4140 vs. 4130 staal: het juiste staal voor uw project

Twee staallegeringen die veel gebruikt worden in de metaalbewerking zijn 4140 en 4130 staal. Beide zijn hoogsterkte, laaggelegeerde staalsoorten die zeer taai en slijtvast zijn. Ze hebben echter niet dezelfde samenstelling, eigenschappen en toepassingen.

Daarom onderzoekt deze studie de verschillen tussen staalsoorten 4140 en 4130. Ook worden hun eigenschappen, hun gebruik en belangrijke aandachtspunten bij het kiezen van de juiste staalsoort besproken. Lees verder.

Wat is 4140-gelegeerd staal?

4140 staal bevat chroom, fosfor, zwavel, molybdeen en mangaan en is een laaggelegeerd staal dat voor diverse toepassingen kan worden gebruikt. Omdat het een bepaalde hoeveelheid koolstof bevat, kan het worden gehard en verhit om verschillende sterktes te verkrijgen.

Bovendien is 4140-staal zeer taai, slijtvast en heeft het een hoge treksterkte. Het is dan ook een populaire keuze waar hoogwaardige materialen vereist zijn. Assen, tandwielen en hydraulische componenten vallen allemaal in deze categorie.

Eigenschappen van 4140 staal

De unieke eigenschappen van 4140-staal komen voort uit de manier waarop het metaal met zichzelf samenwerkt, waardoor 4140-staal geschikt is voor vele CNC-staalbewerkingen en plaatbewerking. Hieronder volgen enkele belangrijke kenmerken van 4140-staal:

• Hoge trek- en vermoeiingssterkte:4140-staal heeft een hoge trek- en vermoeiingssterkte, waardoor het geschikt is voor onderdelen die aan zware belastingen worden blootgesteld, zoals krukassen, tandwielen en assen.
• Uitstekende taaiheid en hardheid: 4140-staal is warmtebehandeld tot een zeer hoge hardheid van 58 HRC, waardoor het ideaal is voor een breed scala aan toepassingen. Bovendien is 4140-staal sterk genoeg om zware lasten te weerstaan zonder te breken, omdat het niet snel scheurt of breekt bij een impact.
• Goede corrosiebestendigheid: Roestwerende middelen tasten 4140-staal nauwelijks aan, vooral in vergelijking met andere gelegeerde staalsoorten. Daarom is het een goede keuze voor onderdelen die vaak aan zware omstandigheden worden blootgesteld. Houd er echter rekening mee dat de corrosiebestendigheid van roestvast staal hoger is dan die van 4140-staal.
• Bewerkbaarheid: 4140-staal is niet moeilijk te bewerken, vooral niet na verhitting. Maar zodra het gehard is, is het moeilijk te bewerken.
• Goede slijtvastheid: 4140-staal heeft een goede slijtvastheid. Het kan daarom worden gebruikt voor de productie van slijtvaste onderdelen.
• Goede lasbaarheid: 4140-staal kan worden gelast met standaard lastechnieken. Hiervoor kan echter voorverwarmen en een warmtebehandeling na het lassen nodig zijn. Dit voorkomt scheuren en zorgt ervoor dat het metaal de juiste mechanische eigenschappen heeft.
• Uitstekende ductiliteit: 4140-staal heeft een uitstekende ductiliteit en is gemakkelijk te vormen. Bovendien is het zeer slagvast en taai en breekt het niet snel bij een botsing. Het kan daardoor zware lasten weerstaan zonder te breken of te scheuren.

Wat is 4130 gelegeerd staal?

4130-staal is ook een laaggelegeerd staal. Dit staal heeft een relatief laag koolstofgehalte. Het bevat ook chroom, zwavel, silicium, molybdeen, mangaan en fosfor. Door de combinatie van deze elementen verkrijgt 4130-staal zijn unieke eigenschappen, zoals hoge sterkte, taaiheid, slijtvastheid en corrosiebestendigheid. Hierdoor wordt het gebruikt bij de productie van veel vliegtuigen en andere zwaar belaste componenten.

