فولاذ 4140 مقابل فولاذ 4130: الفولاذ المناسب لمشروعك

سبائك الفولاذ شائعة الاستخدام في تشغيل المعادن، هما فولاذ 4140 وفولاذ 4130. كلاهما فولاذ عالي القوة، منخفض السبائك، شديد الصلابة ومقاوم للتآكل. مع ذلك، يختلف تركيبهما وخصائصهما واستخداماتهما.

لذلك، ستتناول هذه الدراسة الفروقات بين فولاذ 4140 وفولاذ 4130. كما ستناقش خصائصهما، وكيفية استخدامهما، وعوامل مهمة يجب مراعاتها عند اختيار درجة الفولاذ المناسبة. لنتابع القراءة.

ما هو الفولاذ السبائكي 4140؟

يحتوي الفولاذ 4140 على الكروم والفوسفور والكبريت والموليبدينوم والمنغنيز، وهو سبيكة منخفضة الكثافة تُستخدم في تطبيقات متنوعة. ولأنه يحتوي على نسبة معينة من الكربون، يُمكن تقسيته وتسخينه للحصول على درجات قوة متنوعة.

بالإضافة إلى ذلك، يتميز فولاذ 4140 بمتانته العالية ومقاومته للتآكل وقدرته العالية على تحمل الضغوط. ولذلك، يُعد خيارًا شائعًا عند الحاجة إلى مواد عالية الأداء. وتندرج المحاور والأعمدة والتروس والمكونات الهيدروليكية ضمن هذه الفئة.

خصائص الفولاذ 4140

تنبع خصائص فولاذ 4140 الفريدة من طريقة تفاعل المعدن مع بعضه البعض، مما يجعله مناسبًا للعديد من مهام معالجة الفولاذ باستخدام الحاسب الآلي (CNC) وتصنيع الصفائح المعدنية. فيما يلي بعض الخصائص الرئيسية لفولاذ 4140:

• قوة الشد العالية والتعب:يتميز الفولاذ 4140 بقوة شد وتعب عالية، مما يجعله مناسبًا للأجزاء شديدة الإجهاد مثل أعمدة الكرنك والتروس والمحاور.
• صلابة ومتانة ممتازة:يُعالج فولاذ 4140 حراريًا ليصل إلى صلابة عالية جدًا تبلغ 58 HRC، مما يجعله مثاليًا لمجموعة واسعة من التطبيقات. بالإضافة إلى ذلك، يتميز فولاذ 4140 بمتانة كافية لتحمل الأحمال الثقيلة دون أن ينكسر، إذ لا يتشقق أو ينكسر بسهولة عند الاصطدام.
• مقاومة جيدة للتآكليصعب على عوامل الصدأ إتلاف فولاذ 4140، خاصةً عند مقارنته بأنواع الفولاذ السبائكي الأخرى. لذلك، يُعد خيارًا جيدًا للأجزاء التي تتعرض غالبًا لظروف قاسية. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل أعلى من مقاومة فولاذ 4140.
• قابلية التصنيعفولاذ 4140 ليس صعب التشكيل، خاصةً بعد التسخين. ومع ذلك، بمجرد تصلبه، يصعب تشكيله.
• مقاومة جيدة للتآكليتميز فولاذ 4140 بمقاومة جيدة للتآكل. لذلك، يُمكن استخدامه في تصنيع قطع مقاومة للتآكل.
• قابلية اللحام جيدةيمكن لحام فولاذ 4140 معًا باستخدام تقنيات اللحام التقليدية. ومع ذلك، قد يتطلب ذلك تسخينًا مسبقًا ومعالجة حرارية بعد اللحام. هذا يمنع المعدن من التشقق ويضمن امتلاكه للخواص الميكانيكية المناسبة.
• ليونة ممتازةيتميز فولاذ 4140 بمرونة ممتازة وسهولة تشكيله. كما أنه مقاوم للصدمات ومتين للغاية، ولا ينكسر بسهولة عند الاصطدام. وبالتالي، يتحمل الأحمال الثقيلة دون أن ينكسر أو يتشقق.

ما هو الفولاذ السبائكي 4130؟

فولاذ 4130 هو أيضًا فولاذ منخفض السبائك. يتميز هذا الفولاذ بمحتوى كربوني منخفض نسبيًا. كما يحتوي على الكروم والكبريت والسيليكون والموليبدينوم والمنغنيز والفوسفور. بدمج هذه العناصر، يكتسب فولاذ 4130 خصائصه الفريدة، مثل القوة العالية والمتانة ومقاومة التآكل والتآكل. ولذلك، يُستخدم في تصنيع العديد من الطائرات وغيرها من المكونات عالية التحميل.

