إذا كان المكون الخاص بك يحتاج إلى قوة شد عالية، ومقاومة للتآكل والإجهاد، ويمكن معالجته بالحرارة من أجل الصلابة, SAE/AISI 4140 هو الخيار الأفضل؛ إذا كنت تعطي الأولوية للتكلفة المنخفضة، وقابلية اللحام السهلة، والتشكيل الممتاز على البارد، وقابلية التشغيل الآلي العامة للأعمدة البسيطة أو المسامير أو القطع خفيفة التحمل, AISI 1018 هو الاختيار الأذكى عادةً. بالنسبة للأجزاء الصلبة النهائية التي يجب أن تتحمل التحميل الثقيل أو الصدمات، اختر 4140 (المعالجة بالحرارة إلى الصلابة المطلوبة). للتركيبات الملحومة أو الأسطح المكربنة أو النماذج الأولية الاقتصادية، اختر 1018.
ما هو الفولاذ 4140 و1018؟
4140 هو سبيكة فولاذ من سبائك الكروم والموليبدينوم تحتوي على نسبة أعلى بكثير من الكربون وعناصر السبائك من 1018؛ هذا المحتوى من السبائك يمنح 4140 صلابة أفضل، وقوة شد أعلى، ومقاومة أفضل بكثير للإجهاد بعد المعالجة الحرارية المناسبة. 1018 عبارة عن فولاذ منخفض الكربون (خفيف) يتميز بقابلية اللحام وقابلية التشكيل والسعر المنخفض. اختر 4140 للتروس والمحاور وأجزاء الماكينات الثقيلة التي تتطلب قوة وعمر تآكل؛ اختر 1018 للمسامير والأعمدة والأقواس والأجزاء التي سيتم لحامها أو تتطلب قلبًا ناعمًا للتشكيل.
التركيب الكيميائي
-
AISI/SAE 4140 (تكوين نموذجي): C ≈ 0.38-0.43%، Cr ≈ 0.8-1.1%، Mn ≈ 0.75-1.0%، Mo ≈ 0.15-0.25%، Si ≈ 0.15-0.30%. تزيد عناصر السبائك هذه من الصلابة والقوة والمتانة مقارنةً بالفولاذ الكربوني العادي.
-
AISI 1018 (تكوين نموذجي): C ≈ 0.15-0.20%، Mn ≈ 0.60-0.90%، والباقي حديد في الأساس مع S/P طفيف. يعني المحتوى المنخفض من الكربون أنه لا يمكن تقوية 1018 بشكل كبير عن طريق التبريد والتلطيف - من السهل تشكيله على البارد ولحامه.
ما أهمية ذلك: كربون أعلى + سبيكة (كروم، مو) → 4140 تصلب من خلال المقطع العرضي مع المعالجة الحرارية → قوة أعلى وعمر إجهاد أعلى؛ الكربون المنخفض → 1018 يبقى قابل للسحب واللحام، وغير مكلف.
الخواص الميكانيكية
الأرقام الواردة أدناه هي نطاقات نموذجية؛ راجع دائمًا شهادة المطحنة أو ورقة بيانات المورد لمعرفة قيم الكمية الدقيقة.
