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4130スチール vs 4140 vs 4340

時刻:2025-09-22

を優先する場合 軽量溶接性と優れた靭性、適度な強度を選択する。 4130もし必要なら シャフト、ギア、アクスル用の切削性と高い焼入れ強度のバランスを選択する。 4140アプリケーションの要求に応じて 高荷重下での最大貫通硬化強度、耐疲労性、高靭性を選択する。 4340.調達面では、通常4130が最もコスト効率がよく、4140は最高の「オールラウンド」エンジニアリング合金であり、4340は高級高強度グレードである。

この成績は何を意味するのか?

4130、4140および4340は、SAE/AISI 41xxファミリーの低中炭素クロムモリブデン(Cr-Mo)合金鋼である。CrとMoを少量添加することで、普通炭素鋼と比較して焼入れ性、強度、靭性が大幅に改善される一方、コストと加工性が合理的に保たれるため、広く使用されている。両者の主な違いは 合金含有量 (特に4340のニッケル)と カーボンレベルこれが強さと硬さを生み出す。

化学組成

以下は簡潔な比較組成(代表的な仕様範囲)である。正確なバッチ分析については、最終購入材料証明書(MTC)を確認する必要があります。

エレメント/グレード SAE 4130(代表値) SAE 4140(代表値) SAE 4340(代表値)
カーボン(C) 0.28 - 0.33 % 0.38 - 0.43 % 0.37 - 0.43 %
ケイ素 (Si) 0.15 - 0.35 % 0.15 - 0.30 % 0.15 - 0.30 %
マンガン (Mn) 0.40 - 0.60 % 0.75 - 1.00 % 0.60 - 0.80 %
クロム(Cr) 0.80 - 1.10 % 0.80 - 1.10 % 0.70 - 0.90 %
モリブデン (Mo) 0.15 - 0.25 % 0.15 - 0.25 % 0.20 - 0.30 %
ニッケル(Ni) ≤ 0.25 % ≤ トレース 1.65 - 2.00 %(靭性の差別化要因)
硫黄 (S) ≤ 0.04 % ≤ 0.04 % ≤ 0.04 %
リン (P) ≤ 0.035 % ≤ 0.035 % ≤ 0.035 %
鉄(Fe) バランス バランス バランス

解釈だ: 4130は4140より炭素量が少なく、Mnもやや少ない。このため溶接や成形が容易だが、焼き入れ後の極限強度は低くなる。4340はニッケル含有量が多く、Mo含有量もやや多い-この組み合わせは、より重い部位に優れた靭性と焼入れ性を与える。

4130鋼板
4130鋼板

材料特性

特性は熱処理に大きく依存するため、代表的なものを挙げておく。 ノーマライズ/アニール 値と代表的な 焼入れ・焼戻し バンド・エンジニアは、一般的にこのような設計を行う。

ノーマライズ/アニール(典型的な範囲)

プロパティ 4130(ノーマライズ) 4140(ノーマライズ) 4340(ノーマライズ)
引張強さ、極限 (MPa) ~560 - 700 ~650 - 850 ~700 - 900
降伏強さ(0.2%オフセット) (MPa) ~460 ~415~600(変動あり) ~500 - 700
エロンゲーション(%) 20 - 30 % 15 - 25 % 12 - 20 %
焼きなまし硬度(HRC) ≤ 25 HRC ≤ 25-30 HRC ≤ 26-32 HRC
密度 ~7.85g/cm³(3つとも)

焼入れ&焼戻し(選択された目標レベル - 業界における典型的なレベル)

  • 4140 Q&T:一般的な目標引張900~1200MPa(焼戻しによる)、硬度28~45HRC。

  • 4340 Q&T: 典型的な引張強さ1000-1400 MPaと高い靭性、硬度は高い温度で35-50+ HRC。

  • 4130 Q&T:強度は大幅に向上するが、炭素が低いため、同程度の加工で一般的に4140/4340より低い最高硬度に達する。

実践的なメモ: 同じ鋼種であっても、焼戻しスケジュールや断面寸法(焼入れ性)によって大きく異なる特性が得られるため、部品を設計する際には、サプライヤーまたは材料データベースから公表されている焼戻しおよび熱処理データを使用してください。MatWeb/ASMデータシートは、規格化および熱処理値の信頼できる出発点です。

