPa |
60200 psi |
| 体积模量(典型钢) |
140 GPA. |
20300 ksi. |
| 剪切模量(典型的钢) |
80年平均绩点 |
11600年ksi |
| 弹性模量 |
190 - 210年的平均绩点 |
27557 - 30458年ksi |
| 泊松比 |
0.27 - -0.30 |
0.27 - -0.30 |
| 断裂伸长率(50毫米) |
25.70% |
25.70% |
| 硬度、布氏硬度 |
197 |
197 |
| 努普硬度(由布氏硬度换算而来) |
219. |
219. |
| 洛氏硬度B(由布氏硬度换算而来) |
92 |
92 |
| 洛氏硬度C(由布氏硬度换算而来。低于正常HRC范围的值，仅供比较之用) |
13 |
13 |
| 硬度，维克斯（从Brinell硬度转换） |
207. |
207. |
| 可加工性(基于AISI 1212的100可加工性) |
65 |
65 |
热性能
AISI 4140合金钢的热性能如下表所示。
| 属性 |
度规 |
帝国 |
| 热膨胀系数(@ 0-100°C/32-212°F) |
12.2µm / m°C |
6.78µ/°F |
| 热导率(@ 100°C) |
42.6 W /可 |
296 BTU IN /HR.ft².°F |
其他名称
与AISI 4140合金钢等效的其他名称列于下表。
| AMS 6349 |
ASTM A193（B7，B7M） |
ASTM A506（4140） |
ASTM A752 (4140) |
| AMS 6381. |
Astm a194(7,7米) |
ASTM A513 |
ASTM A829 |
| AMS 6382. |
ASTM A29 (4140) |
ASTM A513 (4140) |
SAE J1397 (4140) |
| AMS 6390 |
Astm a320 (l7, l7米，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 |
|
|
|
|
|
制造和热处理
切削加工性能
AISI 4140合金钢在退火条件下具有良好的切削性能。
形成
AISI 4140合金钢具有很高的延展性。它可以在退火条件下用常规工艺成形。成形时需要更多的压力或力，因为它比普通碳钢更硬。
焊接
AISI 4140合金钢可以使用所有传统技术焊接。但在热处理条件下焊接会影响该钢的力学性能，应进行焊后热处理。
热处理
AISI 4140合金钢在845°C(1550°F)加热，然后在油中淬火。在硬化之前，可以通过在913°C(1675°F)长时间加热，然后风冷来实现正火。
锻造
AISI 4140合金钢以926至1205°C（1700至2200°F）锻造
热加工
AISI 4140合金钢可在816至1038°C(1500至1900°F)进行热加工
冷加工
AISI 4140合金钢可采用常规方法在退火条件下进行冷加工。
退火
AISI 4140合金钢在872°C(1600°F)退火，然后在炉中缓慢冷却。
回火
根据所需的硬度水平，AISI 4140合金钢可以在205至649°C(400至1200°F)进行回火。如果钢有较低的回火温度，它的硬度可以提高。例如，通过316°C(600°F)回火可以获得225 ksi的抗拉强度，通过538°C(1000°F)回火可以获得130 ksi的抗拉强度。
硬化
AISI 4140合金钢可以通过冷加工或加热和淬火来淬火。