الأرقام الميكانيكية الرئيسية (الحالة الملدنة ما لم يتم تحديدها):
| الممتلكات | AISI 4140 (ملدن/مُروى ومُخفف) | AISI 1018 (مسحوب على البارد/ملدن) |
|---|---|---|
| قوة الشد النموذجية | ~560-700 ميجا باسكال تقريبًا (ملدنة)؛ وتصل إلى أكثر من 900 ميجا باسكال عند المعالجة الحرارية. | ~حوالي 440 ميجا باسكال (نموذجي) |
| قوة الخضوع | ~350-600 ميجا باسكال (يختلف باختلاف المزاج) | ~حوالي 370 ميجا باسكال (مذكور نموذجي في بعض أوراق البيانات) |
| الاستطالة (في 50 مم) | ~20120% (ملدن) | ~15% |
| الصلابة (Brinell / HRC) | ملدنة ≈ 170-220 HB (∼18-24 HRC)؛ يمكن أن تكون 50+ HRC بعد التسقية والتلطيف حسب المعالجة. | BHN ≈ 120-130 (لينة، ~ 70 HRB) في الظروف النموذجية. |
| الإرهاق والتأثير | عالية عند تقسيتها بشكل صحيح - تُستخدم عادةً للأجزاء الديناميكية المحملة بالصدمات. | متوسط - مناسب للأحمال الديناميكية الثابتة والخفيفة. |
ملاحظة اقتباس: يتم دعم نطاقات الشد والصلابة المذكورة أعلاه من خلال العديد من أوراق البيانات وأمثلة المعالجة الحرارية؛ راجع شهادات الموردين المحددة للمشتريات.
المعالجة الحرارية والصلابة
-
4140: يستجيب بشكل جيد للتقوية ← التبريد (بالزيت أو الماء حسب حجم المقطع) ← دورات التقسية. الصلابة كبيرة بسبب السبائك؛ يمكن زيادة الصلابة الأساسية في المقاطع المعتدلة بشكل كبير. الممارسة النموذجية: التصلب إلى 820-860 درجة مئوية تقريبًا (حسب المقطع)، والتبريد، والتلطيف إلى درجة الصلابة المستهدفة HRC. توثق مصادر ASM/المصادر الصناعية وصفات التقسية القياسية والتحكم في البنية المجهرية ل 4140.
-
1018: لا يمكن تقويتها بشكل كبير عن طريق التبريد والتلطيف بسبب انخفاض الكربون. لسطح صلب مع قلب مطيل, الكربنة (الكربنة في حالة الكربنة) هو المسار النموذجي - 1018 هو قاعدة شائعة لتصلب الحالة. تكون النيترة أقل فعالية ما لم يتم سبكها بشكل صحيح.
نصيحة تصميم: إذا كنت بحاجة إلى قلب صلب وسطح صلب ولكنك تفضل تصنيع/لحام أسهل للفراغ، استخدم 1018 + الكربنة لصلابة السطح؛ إذا كنت بحاجة إلى قوة الجزء الصلب، استخدم 4140 مع التبريد والتلطيف.
قابلية التشغيل الآلي واللحام والتشكيل
-
قابلية التشغيل الآلي: 1018 أسهل في التشغيل الآلي بشكل عام (تشكيل جيد للبُرادة وقابلية أعلى للتشغيل الآلي) من 4140 المصلب بالكامل؛ ومع ذلك، فإن 4140 المصلب لا يزال قابلاً للتشغيل الآلي ولكنه سيؤدي إلى زيادة تلف الأدوات وغالبًا ما يتطلب أدوات أكثر صلابة إذا كانت المقاطع ممزوجة بالسبائك أو مقواة جزئيًا.
-
قابلية اللحام: 1018 = قابلية لحام جيدة جداً باستخدام عمليات اللحام القياسية (MIG، TIG، العصا). 4140 = قابل للحام ولكنه يحتاج إلى تسخين مسبق ودرجة حرارة بينية مضبوطة لتجنب التشقق بسبب الصلابة العالية ومكافئ الكربون الأعلى؛ وغالباً ما يوصى بالمعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT) للأجزاء الحرجة.
-
التشكيل والعمل على البارد: 1018 متفوق في الختم، والثني والتشكيل على البارد. 4140 ليس مثاليًا للتشكيل على البارد الثقيل عندما يتطلب الجزء قوة نهائية عالية (ما لم يتم تشكيله قبل المعالجة الحرارية النهائية).
قاعدة المتجر العملي: إذا كان لا بد من لحام الجزء في التجميع النهائي، افتراضيًا إلى 1018 أو حدد PWHT للحامات 4140.