خصائص الفولاذ 4130

بفضل خصائصه، يُستخدم فولاذ 4130 في العديد من العمليات الصناعية. إليك بعض أهم خصائص فولاذ 4130:

• الصلابة وقوة الشدمثل فولاذ 4140، يتميز فولاذ 4130 بصلابة عالية وقوة شد عالية، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في التطبيقات عالية الضغط. بالمقارنة مع الفولاذ الطري، يتميز فولاذ 4130 بنسبة وزن إلى قوة أعلى. ولذلك، فهو مناسب تمامًا لأعمال التصنيع التي يكون فيها الوزن بالغ الأهمية.
• مرونةيتميز فولاذ 4130 بمرونة عالية، حيث تبلغ قوة خضوعه 460 ميجا باسكال. هذا يعني أن المادة قادرة على تحمل إجهاد كبير مع العودة إلى شكلها الأصلي.
• اللدونةفولاذ 4130 شديد اللدونة، خاصةً بعد التلدين. ونتيجةً لذلك، يُمكن تصنيع الخطوط منه بسهولة.
• مقاومة التآكل ودرجة الحرارة:يتميز الفولاذ 4130 أيضًا بمقاومته الكبيرة للتآكل ودرجات الحرارة المرتفعة دون أن يفقد شكله أو بنيته.
• قابلية اللحام جيدةيمكن استخدام تقنيات اللحام القياسية لربط فولاذ 4130 معًا. يُعدّ لحام قوس التنغستن الغازي (GTAW)، ولحام قوس المعدن المحمي بالغاز (GMAW)، ولحام قوس المعدن المحمي (SMAW) طرقًا سهلة لربطها معًا.
• صلابة متميزةيتميز فولاذ 4130 بمتانة عالية، ويتحمل الصدمات ولا ينكسر تحت الضغط.
• مقاومة التعب الجيدة:الفولاذ 4130 ليس عرضة للتآكل والتلف، لذلك يمكن استخدامه حيث تختلف الضغوط أو الأحمال بمرور الوقت.
• مناسب للتصنيعفولاذ 4130 سهل التشغيل، خاصةً في حالتيه المُقسّاة أو المُلَدَّنة. يُمكن استخدام طرق التشغيل التقليدية لمعالجته، مثل الحفر، والطحن، والخراطة، والطحن.

ما هو التشابه بين الفولاذ 4140 والفولاذ 4130؟

يُعدّ الفولاذان 4140 و4130 من الفولاذ منخفض السبائك، ويتشابهان في جوانب عديدة. فيما يلي بعض أوجه التشابه الرئيسية بينهما:

• تعبير:4140 و4130 كلاهما من فولاذ الكروم والموليبدينوم. هذا يعني أنهما يتكونان من الكربون والكروم والموليبدينوم. تمنح هذه العناصر السبيكية كلا الفولاذين قوة وصلابة ومقاومة جيدة للتآكل.
• قابلية المعالجة الحراريةيمكن تقوية وتعديل الفولاذين 4140 و4130 من خلال عمليات المعالجة الحرارية، مثل التبريد والتصلب. هذا يعني إمكانية استخدامهما في التطبيقات التي تتطلب قوة ومقاومة للتآكل.
• الخصائص الميكانيكيةعند المعالجة الحرارية الصحيحة، يتمتع كلٌّ من الفولاذين 4140 و4130 بمقاومة شد وخضوع وصلابة عالية. كما أنهما متينان ومقاومان للتآكل. ولذلك، يُمكن استخدامهما في التطبيقات التي تنطوي على تحميل دوري.
• قابلية اللحاميمكن لحام الفولاذين 4140 و4130. مع ذلك، يجب توخي الحذر لتجنب تشقق الهيدروجين والمشاكل الأخرى التي قد تحدث أثناء اللحام.
• قابلية التصنيع: يتميز الفولاذان 4140 و4130 بسهولة التشغيل، ما يُتيح إمكانية تشكيلهما بالطرق القياسية.
• التطبيقاتلأن فولاذَي 4140 و4130 لهما خصائص متشابهة، لذا يُمكن استخدامهما في صناعة الأعمدة، والتروس، والمحامل، والأدوات، وغيرها من القطع الصناعية التي تتطلب قوةً ومقاومةً للتآكل.

هذه بعض السمات المشتركة بين فولاذَي 4140 و4130. مع ذلك، يختلف تركيبهما وخصائصهما، لذا قد يكون أحدهما أفضل من الآخر في بعض الاستخدامات. بشكل عام، كلاهما من فولاذ الكروم والموليبدينوم منخفض السبائك، ويشتركان في العديد من السمات.

