4140 vs. 4130 Stahl: Der richtige Stahl für Ihr Projekt

Zwei in der Metallverarbeitung häufig verwendete Stahllegierungen sind 4140 und 4130. Beide sind hochfeste, niedriglegierte Stähle, die sehr zäh und verschleißfest sind. Sie haben jedoch nicht die gleiche Zusammensetzung, Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten.

Daher untersucht diese Studie die Unterschiede zwischen den Stählen 4140 und 4130. Sie geht auch auf ihre Eigenschaften, ihre Verwendung und wichtige Aspekte bei der Wahl der richtigen Stahlsorte ein. Lesen Sie weiter.

Was ist legierter Stahl 4140?

4140-Stahl enthält Chrom, Phosphor, Schwefel, Molybdän und Mangan und ist eine niedriglegierte Legierung, die für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden kann. Da er einen gewissen Kohlenstoffanteil enthält, kann er gehärtet und erhitzt werden, um verschiedene Festigkeiten zu erreichen.

Darüber hinaus ist 4140-Stahl sehr zäh, verschleißfest und weist eine hohe Spannungsfestigkeit auf. Daher ist er eine beliebte Wahl, wenn Hochleistungswerkstoffe benötigt werden. Achsen, Wellen, Zahnräder und Hydraulikkomponenten fallen alle in diese Kategorie.

Eigenschaften von 4140 Stahl

Die einzigartigen Eigenschaften von 4140-Stahl beruhen auf der Art und Weise, wie das Metall in sich zusammenwirkt. Dadurch eignet sich 4140-Stahl für viele CNC-Stahlverarbeitungsaufgaben und die Blechbearbeitung. Hier sind einige der wichtigsten Merkmale von 4140-Stahl:

• Hohe Zug- und Dauerfestigkeit: 4140-Stahl hat eine hohe Zug- und Dauerfestigkeit und eignet sich daher für stark beanspruchte Teile wie Kurbelwellen, Zahnräder und Achsen.
• Ausgezeichnete Zähigkeit und Härte: 4140-Stahl wird auf eine sehr hohe Härte von 58 HRC wärmebehandelt, was ihn ideal für ein breites Anwendungsspektrum macht. Darüber hinaus ist 4140-Stahl zäh genug, um hohen Belastungen standzuhalten, ohne zu brechen, da er bei Stößen nicht leicht reißt oder bricht.
• Gute KorrosionsbeständigkeitRostlöser können 4140-Stahl nur schwer zerstören, insbesondere im Vergleich zu anderen legierten Stählen. Daher eignet er sich gut für Teile, die häufig rauen Bedingungen ausgesetzt sind. Beachten Sie jedoch, dass die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl höher ist als die von 4140-Stahl.
• Bearbeitbarkeit: 4140-Stahl lässt sich leicht bearbeiten, insbesondere nach dem Erhitzen. Sobald er jedoch aushärtet, ist er schwer zu bearbeiten.
• Gute Verschleißfestigkeit: 4140-Stahl weist eine gute Verschleißfestigkeit auf. Er kann daher zur Herstellung verschleißfester Teile verwendet werden.
• Gute Schweißbarkeit: 4140-Stahl kann mit Standardschweißverfahren verschweißt werden. Dies kann jedoch ein Vorwärmen und eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen erfordern. Dies verhindert Risse im Metall und stellt sicher, dass es die entsprechenden mechanischen Eigenschaften aufweist.
• Ausgezeichnete Duktilität: 4140-Stahl verfügt über eine hervorragende Duktilität und lässt sich leicht formen. Darüber hinaus ist er äußerst schlagfest und zäh und bricht bei Stößen nicht so leicht. Er hält daher hohen Belastungen stand, ohne zu brechen oder zu reißen.

Was ist legierter Stahl 4130?

4130-Stahl ist ebenfalls ein niedriglegierter Stahl. Dieser Stahl hat einen relativ niedrigen Kohlenstoffgehalt. Er enthält außerdem Chrom, Schwefel, Silizium, Molybdän, Mangan und Phosphor. Durch die Kombination dieser Elemente erhält 4130-Stahl seine einzigartigen Eigenschaften wie hohe Festigkeit, Zähigkeit, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Aus diesem Grund wird er bei der Herstellung vieler Flugzeuge und anderer hochbelasteter Komponenten verwendet.