التطبيقات الشائعة وأمثلة الأجزاء الشائعة
-
حيث يتألق 4140: أعمدة الكرنك، والمحاور، وأعمدة التحمل الثقيلة، والدبابيس المعرضة للقص، ومكونات الماكينات الحاملة، والمكونات المطروقة، والأجزاء التي تتطلب التبريد والتلطيف لتلبية عمر التعب.
-
حيث يتألق 1018: الأعمدة للاستخدام العام والمسامير والمسامير والبراغي والأقواس والمكونات المشكلة على البارد والأجزاء التي سيتم لحامها والمخزون الأساسي للمكونات المكربنة (مثل التروس المصلدة على البارد).
مثال على دليل الاختيار:
-
صدمة عالية + تآكل، مقطع عرضي صغير: 4140 مروي إلى HRC المستهدف.
-
تجميع كبير ملحوم حيث تكون التكلفة مهمة: 1018 وتصميم المقاطع السميكة أو المعالجة السطحية.
المعالجات السطحية والطلاءات
-
1018: عادةً ما تكون مكربنة لأسطح التآكل (تنتج علبة صلبة مع قلب مطيل)؛ كما تكون مطلية أو مطلية للحماية من التآكل.
-
4140: يمكن أن تكون مغطاة بالنترة للحصول على سطح مقاوم للتآكل/التآكل مع الحفاظ على صلابة القلب؛ كما يمكن أن تكون مكربنة أو مقواة بالحث على مناطق موضعية؛ وغالبًا ما تستخدم مع أكسيد أسود أو طلاء لمقاومة التآكل.
قائمة مراجعة التصميم - أسئلة يجب الإجابة عنها قبل تحديد المواصفات
-
هل سيتم لحام الجزء بعد التصنيع الآلي؟ إذا كانت الإجابة بنعم ← يفضل 1018 (أو تخطيط PWHT ل 4140).
-
هل يتطلب الجزء صلابة شاملة أم صلابة سطحية فقط؟ الصلابة الشاملة ← 4140؛ قد تكفي الصلابة السطحية فقط ← 1018 + الكربنة.
-
هل العمر الافتراضي للإجهاد من المتطلبات الأساسية (الأعمدة الدوارة ومكونات الصدمات)؟ إذا كانت الإجابة بنعم ← 4140 (مخففة بشكل مناسب).
-
ما هي متطلبات تفاوتات الطلاء النهائي والتشطيب السطحي؟ قد تكون السبائك الأكثر صلابة أصعب في التشطيب.
-
ما هي التكلفة المستهدفة ومهلة التوريد؟ انظر قسم المشتريات أدناه.
التكلفة والتوافر والمشتريات - بما في ذلك عرض سبائك MWAlloys
-
واقع السوق: يكون 1018 أقل تكلفة للكيلوغرام الواحد في الغالب، وهو متاح على نطاق واسع من مخزون المطاحن (صفائح ودورات وقضبان). 4140 شائع أيضًا، ولكن السعر أعلى بسبب عناصر السبيكة والمعالجة الإضافية (المعالجة الحرارية، التشكيل). وتؤثر التقلبات الأخيرة في السلع على كليهما ولكن 1018 هو الخيار الاقتصادي بشكل عام بالنسبة للحجم.
-
سلسلة التوريد/الموردين الصينيين: لا تزال الصين منتجًا عالميًا رئيسيًا لقضبان الصلب ومنتجات قضبان الصلب؛ وتنتج العديد من المصانع منتجات AISI 4140 و1018 وفقًا للمعايير الدولية. عند الشراء من الموردين في الخارج، اطلب تقارير اختبار المصنع (الكيميائية والميكانيكية)، وتأكد من حالة المعالجة الحرارية، وتحقق من التعبئة والتغليف وإمكانية التتبع.