الفرق بين الفولاذ 4130 والفولاذ 4140

هناك عدة أنواع من الفولاذ السبائكي، ولكل منها خصائصها وميزاتها الخاصة وبالتالي فهي مناسبة لتطبيقات محددة. الفولاذ 4140 والفولاذ 4130 هما نوعان من الفولاذ يتم مقارنتهما بشكل متكرر.

هذان النوعان من الفولاذ قويان ومتينان، وهما من الفولاذ منخفض السبائك، ويُستخدمان في تطبيقات متعددة. ومع ذلك، يختلفان تمامًا في بعض الجوانب المهمة. فيما يلي بعض هذه الاختلافات:

تعبير

الفرق الرئيسي بين فولاذ 4140 و4130 هو تركيبهما الكيميائي، تمامًا كما هو الحال بين فولاذ 1018 و4140. التركيب الكيميائي لكلا الفولاذين مذكور أدناه.

التركيب الكيميائي للفولاذ 4140 هو كما يلي:

• الكربون: 0.38%-0.43
• الكروم: 0.8%-1.1%
• المنغنيز: 0.75%-1.0
• الفوسفور: 0.035% (الحد الأقصى)
• الكبريت: 0.040% (الحد الأقصى)
• السيليكون: 0.15%-0.35% (الحد الأقصى)
• الموليبدينوم: 0.15%-0.25

يتكون الفولاذ 4130 من التركيب الكيميائي التالي:

• الكربون: 0.28%-0.33
• الكروم: 0.8%-1.1%
• المنغنيز: 0.40%-0.60
• الفوسفور: 0.035% (الحد الأقصى)
• الكبريت: 0.040% (الحد الأقصى)
• السيليكون: 0.15%-0.35% (الحد الأقصى)
• الموليبدينوم: 0.15%-0.25

كما يتضح من التركيب الكيميائي أعلاه، يحتوي فولاذ 4140 على نسبة أعلى من الكربون والمنجنيز مقارنةً بفولاذ 4130. ومع ذلك، يحتوي كلا الفولاذين على نفس الكمية تقريبًا من الكروم والكبريت.

المعالجة الحرارية

يمكن معالجة الفولاذين 4140 و4130 حراريًا لتحسين خصائصهما. ومع ذلك، يلزم إجراء معالجات حرارية مختلفة للحصول على الخصائص المطلوبة. لجعل الفولاذ 4140 قويًا ومتينًا للغاية، يجب تبريده وتلطيفه.

للتبريد، يُسخّن الفولاذ 4140 إلى درجات حرارة تتراوح بين 1600 و1650 درجة فهرنهايت. ثم يُبرّد في الزيت أو الماء للوصول إلى صلابة روكويل تتراوح بين 40 و45 HRC. بعد تقسية الفولاذ، يُقوّى عند درجة حرارة تتراوح بين 500 و600 درجة فهرنهايت لزيادة صلابته مع الحفاظ على صلابته.

من ناحية أخرى، عادةً ما يُعَدَّل فولاذ 4130 ويُقَسّى للحصول على نفس الصفات. يُسخَّن فولاذ 4130 إلى درجة حرارة تتراوح بين 1600 و1700 درجة فهرنهايت تقريبًا أثناء عملية التقويم، ثم يُبرَّد في الهواء. هذا يُساعد على زيادة قوته ومتانته.

الخصائص الميكانيكية

تختلف الخصائص الميكانيكية لفولاذي 4140 و4130 باختلاف طريقة التسخين والتطبيق. إليكم لمحة عن كيفية اختلاف الخصائص الميكانيكية لهذين الفولاذين:

الصلابة والقوة

يُعدّ فولاذ 4140 مناسبًا للأجزاء شديدة الإجهاد نظرًا لتفوقه في قوة الشد والخضوع على فولاذ 4130. تتراوح قوة الشد لفولاذ 4140 بين 655 و979 ميجا باسكال، بينما تبلغ قوة خضوعه حوالي 415 ميجا باسكال. بعد التصلب والتهوية، تتراوح صلابة فولاذ 4140 بين 28 و32 HRC. ومع ذلك، عند التلدين، تكون صلابة فولاذ 4140 أقل، حيث تبلغ حوالي 17 HRC.

من ناحية أخرى، يعتبر الفولاذ 4130 أكثر صلابة ومرونة من الفولاذ 4140، ولكن قوة الشد والخضوع أقل. يتمتع الفولاذ 4130 بقوة خضوع تبلغ حوالي 460 ميجا باسكال وقوة شد في نطاق 560 إلى 725 ميجا باسكال. يتمتع الفولاذ 4130 بصلابة تتراوح بين 15 إلى 23 HRC.