4140鋼棒
4140鋼棒

仕様表と一般的なフォーム

項目 4130 4140 4340
SAE / AISI SAE 4130 (G41300) SAE 4140 (G41400) SAE 4340 (G43400)
一般的な EN / ISO 等価物 25CrMo4 / 1.7218 (4130に近い) 42CrMo4 / 1.7225(一般的に4140にマップされる) 36CrNiMo4 / 1.6511 (4340相当)
代表的な製品形態 丸棒、板、管、鍛造用素材、冷間引抜棒 丸棒、鍛造用素材、ギアブランク、プレート 重量鍛造品、高強度シャフト、クランクシャフト、ギヤブランク
関連規格(例) ASTM A29(炭素・合金棒鋼)、AMS、SAE仕様、および多数のASTM製品規格 - 正確な仕様についてはMTCをご確認ください。

4130 対 4140 対 4340 同等グレード

SAE/AISI 一般的なEN / ISO その他の商品名
4130 25CrMo4 / 1.7218 SCM430、708A25(ベンダーによる)
4140 42CrMo4 / 1.7225 SCM440、708M40
4340 36CrNiMo4 / 1.6511 SNCM439、817M40、その他のベンダーコード

エンジニアリング・ノート 「等価」は、欧州とアジアの供給業者の等級を 相互参照するのに便利な略語だが、化学的な公差はわずかに異なる。購入するロットの化学的証明書と機械的試験を必ず確認すること。

4340鋼丸棒
4340鋼丸棒

熱処理、焼入れ性、機械加工性

  • 硬化性: 4340 > 4140 > 4130.4340に含まれるニッケルは焼入れ性を著しく高めるため、厚い部分でより高い貫通硬化を達成する。4130は焼入れ性が低く、重い部分で高い芯部硬度にするのはより難しい。

  • 熱処理の実践: 4130は、延性コアと摩耗面が必要な用途(航空宇宙用チューブ、フレーム用チューブ)には、しばしば焼ならしまたは浸炭処理が施される。4140は汎用性が高く、Q&T条件下でシャフト、ギア、ファスナーに広く使用されている。4340は、大型部品に最大限の靭性と疲労強度が要求される場合に使用される。

  • 機械加工性: 焼なましの棒鋼では、4130は4140や4340より 炭素や合金のレベルが低いため、加工が容易である。焼入れ後の加工性は、同じ硬さレベルでは4340が最も加工しにくいという逆の順序になる。

溶接性、成形、加工

  • 4130: 低炭素状態での良好な溶接性。割れを 避けるため、大断面では予熱と制御されたパス間 温度を推奨する。適切な手順を踏めば、溶接構造物や航空機用鋼管に広く使用されている。

  • 4140: 溶接には注意が必要である。炭素とMnの含有 量が高いため、重要部品では予熱と溶接後熱処理 (PWHT)を行なわないと溶接割れのリスクが高まる。多くの溶接用途では、4140は焼鈍状態で使用され、溶接後に熱処理される。

  • 4340: より強靭で亀裂伝播に強いが、より入熱に敏感で、厳格な溶接手順認定が必要で、重要な用途(石油・ガス、重機)ではしばしばPWHTが必要となる。

代表的な産業用途

  • 4130: 航空機チューブ、構造フレーム、自転車フレーム(クロモリ鋼)、成形性と溶接性が重要な溶接構造部品。薄肉部の重量対強度が低い。

  • 4140: シャフト、スピンドル、ギア、アクスル、カップリング、ツールハウジング、油圧ピストンなど、Q&T後の加工性と高強度とのバランスが求められるもの。

  • 4340: 航空機の着陸装置、重量のあるクランクシャフト、重荷重用カップリング、高性能シャフト、高い衝撃荷重や繰り返し荷重を受ける部品など、高い靭性と疲労強度が要求される部品。