-
عرض MWAlloys (كيف نساعدك): تقوم MWAlloys بتوريد كل من AISI 4140 و AISI 1018 في القضبان والألواح والأشكال النهائية/الموزعة. نؤكد على: 100% أسعار المصنع مباشرة 100%والتسليم السريع للمخزون للأحجام الشائعة، والتوثيق الكامل (تقارير الصلابة وتقارير الصلابة). بالنسبة للقطع المعالجة بالحرارة المخصصة أو القطع المزورة، نوفر سجلات التحكم في العملية ويمكننا مطابقة احتياجات ضمان الجودة للعميل. اتصل بشركة MWAlloys للحصول على عروض أسعار تنافسية وقوائم المخزون المتاحة.
جداول المقارنة بين الفولاذ 1018 و 4140
الجدول أ - مصفوفة القرار السريع
| عامل القرار | يفضل 1018 | تفضل 4140 |
|---|---|---|
| أقل تكلفة | ✔️ | |
| أفضل قابلية لحام | ✔️ | |
| أفضل من خلال التصلب | ✔️ | |
| أفضل مقاومة للإجهاد بعد المعالجة الحرارية | ✔️ | |
| الأفضل للتشكيل على البارد | ✔️ | |
| حالات الاستخدام النموذجي | الأقواس، واللحامات، وقاعدة التصلب في العلبة | الأعمدة، والمحاور، والتروس، والدبابيس الثقيلة |
الجدول ب - ملاحظات عملية الورشة النموذجية
| العملية | 1018 | 4140 |
|---|---|---|
| التصنيع (التلدين) | سهولة | معتدل |
| اللحام | سهل (بدون تسخين مسبق) | يحتاج إلى التسخين المسبق/المعالجة الحرارية المسبقة للقطع الحرجة |
| المعالجة الحرارية | غير عملي للتصلب العابر | دورات التبريد والتلطيف القياسية |
| تصلب السطح | الكربنة الموصى بها | النترة/التحريض/التبريد والتلطيف |
الأسئلة الشائعة
-
هل يمكن تقوية 1018؟
ليس بشكل كبير عن طريق التسقية والتلطيف بسبب انخفاض الكربون. استخدم الكربنة للحصول على سطح صلب مع قلب مطيل. -
هل 4140 قابل للحام؟
نعم، ولكنه يتطلب التسخين المسبق والتحكم في درجات الحرارة البينية؛ بالنسبة للأجزاء الحرجة، قم بإجراء المعالجة الحرارية البينية PWHT لتقليل الضغوطات المتبقية وتجنب التشقق. -
أيهما يتمتع بعمر إجهاد أفضل - 4140 أم 1018؟
بعد المعالجة الحرارية المناسبة، يتمتع 4140 بمقاومة فائقة للإجهاد بعد المعالجة الحرارية المناسبة بسبب القوة العالية وعناصر السبائك. -
هل يمكنني استخدام 1018 للأعمدة؟
نعم للتحميل الخفيف إلى المعتدل؛ أما بالنسبة لأعمدة الدوران ذات عزم الدوران العالي أو الأعمدة الدوارة شديدة التحمّل، فاختر 4140 وحدد التسقية والتبريد. -
نطاقات الصلابة النموذجية لـ 4140 بعد المزاج؟
يمكن تقسية 4140 إلى نطاق واسع (على سبيل المثال، 30-55 HRC) اعتمادًا على دورات التقسية - حدد HRC المستهدف في طلب الشراء. -
ما هي التشطيبات والطلاءات السطحية الشائعة؟
يمكن طلاء أو طلاء كلاهما؛ وعادةً ما يتم طلاء 4140 بالأكسيد الأسود أو الطلاء؛ وغالباً ما يتم طلاء 1018 أو جلفنته للحماية من التآكل. التصلب السطحي (الكربنة لـ 1018، والنترة لـ 4140) شائع في الأجزاء القابلة للتآكل. -
هل أحتاج إلى شهادات اختبار المطحنة (MTC)؟
اطلب دائمًا نماذج MTC للأجزاء الحرجة - حيث توفر هذه النماذج التركيب الكيميائي والخصائص الميكانيكية التي يمكن تتبعها إلى المجموعة. توفر MWAlloys وثائق كاملة. -
أيهما أغلى ثمناً؟
لكل كيلوغرام، عادةً ما تكون تكلفة 4140 أعلى بسبب إضافات السبائك وخطوات المعالجة؛ وعادةً ما يكون 1018 هو الخيار الاقتصادي. -
هل يمكن استخدام 1018 في التروس المقواة؟
نعم - 1018 هي مادة أساسية قياسية للكربنة عندما تكون هناك حاجة إلى علبة صلبة وقلب مطيل. -
كيف يتم تحديد 4140 في طلب الشراء؟
تضمين الرتبة (SAE/AISI 4140)، والشكل (قضيب/مطروق/مستدير)، وحالة المعالجة الحرارية (ملدن/مقوى ومقوى إلى HRC المحدد)، والأبعاد، والتفاوتات المسموح بها، و MTCs المطلوبة.