قابلية التصنيع

بفضل انخفاض نسبة الكربون فيه، يُعدّ فولاذ 4130 أسهل في التشغيل من فولاذ 4140. في أغلب الأحيان، يستخدم الخبراء تقنيات قياسية مثل الحفر والطحن والخراطة لتصنيع فولاذ 4130 دون خوف من احتراق أو إتلاف قطعة العمل. من ناحية أخرى، عند العمل بفولاذ 4140، يجب توخي مزيد من الحذر لتجنب التشقق.

قابلية اللحام

من مزايا فولاذ 4130 إمكانية لحامه. بفضل انخفاض نسبة الكربون فيه، يسهل لحامه مقارنةً بفولاذ 4140. يمكن لحام فولاذ 4130 بأي طريقة قياسية، مثل لحام قوس التنغستن الغازي (GTAW) أو لحام قوس المعدن الغازي (GMAW).

من ناحية أخرى، يحتاج الفولاذ 4140 إلى التسخين ثم المعالجة بشكل مختلف بعد اللحام لضمان لحام قوي ودائم وخالٍ من العيوب.

الاستخدام

يُستخدم كلٌّ من الفولاذين 4140 و4130 على نطاق واسع في مهام متنوعة في مجالات عديدة. ومع ذلك، نظرًا لقوة فولاذ 4140 مقارنةً بفولاذ 4130، فإنه يتميز بعمر خدمة أطول. لذلك، يُستخدم غالبًا في التطبيقات التي تتطلب تحمّل ظروف قاسية أو مستويات إجهاد أعلى.

الرش الحراري

برش المعدن المنصهر والمسخن، يُسهّل هذا الطلاء منع الخدوش والتقشر والتشقق على سطح القطع المعدنية. كما يُساعد على التصاق القطع المعدنية الكبيرة ببعضها.

كيف تختار بين الفولاذ 4130 و 4140؟

يتميز فولاذا 4140 و4130 بالقوة والمتانة، لكنهما يختلفان في خصائصهما الجوهرية. لذلك، عليك فهم الفروقات بينهما لاختيار النوع المناسب لعملك. هذا هو الفرق بين فولاذ 4140 وفولاذ 4130. إليك بعض الاقتراحات لمساعدتك في اتخاذ القرار الصحيح:

مقارنة التركيب الكيميائي للصلبين

تختلف كمية الكربون والمنغنيز والكروم والسيليكون والكبريت والموليبدينوم في فولاذ 4140 عنها في فولاذ 4130. يمكنك مقارنة التركيب الكيميائي للفولاذين لاختيار الأنسب لاحتياجاتك.

فحص الخواص الميكانيكية لكلا الفولاذين

للتطبيقات التي تتطلب قوة وصلابة عاليتين، قد يكون فولاذ 4140 خيارًا أفضل. يتميز فولاذ 4140 بمحتوى أعلى من الكربون والمنجنيز، ويمكن تقسيته ومعالجته. هذا يجعله مثاليًا للأجزاء المعرضة لمستويات عالية من الإجهاد.

بالإضافة إلى ذلك، إذا كان منتجك يتطلب قوة أقل وصلابة أعلى، فإن فولاذ 4130 هو الخيار الأمثل. لذلك، تحقق من قوة الشد، ومقاومة الخضوع، وصلابة كلا الفولاذين لتحديد أيهما الأنسب لاحتياجاتك.

تحديد متطلبات قابلية التصنيع

إذا كان تطبيقك يتطلب سهولة التشغيل، فإن فولاذ 4130 خيار جيد. ويرجع ذلك إلى انخفاض مقاومة إجهاد القص لديه، مما يعني أنه يزيل الرقائق بشكل أسرع ويتطلب قوة قطع أقل عند تشغيل الأشكال المعقدة.

مع ذلك، إذا كان تطبيقك يتطلب قطعًا قوية جدًا ويصعب تشكيلها، فاستخدم فولاذ 4140. يُعد فولاذ 4140 أصعب تشكيلًا على الآلات لأنه يستغرق وقتًا أطول لإزالة الرقائق ويتطلب قوة أكبر. بالإضافة إلى ذلك، يُنصح بالتأكد من إمكانية نقش الفولاذ المستخدم بالليزر قبل اختياره.

تأكد من فهمك لقواعد المعالجة الحرارية

أنواع مختلفة من التسخين. لذلك، إذا تطلب العمل نوعًا معينًا من المعالجة الحرارية، فقد يؤثر ذلك على اختيارك للفولاذ.