Eigenschaften von 4130 Stahl

Aufgrund seiner Eigenschaften wird Stahl 4130 in einer Vielzahl von industriellen Prozessen eingesetzt. Hier sind einige der wichtigsten Eigenschaften von Stahl 4130:

• Härte und Zugfestigkeit: Wie 4140er Stahl ist auch 4130er Stahl sehr hart und weist eine hohe Zugfestigkeit auf, sodass er für Anwendungen mit hoher Beanspruchung geeignet ist. Im Vergleich zu Baustahl weist 4130er Stahl ein höheres Verhältnis von Gewicht zu Festigkeit auf. Daher eignet er sich gut für Fertigungsarbeiten, bei denen das Gewicht eine entscheidende Rolle spielt.
• Elastizität: 4130-Stahl ist hochelastisch und hat eine Streckgrenze von 460 MPa. Das bedeutet, dass das Material großen Belastungen standhält und dennoch in seine ursprüngliche Form zurückkehrt.
• Duktilität: Stahl 4130 ist sehr duktil, insbesondere nach dem Glühen. Daher können aus diesem Stahl problemlos Leitungen hergestellt werden.
• Korrosions- und Temperaturbeständigkeit: 4130-Stahl ist außerdem sehr korrosions- und temperaturbeständig, ohne seine Form oder Struktur zu verlieren.
• Gute Schweißbarkeit: Zum Verbinden von 4130-Stählen können Standardschweißverfahren verwendet werden. Wolfram-Inertgasschweißen (GTAW), Metallschutzgasschweißen (GMAW) und Metallschutzgasschweißen (SMAW) sind einfache Verfahren zum Verbinden.
• Hervorragende Zähigkeit: 4130-Stahl hat eine hohe Zähigkeit. Er hält Stoßbelastungen stand und bricht unter Belastung nicht.
• Gute Ermüdungsbeständigkeit: 4130-Stahl ist nicht verschleißanfällig und kann daher dort eingesetzt werden, wo die Belastungen oder Belastungen im Laufe der Zeit variieren.
• Geeignet für die Bearbeitung: 4130-Stahl lässt sich leicht bearbeiten, insbesondere im angelassenen oder geglühten Zustand. Zur Bearbeitung können herkömmliche Bearbeitungsmethoden wie Bohren, Fräsen, Drehen und Schleifen verwendet werden.

Was ist die Ähnlichkeit zwischen 4140-Stahl und 4130-Stahl?

4140 und 4130 sind beide niedriglegierte Stähle und ähneln sich in vielerlei Hinsicht. Hier sind einige der wichtigsten Gemeinsamkeiten zwischen den beiden Stählen:

• Zusammensetzung: 4140 und 4130 sind beides Chrom-Molybdän-Stähle. Das bedeutet, dass sie beide aus Kohlenstoff sowie Chrom und Molybdän bestehen. Diese Legierungselemente verleihen beiden Stählen gute Festigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit.
• Wärmebehandelbarkeit: Sowohl 4140- als auch 4130-Stähle können durch Wärmebehandlungsschritte wie Abschrecken und Anlassen gehärtet und modifiziert werden. Dies bedeutet, dass sie in Anwendungen eingesetzt werden können, bei denen Festigkeit und Verschleißfestigkeit wichtig sind.
• Mechanische Eigenschaften: Bei richtiger Wärmebehandlung weisen sowohl die Stähle 4140 als auch 4130 hohe Zug- und Streckgrenzen sowie eine hohe Härte auf. Sie sind zudem zäh und verschleißfest. Sie können daher in Anwendungen mit zyklischer Belastung eingesetzt werden.
• Schweißbarkeit: Sowohl Stahl 4140 als auch Stahl 4130 können geschweißt werden. Es ist jedoch darauf zu achten, dass beim Schweißen Wasserstoffrisse und andere Probleme vermieden werden.
• Bearbeitbarkeit: Die Stähle 4140 und 4130 sind gut bearbeitbar. Sie können daher mit Standardmethoden bearbeitet werden.
• Anwendungen: Weil die Stähle 4140 und 4130 ähnliche Eigenschaften haben. Daher können sie zur Herstellung von Wellen, Zahnrädern, Lagern, Werkzeugen und anderen Industrieteilen verwendet werden, die robust und verschleißfest sein müssen.