Eigenschappen van 4130 staal

Vanwege zijn eigenschappen wordt 4130-staal gebruikt in diverse industriële processen. Hieronder volgen enkele van de belangrijkste eigenschappen van 4130-staal:

• Hardheid en treksterkteNet als 4140-staal is 4130-staal zeer hard en heeft het een hoge treksterkte, waardoor het geschikt is voor toepassingen met hoge spanningen. Vergeleken met zacht staal heeft 4130-staal een hogere gewicht-sterkteverhouding. Hierdoor is het zeer geschikt voor fabricagewerkzaamheden waarbij gewicht cruciaal is.
• Elasticiteit: 4130-staal is zeer elastisch, met een vloeigrens van 460 MPa. Dit betekent dat het materiaal grote spanningen kan weerstaan en toch in zijn oorspronkelijke vorm terugkeert.
• Ductiliteit: 4130-staal is zeer ductiel, vooral na gloeien. Hierdoor kunnen er gemakkelijk lijnen van worden gemaakt.
• Corrosie- en temperatuurbestendigheid:4130-staal is bovendien zeer corrosiebestendig en bestand tegen hoge temperaturen zonder zijn vorm of structuur te verliezen.
• Goede lasbaarheidStandaard lastechnieken kunnen worden gebruikt om 4130-staalsoorten met elkaar te verbinden. Gas Tungsten Arc Welding (GTAW), Gas Shielded Metal Arc Welding (GMAW) en Shielded Metal Arc Welding (SMAW) zijn eenvoudige manieren om ze te verbinden.
• Uitstekende taaiheid: 4130-staal heeft een hoge taaiheid. Het is bestand tegen schokken en breekt niet onder spanning.
• Goede vermoeidheidsweerstand:4130-staal is niet onderhevig aan slijtage en kan daarom worden gebruikt op plaatsen waar de spanning of belasting in de loop van de tijd varieert.
• Geschikt voor bewerking: 4130-staal is gemakkelijk te bewerken, vooral in geharde of gegloeide toestand. Conventionele bewerkingsmethoden, zoals boren, frezen, draaien en slijpen, kunnen worden gebruikt om het te bewerken.

Wat is de overeenkomst tussen 4140-staal en 4130-staal?

4140 en 4130 zijn beide laaggelegeerde staalsoorten en lijken in veel opzichten op elkaar. Hier zijn enkele van de belangrijkste overeenkomsten tussen de twee staalsoorten:

• Samenstelling: 4140 en 4130 zijn beide chroom-molybdeenstaalsoorten. Dit betekent dat ze beide bestaan uit koolstof, chroom en molybdeen. Deze legeringselementen geven beide staalsoorten een goede sterkte, taaiheid en slijtvastheid.
• Warmtebehandelbaarheid: Zowel 4140- als 4130-staalsoorten kunnen worden gehard en gemodificeerd door middel van warmtebehandelingen zoals harden en ontlaten. Dit betekent dat ze kunnen worden gebruikt in toepassingen waar sterkte en slijtvastheid belangrijk zijn.
• Mechanische eigenschappen: Bij een correcte warmtebehandeling hebben zowel 4140- als 4130-staalsoorten een hoge treksterkte, vloeigrens en hardheid. Ze zijn ook taai en slijtvast. Ze kunnen daarom worden gebruikt in toepassingen met cyclische belasting.
• Lasbaarheid: Zowel 4140- als 4130-staalsoorten kunnen gelast worden. Let echter wel op dat er geen waterstofscheuren en andere problemen ontstaan tijdens het lassen.
• Bewerkbaarheid: 4140 en 4130 staalsoorten zijn goed bewerkbaar. Ze kunnen daarom met standaardmethoden worden bewerkt.
• ToepassingenOmdat 4140- en 4130-staalsoorten vergelijkbare eigenschappen hebben, kunnen ze worden gebruikt voor de productie van assen, tandwielen, lagers, gereedschappen en andere industriële onderdelen die sterk en slijtvast moeten zijn.

Dit zijn enkele kenmerken die 4140- en 4130-staalsoorten gemeen hebben. Ze hebben echter verschillende samenstellingen en eigenschappen, waardoor de ene voor bepaalde toepassingen beter kan zijn dan de andere. Over het algemeen zijn het echter beide laaggelegeerde chroom-molybdeenstaalsoorten en hebben ze veel gemeen.

Verschil tussen 4130 staal en 4140 staal

Er bestaan verschillende soorten gelegeerd staal, elk met zijn eigen eigenschappen en kenmerken en daarom geschikt voor specifieke toepassingen. 4140-staal en 4130-staal zijn twee soorten staal die vaak met elkaar worden vergeleken.

Deze twee soorten staal zijn sterk en taai en zijn laaggelegeerd staal dat in veel toepassingen wordt gebruikt. Deze twee staalsoorten verschillen echter op een aantal belangrijke punten aanzienlijk van elkaar. Hier zijn enkele van deze verschillen:

Samenstelling

Het belangrijkste verschil tussen staalsoorten 4140 en 4130 is hun chemische samenstelling, net als het belangrijkste verschil tussen staalsoorten 1018 en 4140. De chemische samenstelling van beide staalsoorten staat hieronder vermeld.