4130 vs 4140 vs 4340 価格比較(アメリカ / ヨーロッパ / 中国)

重要な調達上の注意点 合金鋼の価格は、形状(棒鋼対板金対鍛造品)、サイズ、ミルブランド、認証(EN、AMSなど)、熱処理、注文数量、出荷量によって異なります。以下の数字は 業界調達範囲 にとって バルク/工場FOB/代理店 2025年に購入するものであり、出典付きの範囲として提示されている。必ず正式な見積もりとMTCを依頼すること。

価格帯(バルク/トン換算、2025年-例示)

  • 米国(代理店/国内小口インジケーター):

    • 切断された棒鋼や小ロットの典型的な小口注文価格は、販売業者(小売/小ロット)によって示されるが、合金棒鋼のバルク工場価格は、多くの場合、以下の範囲に収まる。 $900~$1,700/トン 2025年半ばの典型的な熱間圧延/コイル鋼の基準値(HRC)は以下の通りである。 $845~$900/トン バンド(HRC基準)。最終的な数値は代理店の見積もりを使用すること。

  • 欧州(納入済み/市場指標):

    • 2025年半ばの長鋼棒鋼および合金棒鋼の指標シグナルにより、多くの長鋼棒鋼製品がその周辺に位置づけられる。 600~1,100ユーロ/トン 製品および認証による。認証と熱処理が施された合金棒は、HRC以上のプレミアムがつく。

  • 中国(工場FOB /取引プラットフォーム):

    • 2025年の中国工場オファーと取引プラットフォームのリストが一般的に表示される US$400~$1,100/トン 基本的な熱間圧延ロットでは下限があり、認定、熱処理、または小ロットの注文では上限があります。4140/4130のいくつかの中国工場の見積もりは、サプライヤーと加工によって、~RMB8,000~12,000/トン(~US$1,100~1,650/トン)の幅がある。スプレッドは製品形状、認証、MOQ、検査を反映している。

バイヤーのための実践的ガイダンス

  1. 小ロット、小径の冷間引抜丸 材は、代理店から購入する(トン当たり単価は高 いが、リードタイムは短い)。例OnlineMetals / MetalsDepotは、1個あたりの価格(小売価格)を表示。

  2. 生産またはロングランの場合は、中国のティア1工場または地元の工場から工場FOB見積もりを入手し、陸揚げコスト(運賃、保険、関税、検査)を比較する。Alibaba / Made-in-Chinaおよび直接工場リストは、FOBバルク範囲の出発点となる。

  3. 正確な化学的限界値、熱処理状態、トレーサビリティ(MTC)、非破壊検査(必要な場合)、梱包規格を、確固とした見積もりを依頼する際に必ず指定してください。

MWA合金の供給提案

MWAlloysは中国から4130 / 4140 / 4340棒鋼と鍛造品の工場直送ラインを運営し、一般的な直径と長さの輸出在庫を管理しています。バイヤーに適用する主な価値ポイント

  • 工場価格: 我々は以下を提供する 100%工場FOB価格 大口注文の場合、中間業者を排除し、認証されたバッチの工場価格を得ることができます。(正式なP.O.見積もりはMWAlloysの営業にお問い合わせ下さい。)

  • 在庫からの迅速な配達: 典型的な在庫SKU(一般的な直径)は、以下の期間内に出荷可能です。 7~21日 数量と認証によります。特注熱処理および特殊検査については、リードタイムはご注文ごとにお見積もりいたします。

  • 品質とテストの文書化: 完全なMTC試験報告書、PMI/化学証明書、硬度および引張試験報告書(ご要望に応じて)。

  • MOQの柔軟性と輸出梱包: MOQはご相談に応じます。輸出梱包、燻蒸不要の木枠、リピーターのための混載発送も承ります。

4130 / 4140 / 4340の選び方 - 選択チェックリスト

  • もし 溶接性と成形性 究極の強さ、重量、薄肉性能の問題に切り替わる。 4130.