Dies sind einige der Gemeinsamkeiten der Stähle 4140 und 4130. Sie unterscheiden sich jedoch in Zusammensetzung und Eigenschaften, sodass für manche Anwendungen der eine besser geeignet sein kann als der andere. Insgesamt handelt es sich jedoch bei beiden um niedriglegierte Chrom-Molybdän-Stähle, die viele Gemeinsamkeiten aufweisen.

Unterschied zwischen 4130 Stahl und 4140 Stahl

Es gibt verschiedene Arten von legiertem Stahl, jeder mit seinen eigenen Eigenschaften und Merkmalen und daher für bestimmte Anwendungen geeignet. 4140-Stahl und 4130-Stahl sind zwei Stahlarten, die oft verglichen werden.

Diese beiden Stahlsorten sind fest und zäh und zählen zu den niedriglegierten Stählen, die in vielen Anwendungen eingesetzt werden. Allerdings unterscheiden sie sich in einigen wichtigen Punkten grundlegend. Hier sind einige dieser Unterschiede:

Zusammensetzung

Der Hauptunterschied zwischen den Stählen 4140 und 4130 liegt in ihrer chemischen Zusammensetzung, ebenso wie der Hauptunterschied zwischen den Stählen 1018 und 4140. Die chemische Zusammensetzung der beiden Stähle ist unten aufgeführt.

Die chemische Zusammensetzung von 4140-Stahl ist wie folgt:

• Kohlenstoff: 0,38%-0,43
• Chrom: 0,8%-1,1%
• Mangan: 0,75%-1,0
• Phosphor: 0,035% (max)
• Schwefel: 0,040% (max)
• Silizium: 0,15%-0,35% (max)
• Molybdän: 0,15%-0,25

4130-Stahl besteht aus der folgenden chemischen Zusammensetzung:

• Kohlenstoff: 0,28%-0,33
• Chrom: 0,8%-1,1%
• Mangan: 0,40%-0,60
• Phosphor: 0,035% (max)
• Schwefel: 0,040% (max)
• Silizium: 0,15%-0,35% (max)
• Molybdän: 0,15%-0,25

Wie aus der obigen chemischen Zusammensetzung ersichtlich ist, hat 4140-Stahl einen höheren Kohlenstoff- und Mangangehalt als 4130-Stahl. Beide Stähle enthalten jedoch ungefähr die gleiche Menge an Chrom und Schwefel.

Wärmebehandlung

Sowohl 4140- als auch 4130-Stahl können wärmebehandelt werden, um ihre Eigenschaften zu verbessern. Um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen, sind jedoch unterschiedliche Wärmebehandlungen erforderlich. Um 4140-Stahl sehr fest und zäh zu machen, muss er abgeschreckt und angelassen werden.

Zum Abschrecken wird 4140-Stahl auf Temperaturen zwischen 1600 °F und 1650 °F erhitzt. Anschließend wird er in Öl oder Wasser abgekühlt, um eine Rockwellhärte von 40–45 HRC zu erreichen. Nach dem Härten wird der Stahl bei 500 °F bis 600 °F angelassen, um ihn zäher zu machen und gleichzeitig seine Härte zu erhalten.

4130er Stahl hingegen wird üblicherweise normalisiert und angelassen, um die gleichen Eigenschaften zu erzielen. 4130er Stahl wird während des Richtprozesses auf eine Temperatur von ca. 1600 bis 1700 °F erhitzt und anschließend an der Luft abgekühlt. Dies trägt dazu bei, seine Festigkeit und Zähigkeit zu erhöhen.

Mechanische Eigenschaften

Die mechanischen Eigenschaften der Stähle 4140 und 4130 variieren je nach Heizmethode und Anwendung. Hier sehen Sie, wie sich die mechanischen Eigenschaften dieser Stähle unterscheiden:

Zähigkeit und Stärke

4140-Stahl eignet sich für hochbeanspruchte Teile, da seine Zug- und Streckgrenze denen von 4130-Stahl überlegen ist. 4140-Stahl hat eine Zugfestigkeit zwischen 655 und 979 MPa, während seine Streckgrenze bei etwa 415 MPa liegt. Nach dem Härten und Anlassen hat 4140-Stahl eine Härte von 28 bis 32 HRC. Nach dem Glühen weist 4140-Stahl jedoch eine geringere Härte von etwa 17 HRC auf.

