Thép AISI 4130 là thép hợp kim thấp, carbon trung bình được định danh theo tiêu chuẩn ASTM A29. ASTM 4140 cũng là thép hợp kim crom, thép crom với thành phần Carbon từ 0.28-0.33%, Chrom từ 0.8-1.1%, Molip : 0.15-0.25%. Thép 4140 có thành phần carbon thấp hợp 4140 nên có khả năng hàn được và chi phí sản xuất thấp hơn. Thép khi nhiệt luyện sẽ sử dụng để chế tạo máy móc. Thép hợp kim ủ 4130 có độ mềm cao. Thép 4140 được cung cấp như thép tròn đã được tôi và ram thép.
1. Chủng loại của thép AISI Alloy 4130
Thép tròn đặc 4130: 8mm – 500mm
Thép thanh, thép tấm 4130: 10mm – 1500mm x width 200mm – 3000mm
Bề mặt hoàn thiện: màu đen, bóng, sơn, trơn, hoặc theo yêu cầu
2. Mác thép tương đương 4130
| Xuất xứ | USA | BS | BS | Japan |
| Tiêu chuẩn | ASTM A29 | EN 10250/EN10083 | BS 970 | JIS G4105 |
| Mức thép | 4130 | 25CrMo4/1.7218 | 708A25/708M25 | SCM430 |
3.Thành phần hóa học thép 4130
| Standard | Grade | C | Mn | P | S | Si | Cr | Mo |
| ASTM A29 | 4130 | 0.28-0.33 | 0.40-0.60 | 0.035 | 0.040 | 0.15-0.35 | 0.80-1.10 | 0.15-0.25 |
| EN10250 /EN10083 |
25CrMo4/ 1.7218 |
0.22-0.29 | 0.60-0.90 | 0.025 | 0.035 | ≦0.40 | 0.90-1.2 | 0.15-0.30 |
| JIS G4105 | SCM430/ SCM2 |
0.28-0.33 | 0.60-0.85 | 0.030 | 0.030 | 0.15-0.35 | 0.90-1.2 | 0.15-0.30 |
4. Tính chất cơ lý thép 4130
- Khối lượng riêng 0.283
- Trọng lượng riêng 7.8
- Nhiệt dung riêng (Btu/lb/Deg F – [32-212 Deg F]) 0.114
- Điểm chảy (Deg F) 2610
- Dãn nở vì nhiệt 22.3
- Mean Coeff Thermal Expansion 7
- Mô đum đàn hồi 29
Tính chất cơ lý AISI 4130
| Tính chất | Metric |
| Độ bền kéo | 560 MPa |
| Giới hạn chảy | 460 MPa |
| Mô đum đàn hồi | 190-210 GPa |
| Mô đum Bulk | 140 GPa |
| Mô đum cắt | 80 GPa |
| Tỷ lệ độc | 0.27-0.30 |
| Độ dãn dài tới điểm đứt 50mm | 21.50% |
| Giảm diện tích | 59.6 |
| Độ cứng Brinell | 217 |
| Độ cứng Knoop | 240 |
| Độ cứng Rockwell B | 95 |
| Độ cứng HRC | 17 |
| Độ cứng Vickers | 228 |
| Khả năng hàn (Thép ủ và cán nguội dựa trên 100% khả năng chế tạo máy cho thép AISI 1212) | 70 |
Tính chất nhiệt
| Tính chất | Metric |
| Dẫn nhiệt (100°C) | 42.7 W/mK |
5. Rèn thép hợp kim 4130
Thép ASTM A29 Grade 4130 nên được rèn tại nhiệt độ 1230 – 950 º C (2250 -1750 º F). Nhiệt độ rèn thép nên thấp hơn, các hạt sẽ tinh hơn. Nếu thép 4130 được rèn tại nhiệt độ thấp, mối nguy hại về các kết cấu phân tử thép không được đúng cấu trúc thép , khi đó cần phải có quá trình thường hóa thép trước khi nhiệt luyện.