  • もし 多目的シャフトまたは重切削部品 強力なQ&T対応とリーズナブルなコストが必要な場合 → Q&T対応とリーズナブルなコストが必要な場合 4140.

  • もし 非常に重いセクション、高い疲労負荷、または衝撃負荷 厳密な靭性要件 4340.

  • 必要な場合 浸炭+良好な芯部延性 (4130は浸炭鋼管でよく見られる。

  • について 重要保安部品また、完全な材料トレーサビリティ、シャルピー衝撃試験、ベンダーの熱処理記録を要求する。

よくあるご質問

  1. Q: 3つの中で最も疲労強度が高いのはどれですか?
    A: 同程度の熱処理を施した4340は、通常、Ni+高い焼入れ性により最高の疲労強度を発揮する。

  2. Q: 4140を予熱なしで溶接できますか?
    A: 小さな非重要部位の溶接で、拘束力が低い場合 は、局部予熱で4140を溶接することができる。

  3. Q: 4130「クロモリ」は4130鋼と同じですか?
    A: クロモリ」とは、4130や4140のようなCr-Mo鋼を指す。

  4. Q: 焼きなましの状態で最も加工しやすいのはどれですか?
    A: 4130(焼きなまし)が最も簡単で、次が4140。4340はより硬く、同じような条件で加工するのは少し難しい。

  5. Q:ENに直接相当するものはありますか?
    A: 粗い同等品:4130 ≈ 25CrMo4 (1.7218)、4140 ≈ 42CrMo4 (1.7225)、4340 ≈ 36CrNiMo4 (1.6511)。必ずMTCで確認してください。

  6. Q: 4130は航空機構造に使用できますか?
    A: そう、4130は航空機の鋼管や構造フレームで長い歴史を持っている。航空宇宙用途では、厳格な品質管理と認証が求められる。

  7. Q:高応力のクランクシャフトにはどのグレードが最適ですか?
    A: 4340は、靭性と耐疲労性から、重量のあるクランクシャフトによく使われる。

  8. Q: グレードによって価格は大きく違うのですか?
    A: 4340は、ニッケルの含有量と加工により若干高価になる傾向があるが、熱処理、認証、仕上げ加工がコストを支配することがある。

  9. Q: 4140を指定する際によくある落とし穴はありますか?
    A: 要求される熱処理条件、断面寸法/焼入れ性の必要 性、溶接後の熱処理を指定しないと、使用中に故障す る部品が生じる可能性がある。

  10. Q: どのような検査/試験を依頼すればよいですか?
    A: 最低限:完全なMTC(化学的+機械的)、硬度、トレーサビリティ。安全上重要な部品については、シャルピー衝撃試験、超音波検査または磁粉探傷検査、第三者工場による検査を追加する。

権威ある参考文献

声明この記事は、MWalloysの技術専門家であるイーサン・リーの査読を経て掲載された。

MWalloys エンジニア ETHAN LI

イーサン・リー

グローバルソリューションディレクター|MWalloys

イーサン・リーはMWalloysのチーフ・エンジニアで、2009年より現職。1984年生まれの彼は、2006年に上海交通大学で材料科学の工学学士号を取得し、2008年にパデュー大学ウェストラファイエット校で材料工学の工学修士号を取得した。MWalloys社での過去15年間、イーサンは高度な合金配合の開発を主導し、分野横断的な研究開発チームを管理し、厳格な品質とプロセスの改善を実施し、同社の世界的な成長を支えてきた。研究室の外では、熱心なランナー、サイクリストとしてアクティブなライフスタイルを維持し、家族と新しい目的地を探索することを楽しんでいる。

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