Andererseits ist 4130-Stahl zäher und flexibler als 4140-Stahl, seine Zug- und Streckgrenze ist jedoch geringer. 4130-Stahl hat eine Streckgrenze von etwa 460 MPa und eine Zugfestigkeit im Bereich von 560 bis 725 MPa. 4130-Stahl hat eine Härte im Bereich von 15 bis 23 HRC.

Bearbeitbarkeit

Aufgrund seines geringeren Kohlenstoffgehalts lässt sich 4130er Stahl leichter bearbeiten als 4140er Stahl. Experten verwenden meist Standardtechniken wie Bohren, Fräsen und Drehen, um 4130er Stahl zu bearbeiten, ohne das Werkstück verbrennen oder beschädigen zu müssen. Andererseits ist bei der Bearbeitung von 4140er Stahl größere Sorgfalt erforderlich, um Rissbildung zu vermeiden.

Schweißbarkeit

Einer der Vorteile von 4130er Stahl ist seine Schweißbarkeit. Aufgrund seines geringeren Kohlenstoffgehalts ist er leichter zu schweißen als 4140er Stahl. Sie können 4130 mit allen Standardverfahren schweißen, z. B. mit Wolfram-Inertgasschweißen (WIG) oder Metall-Inertgasschweißen (GMAW).

Andererseits muss 4140-Stahl erhitzt und nach dem Schweißen anders behandelt werden, um eine starke, dauerhafte und fehlerfreie Schweißnaht zu gewährleisten.

Verwendung

Sowohl 4140- als auch 4130-Stahl werden in vielen Bereichen für verschiedene Aufgaben eingesetzt. Da 4140-Stahl jedoch etwas fester als 4130-Stahl ist, hat er eine längere Lebensdauer. Daher wird er häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen er härteren Bedingungen oder höheren Belastungen standhalten muss.

Thermisches Spritzen

Durch das Aufsprühen von geschmolzenem und erhitztem Metall lässt sich mit dieser Beschichtung Kratzern, Abblättern und Rissen auf der Oberfläche von Metallteilen leichter vorbeugen. Sie kann dazu beitragen, dass große Metallstanzteile besser miteinander verbunden werden.

Wie wählen Sie zwischen 4130- und 4140-Stahl?

Die Stähle 4140 und 4130 sind beide sehr fest und zäh, weisen jedoch unterschiedliche Eigenschaften auf. Daher ist es wichtig, die Unterschiede zwischen diesen beiden Stahlsorten zu kennen, um die richtige für Ihre Anwendung auszuwählen. Genau darum geht es bei der Wahl des richtigen Stahls: 4140 vs. 4130. Hier sind einige Empfehlungen, die Ihnen bei der richtigen Wahl helfen:

Vergleichen Sie die chemische Zusammensetzung der beiden Stähle

Die Menge an Kohlenstoff, Mangan, Chrom, Silizium, Schwefel und Molybdän in Stahl 4140 unterscheidet sich von der in Stahl 4130. Sie können die chemische Zusammensetzung der beiden Stähle vergleichen, um den für Ihre Anforderungen am besten geeigneten Stahl zu finden.

Überprüfung der mechanischen Eigenschaften beider Stähle

Für Anwendungen, die hohe Festigkeit und Härte erfordern, ist Stahl 4140 möglicherweise die bessere Wahl. Stahl 4140 hat einen höheren Kohlenstoff- und Mangangehalt und kann gehärtet und angelassen werden. Dadurch eignet er sich ideal für Teile, die hohen Belastungen ausgesetzt sind.

Wenn Ihr Produkt zudem eine geringere Festigkeit und eine höhere Duktilität erfordert, ist Stahl 4130 ebenfalls die bessere Wahl. Prüfen Sie daher Zugfestigkeit, Streckgrenze und Härte beider Stähle, um zu entscheiden, welcher für Ihre Anforderungen besser geeignet ist.

Bestimmen Sie die Anforderungen an die Bearbeitbarkeit

Wenn Ihre Anwendung eine einfache Zerspanbarkeit erfordert, ist Stahl 4130 eine gute Wahl. Er weist eine geringere Scherfestigkeit auf, wodurch Späne schneller abtransportiert werden und bei der Bearbeitung komplexer Formen weniger Schnittkraft erforderlich ist.

Wenn Ihre Anwendung jedoch sehr robuste und schwer zu bearbeitende Teile erfordert, sollten Sie 4140-Stahl verwenden. 4140-Stahl ist für Maschinen schwieriger zu bearbeiten, da das Entfernen von Spänen länger dauert und mehr Kraft erforderlich ist. Stellen Sie außerdem sicher, dass der verwendete Stahl lasergraviert werden kann, bevor Sie Ihre Auswahl treffen.