De chemische samenstelling van 4140-staal is als volgt:

• Koolstof: 0,38%-0,43
• Chroom: 0,8%-1,1%
• Mangaan: 0,75%-1,0
• Fosfor: 0,035% (max)
• Zwavel: 0,040% (max)
• Silicium: 0,15%-0,35% (max)
• Molybdeen: 0,15%-0,25

4130-staal bestaat uit de volgende chemische samenstelling:

• Koolstof: 0,28%-0,33
• Chroom: 0,8%-1,1%
• Mangaan: 0,40%-0,60
• Fosfor: 0,035% (max)
• Zwavel: 0,040% (max)
• Silicium: 0,15%-0,35% (max)
• Molybdeen: 0,15%-0,25

Zoals blijkt uit de bovenstaande chemische samenstelling, heeft 4140-staal een hoger koolstof- en mangaangehalte dan 4130-staal. Beide staalsoorten bevatten echter ongeveer evenveel chroom en zwavel.

Warmtebehandeling

Zowel 4140- als 4130-staalsoorten kunnen warmtebehandeld worden om hun eigenschappen te verbeteren. Om de gewenste eigenschappen te verkrijgen, zijn echter verschillende warmtebehandelingen nodig. Om 4140-staal zeer sterk en taai te maken, moet het worden afgeschrikt en getemperd.

Voor het afschrikken wordt 4140-staal verhit tot temperaturen tussen 880 en 890 °C. Vervolgens wordt het afgekoeld in olie of water om een Rockwell-hardheid van 40-45 HRC te bereiken. Nadat het staal is gehard, wordt het getemperd bij 260 tot 300 °C om het taaier te maken met behoud van de hardheid.

4130-staal wordt daarentegen meestal genormaliseerd en getemperd om dezelfde eigenschappen te verkrijgen. 4130-staal wordt tijdens het richtproces verhit tot een temperatuur van ongeveer 700 tot 800 °C en vervolgens afgekoeld aan de lucht. Dit draagt bij aan de sterkte en taaiheid.

Mechanische eigenschappen

De mechanische eigenschappen van staalsoorten 4140 en 4130 variëren afhankelijk van de verwarmingsmethode en de toepassing. Hieronder ziet u hoe de mechanische eigenschappen van deze staalsoorten verschillen:

Taaiheid en sterkte

4140-staal is geschikt voor zwaar belaste onderdelen omdat de treksterkte en vloeigrens hoger zijn dan die van 4130-staal. 4140-staal heeft een treksterkte tussen 655 en 979 MPa, terwijl de vloeigrens rond de 415 MPa ligt. Na harden en ontlaten heeft 4140-staal een hardheid van 28 tot 32 HRC. Na gloeien heeft 4140-staal echter een lagere hardheid van ongeveer 17 HRC.

Daarentegen is 4130-staal taaier en flexibeler dan 4140-staal, maar de treksterkte en vloeigrens zijn lager. 4130-staal heeft een vloeigrens van ongeveer 460 MPa en een treksterkte in het bereik van 560 tot 725 MPa. 4130-staal heeft een hardheid in het bereik van 15 tot 23 HRC.

Bewerkbaarheid

Door het lagere koolstofgehalte is 4130-staal gemakkelijker te bewerken dan 4140-staal. Meestal gebruiken experts standaardtechnieken zoals boren, frezen en draaien om 4130-staal te bewerken zonder angst voor verbranding of beschadiging van het werkstuk. Aan de andere kant is bij het werken met 4140-staal meer voorzichtigheid geboden om scheurvorming te voorkomen.

Lasbaarheid

Een van de voordelen van 4130-staal is dat het lasbaar is. Door het lagere koolstofgehalte is het gemakkelijker te lassen dan 4140-staal. U kunt 4130 lassen met elke standaardmethode, zoals gas-wolfraambooglassen (GTAW) of gas-metaalbooglassen (GMAW).

Daarentegen moet 4140-staal na het lassen worden verhit en anders worden behandeld om een sterke, duurzame en foutloze las te garanderen.

Gebruik

Zowel 4140 als 4130 staalsoorten worden veel gebruikt voor diverse toepassingen in diverse sectoren. Omdat 4140 staal echter iets sterker is dan 4130 staal, heeft het een langere levensduur. Daarom wordt het vaak gebruikt in toepassingen waar het bestand moet zijn tegen zwaardere omstandigheden of hogere spanningsniveaus.

Thermisch spuiten

Door gesmolten en verhit metaal te spuiten, voorkomt deze afwerking krassen, schilfering en barsten op het oppervlak van metalen onderdelen. Het kan ook helpen om grote metalen stempels aan elkaar te hechten.

Hoe kiest u tussen 4130 en 4140 staal?