لذلك، عليك معرفة نوع المعالجة الحرارية المطلوبة لتطبيقك. ثم قارن خصائصها بخصائص الفولاذين، ثم اختر ما يناسبك.

ضع في اعتبارك السعر

قد يتغير سعر الفولاذين 4130 و4140 لعدة أسباب، منها المورد، وكمية الفولاذ المطلوبة، ونوع الفولاذ، والاحتياجات الخاصة لكل تطبيق.

لذلك، تحقق من سعر كلا النوعين من الفولاذ واختر النوع الذي يلبي احتياجاتك بشكل أفضل. عادةً ما يكون الفولاذ 4140 أغلى قليلاً من الفولاذ 4130 لأنه أقوى وأكثر صلابة.

طلبات الفولاذ 4140 و 4130

بفضل خصائصها المعدنية، تُستخدم الفولاذات 4140 و4130 في العديد من الصناعات. إليك بعضًا منها:

• صناعة السياراتيستخدم عمال صناعة السيارات فولاذ 4140 لتصنيع أجزاء مهمة، مثل قضبان التوصيل، وأعمدة الكرنك، والتروس. ونظرًا لمتانته ومقاومته العالية للتآكل، يُستخدم فولاذ 4130 أيضًا في تصنيع هياكل سيارات السباق، وأقفاص الحماية، ومكونات نظام التعليق.
• بناء:يستخدم الفولاذ 4140 أيضًا في صناعة البناء لمكونات البناء والجسور التي تحتاج إلى أن تكون قوية ومتينة.
• الفضاء الجوييستخدم متخصصو صناعة الطيران الفولاذ 4140 و4130 لتصنيع مكونات الطائرات، مثل معدات الهبوط، والأجنحة، وأجزاء المحركات، وغيرها من المكونات الهيكلية.
• الأنابيب الهيكلية:يستخدم الفولاذ 4130 في صناعة إطارات الدراجات، وإطارات الدراجات النارية، والمعدات الرياضية، وغيرها من الأنابيب الهيكلية لأنه يتمتع بنسبة عالية من القوة إلى الوزن وسهل اللحام.

تقدم شركة Yonglihao Machinery خدمة عالية الجودة لمعالجة الفولاذ 4140 و4130

تُعدّ معالجة الفولاذ من أكثر طرق التصنيع شيوعًا في العديد من المجالات اليوم. تستخدم العديد من الشركات أنواعًا مختلفة من الفولاذ لأنواع مختلفة من التصنيع. ومع ذلك، يواجه البعض صعوبة في اختيار نوع الفولاذ المناسب لمشاريعهم نظرًا لاختلاف خصائصه.

عن طريق الاختيار Yonglihao Machinery، يمكنك الاستعانة بأفضل الخبراء للتعامل مع كل خطوة من خطوات معالجة الفولاذ. وكجزء من خدماتنا في تصنيع المعادن، نقدم أيضًا معالجات أسطح عالية الجودة لمنح قطع الفولاذ المصنوعة لديك أفضل تشطيب ممكن. تواصل مع خدمة العملاء اليوم لمعرفة المزيد، وستتلقى عرض أسعار مجاني قريبًا.

ملخص

يُعدّ الفولاذان 4140 و4130 من الفولاذ منخفض السبائك، ويتميزان بقوة وصلابة ومقاومة عالية للتآكل. ولذلك، لا يزالان يُستخدمان في عمليات التصنيع في العديد من الشركات حتى اليوم.

رغم أن فولاذَي 4140 و4130 مترابطان في بعض الجوانب، إلا أنهما يختلفان اختلافًا كبيرًا في جوانب مهمة أخرى. أفضل طريقة لاختيار الفولاذ المناسب لمشروعك التصنيعي هي فهم الاختلافات والتشابهات بين هذه الدرجات.

التعليمات

هل الفولاذ 4140 أفضل من الفولاذ 4130؟

يعتمد اختيار الفولاذ الأفضل على التطبيق واحتياجاته. في النهاية، من المهم استشارة مهندس مواد أو مُصنّع قطع غيار لمعرفة نوع الفولاذ الأنسب لكل مهمة.

هل سيصدأ الفولاذ 4140؟

يُحسّن النيكل والكروم والموليبدينوم في فولاذ 4140 خصائص التخميل ويجعله أكثر مقاومة للتآكل. ونتيجةً لذلك، يُمكن استخدام هذا الفولاذ في تصنيع مواد تُستخدم في بيئات قاسية ومسببة للتآكل.