6. Nhiệt luyện thép 4130
- Ủ thép 4130
Việc ủ 4130 phôi thép có thể được thực hiện bằng cách chuyển phần thẳng từ hoạt động rèn sang lò được giữ ở nhiệt độ thích hợp, khoảng 860 CC (1575 º F) để ủ, giữ trong thời gian thích hợp sau đó làm nguội lò. Theo cách này, một cấu trúc phù hợp cho gia công có thể thu được. Điều trị này được sử dụng tốt nhất cho các bộ phận với hình dạng đơn giản. Nếu việc rèn 4130 sao cho một số phần sẽ lạnh hơn nhiều so với các phần khác thì sẽ không thu được cấu trúc đồng nhất và để có kết quả tốt nhất, có thể sử dụng phương pháp ủ hình cầu ở khoảng 750 º C (1380 º F). Có thể nói rằng kinh nghiệm một mình sẽ quyết định loại xử lý ủ tốt nhất được sử dụng trước khi gia công.
Sau đó, nó nên được làm mát trong lò với tốc độ dưới 50 F mỗi giờ xuống còn 900 F, tiếp theo là làm mát không khí từ 900 F.
• Bình thường hóa thép hợp kim 4130
Nhiệt độ bình thường hóa danh nghĩa cho 4130 là 900 º C (1650 º F) sau đó là ngâm 1600 F và làm nguội dầu, nhưng kinh nghiệm sản xuất có thể cần nhiệt độ 50 º F (10 º C) trên hoặc dưới con số này. Trong thực tế khi các vật rèn được chuẩn hóa trước đó, ví dụ, chế hòa khí hoặc làm cứng và ủ, phạm vi trên của nhiệt độ chuẩn hóa được sử dụng. Khi bình thường hóa là xử lý nhiệt cuối cùng, phạm vi nhiệt độ thấp hơn được sử dụng.
• Làm cứng thép hợp kim AISI 4130
Thép 4130 phải được austenit hóa – tức là tất cả các thành phần vi mô biến đổi thành austenite – ở 1500 đến 1600 º F (815 đến 870 º C). Nhiệt độ austenitizing thực tế là một chức năng của thành phần hóa học trong phạm vi phân tích, kích thước phần và phương pháp làm mát. Các phần nhỏ hơn của 4130 có thể được làm nguội trong dầu, các phần nặng hơn trong nước.
• Nhiệt độ của thép 4130
Nhiệt độ ủ thực tế sẽ phụ thuộc vào những tính chất cần thiết là cần thiết. Thép hợp kim 4130 được tôi luyện ở giữa 398 ºC -565 ºC (750 F và 1050 F), tùy thuộc vào mức cường độ mong muốn. Nhiệt độ ủ càng thấp thì cường độ càng lớn. Tuy nhiên, quá trình ủ không nên được thực hiện trong khoảng 200 – 420 ºC (400 – 790 º F) để tránh nguy cơ vỡ.
7. Khả năng gia công
Hợp kim AISI 4130 có thể gia công dễ dàng bằng các phương pháp thông thường. Các hình dạng đơn giản có thể được gia công sau khi xử lý chuẩn hóa, trong khi các hình dạng phức tạp hơn sẽ yêu cầu ủ. Tuy nhiên, gia công trở nên khó khăn khi độ cứng của thép 4130 được tăng lên.
8.Khả năng hàn
Thép AISI 4130 cũng có khả năng hàn tốt và hợp kim 4130 có thể được hàn bằng bất kỳ phương pháp thương mại nào. Các vật liệu có thể yêu cầu một xử lý nhiệt giảm căng thẳng sau hàn trong một số trường hợp nhất định.
Các điện cực hydro thấp được khuyến nghị cùng với gia nhiệt trước ở 150 – 260 º C (300 – 500 º F) để duy trì trong quá trình hàn, Làm nguội chậm và giảm căng thẳng nếu có thể.
9.Ứng dụng thép 4130
Hợp kim thép AISI 4130 được sử dụng chủ yếu trong việc chế tạo máy bay thương mại và quân sự và các hệ thống hỗ trợ mặt đất.
Thép hợp kim 4130 là vật liệu cường độ trung gian. Đồng hồ đo nhẹ hơn cung cấp trọng lượng nhẹ hơn nhưng vẫn duy trì sức mạnh tuyệt vời, làm cho nó tuyệt vời cho đua xe tự động và hàng không vũ trụ.
Thép 4130 hợp kim thấp này được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng và một số lĩnh vực ứng dụng điển hình như sau:
• Máy bay thương mại, giá treo động cơ máy bay
• Máy bay quân sự
• Ô tô
• Công cụ máy móc
• Dụng cụ thủy lực
• Đua xe tự động
• Hàng không vũ trụ
• Các ngành công nghiệp dầu khí – như thân van và máy bơm giả mạo
• Nông nghiệp và công nghiệp quốc phòng, vv