قائمة مراجعة المشتريات للمشترين
-
حدد بالضبط الدرجة والمزاج (على سبيل المثال، SAE 4140، مروي ومقوّى حتى 36-40 HRC).
-
اطلب تقارير اختبار المطحنة وسجلات المعالجة الحرارية.
-
بالنسبة للحامات، تأكد من التسخين الموصى به والمعالجة الحرارية المسبقة PWHT.
-
بالنسبة للطلبات ذات الكميات الكبيرة، اطلب إمكانية تتبع الدفعات وخطط الفحص.
-
في حالة الشراء من مصانع خارجية، قم بإجراء الفحص الوارد والتحقق من الصلابة.
سبائك MWAlloys - قدرات التصنيع والتوريد
تُعد MWAlloys موردًا مباشرًا من المصنع مع توافر مخزون متاح لكل من AISI 4140 و AISI 1018 في أبعاد القضبان القياسية والمستديرة والألواح. نؤكد على:
-
سعر المصنع 100% - لا يوجد وسيط ترميز وسيط.
-
توصيل سريع للمخزون للأحجام الشائعة من مراكز الإنتاج الصينية.
-
دعم فني كامل - MTC، وسجلات المعالجة الحرارية، وتقارير فحص الأبعاد.
-
المعالجة المخصصة - تتوفر خدمات التشكيل والتشكيل والتبريد والتبريد والتصلب حسب الطلب.
إذا قمت بتزويدنا بالرسومات والأهداف الميكانيكية المطلوبة، يمكن ل MWAlloys تقديم عرض أسعار لحل جاهز بما في ذلك المعالجة الحرارية والاختبار.
دراسة حالة عملية
احتاج مصنع متوسط الحجم إلى مسمار عالي العمر الافتراضي لأسطوانة هيدروليكية. كان التصميم الأصلي يستخدم 1018 وكانت المسامير تفشل في حالة إجهاد الدورة العالية. بعد التحول إلى 4140 المروي والمخفف 4140 (حتى 45 HRC تقريبًا) واستخدام الطحن الدقيق والتثقيب بالخردق، زاد عمر الخدمة >3 أضعاف. كانت المفاضلة هي ارتفاع تكلفة المواد ولكن تكرار الاستبدال ووقت التعطل أقل بكثير.
التوصية النهائية
-
بالنسبة لـ حاملة الأحمال، والإجهاد الحرج القِطع → حدد 4140 مع المعالجة الحرارية التفصيلية وأهداف الصلابة.
-
بالنسبة لـ التجميعات الملحومة، أو الأجزاء المشكلة على البارد، أو الأجزاء الحساسة من حيث التكلفة النماذج الأولية → حدد 1018 وفكر في تقسية العلبة إذا كانت هناك حاجة إلى أسطح تآكل.
AR 
EN 
JA 
KO 
DE 
IT 
ES