Stellen Sie sicher, dass Sie die Regeln der Wärmebehandlung verstehen

verschiedene Arten der Erwärmung. Wenn für den Auftrag eine bestimmte Art der Wärmebehandlung erforderlich ist, kann dies Ihre Stahlauswahl beeinflussen.

Daher müssen Sie wissen, welche Wärmebehandlung für Ihre Anwendung erforderlich ist. Vergleichen Sie dann die Eigenschaften mit denen der beiden Stähle und treffen Sie Ihre Wahl.

Berücksichtigen Sie den Preis

Der Preis für Stahl der Güten 4130 und 4140 kann sich aus verschiedenen Gründen ändern. Zu diesen Gründen zählen unter anderem der Lieferant, die benötigte Stahlmenge, die spezifische Stahlsorte und die besonderen Anforderungen der Anwendung.

Vergleichen Sie daher die Preise beider Stahlsorten und wählen Sie diejenige aus, die Ihren Anforderungen am besten entspricht. 4140-Stahl ist normalerweise etwas teurer als 4130-Stahl, da er fester und härter ist.

Anwendungen für 4140 und 4130 Stahl

Aufgrund ihrer metallischen Eigenschaften werden die Stähle 4140 und 4130 in vielen Branchen eingesetzt. Hier sind einige davon:

• Automobilindustrie: In der Automobilindustrie wird Stahl 4140 zur Herstellung wichtiger Teile wie Pleuelstangen, Kurbelwellen und Zahnräder verwendet. Aufgrund seiner hohen Festigkeit und Verschleißfestigkeit wird Stahl 4130 auch zur Herstellung von Rennwagenrahmen, Überrollkäfigen und Aufhängungskomponenten verwendet.
• Konstruktion: 4140-Stahl wird auch in der Bauindustrie für Gebäude- und Brückenkomponenten verwendet, die stark und langlebig sein müssen.
• Luft- und Raumfahrt: Luft- und Raumfahrtexperten verwenden 4140- und 4130-Stahl zur Herstellung von Flugzeugkomponenten. Wie Fahrwerke, Flügel, Motorteile und andere Strukturkomponenten.
• Strukturrohre: 4130-Stahl wird zur Herstellung von Fahrradrahmen, Motorradrahmen, Sportgeräten und anderen Strukturrohren verwendet, da er ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht aufweist und leicht zu schweißen ist.

Yonglihao Machinery bietet hochwertigen Service für die Verarbeitung von 4140- und 4130-Stahl

Die Stahlverarbeitung zählt heute in vielen Bereichen zu den beliebtesten Fertigungsverfahren. Viele Unternehmen verwenden unterschiedliche Stahlsorten für unterschiedliche Fertigungsarten. Manchen fällt es jedoch schwer, die richtige Stahlsorte für ihre Projekte zu finden, da die Stahlsorten unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.

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Zusammenfassung

Die Stähle 4140 und 4130 sind beide niedriglegierte Stähle und zeichnen sich durch hohe Festigkeit, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit aus. Aus diesem Grund werden sie auch heute noch in den Fertigungsprozessen vieler Unternehmen eingesetzt.

Obwohl die Stähle 4140 und 4130 in einigen Punkten verwandt sind, unterscheiden sie sich in anderen wichtigen Punkten erheblich. Um den richtigen Stahl für Ihr Fertigungsprojekt auszuwählen, sollten Sie die Unterschiede und Gemeinsamkeiten dieser Güten kennen.

Häufig gestellte Fragen

Ist 4140-Stahl besser als 4130-Stahl?

Welcher Stahl besser ist, hängt von der Anwendung und den Anforderungen ab. Letztendlich ist es wichtig, mit einem Werkstoffingenieur oder Teilehersteller zu sprechen, um herauszufinden, welcher Stahl für eine bestimmte Aufgabe am besten geeignet ist.

Wird 4140-Stahl rosten?

Nickel, Chrom und Molybdän im 4140-Stahl verbessern die Passivierungseigenschaften und machen ihn korrosionsbeständiger. Daher kann dieser Stahl weiterhin zur Herstellung von Gegenständen für den Einsatz in rauen, korrosiven Umgebungen verwendet werden.