4140 en 4130 staalsoorten zijn beide zeer sterk en taai, maar hebben verschillende inherente eigenschappen. Daarom is het belangrijk om de verschillen tussen deze twee soorten staal te begrijpen om de juiste keuze voor uw toepassing te maken. Dat is waar het bij het onderscheid tussen 4140 en 4130 staal om draait. Hier zijn enkele suggesties om u te helpen de juiste keuze te maken:

Vergelijk de chemische samenstelling van de twee staalsoorten

De hoeveelheid koolstof, mangaan, chroom, silicium, zwavel en molybdeen in 4140-staal verschilt van die in 4130-staal. U kunt de chemische samenstelling van de twee staalsoorten vergelijken om de beste keuze voor uw behoeften te vinden.

Controle van de mechanische eigenschappen van beide staalsoorten

Voor toepassingen die hoge sterkte en hardheid vereisen, is 4140-staal mogelijk een betere keuze. 4140-staal heeft een hoger koolstof- en mangaangehalte en kan worden gehard en getemperd. Dit maakt het ideaal voor onderdelen die aan hoge spanningen worden blootgesteld.

Als uw product een lagere sterkte en hogere ductiliteit vereist, is 4130 staal ook een betere keuze. Controleer daarom de treksterkte, vloeigrens en hardheid van beide staalsoorten om te bepalen welke het beste bij uw behoeften past.

Bepalen van de bewerkbaarheidsvereisten

Als uw toepassing eenvoudige bewerkbaarheid vereist, is 4130 staal een goede keuze. Dit komt doordat het een lagere schuifspanningssterkte heeft, waardoor spanen sneller worden afgevoerd en er minder snijkracht nodig is bij het bewerken van complexe vormen.

Als uw toepassing echter zeer sterke en moeilijk te bewerken onderdelen vereist, gebruik dan staal 4140. 4140 staal is moeilijker te bewerken door machines, omdat het langer duurt om spanen te verwijderen en meer kracht vereist. Controleer daarnaast of het staal dat u gebruikt lasergegraveerd kan worden voordat u uw keuze maakt.

Zorg ervoor dat u de regels van warmtebehandeling begrijpt

Verschillende soorten verwarming. Als de klus een bepaald type warmtebehandeling vereist, kan dit van invloed zijn op uw staalkeuze.

Daarom moet u weten welke warmtebehandeling nodig is voor uw toepassing. Vergelijk vervolgens de eigenschappen ervan met die van de twee staalsoorten en maak uw keuze.

Houd rekening met de prijs

De prijs van staalsoorten 4130 en 4140 kan om verschillende redenen variëren, waaronder de leverancier, de benodigde hoeveelheid staal, de specifieke staalsoort en de specifieke eisen van de toepassing.

Controleer daarom de prijs van beide soorten staal en kies het type dat het beste bij uw behoeften past. 4140-staal is doorgaans iets duurder dan 4130-staal, omdat het sterker en harder is.

Toepassingen voor 4140 en 4130 staal

Vanwege hun metallische eigenschappen worden staalsoorten 4140 en 4130 in veel industrieën gebruikt. Hier zijn er een paar:

• AutomobielindustrieWerknemers in de auto-industrie gebruiken 4140-staal voor de productie van belangrijke onderdelen zoals drijfstangen, krukassen en tandwielen. Omdat 4130-staal zo sterk en slijtvast is, wordt het ook gebruikt voor de productie van raceautoframes, rolkooien en ophangingscomponenten.
• Bouw:4140-staal wordt ook gebruikt in de bouwsector voor bouw- en brugcomponenten die sterk en duurzaam moeten zijn.
• Lucht- en ruimtevaart: Luchtvaartprofessionals gebruiken 4140- en 4130-staal voor de productie van vliegtuigonderdelen, zoals landingsgestellen, vleugels, motoronderdelen en andere structurele componenten.
• Structurele buizen:4130-staal wordt gebruikt voor de productie van fietsframes, motorframes, sportuitrusting en andere constructiebuizen, omdat het een hoge sterkte-gewichtsverhouding heeft en eenvoudig te lassen is.

Yonglihao Machinery biedt hoogwaardige service voor de verwerking van 4140- en 4130-staal

Staalbewerking is tegenwoordig waarschijnlijk een van de meest populaire productiemethoden in veel sectoren. Veel verschillende bedrijven gebruiken verschillende staalsoorten voor verschillende soorten bewerkingen. Sommige mensen vinden het echter lastig om de juiste staalsoort voor hun projecten te kiezen vanwege de verschillende eigenschappen.

Door te kiezen Yonglihao Machinery, U kunt de beste professionals inhuren voor elke stap van uw staalbewerking. Als onderdeel van onze metaalbewerkingsdiensten bieden we ook hoogwaardige oppervlaktebehandelingen aan om uw stalen onderdelen de best mogelijke afwerking te geven. Neem vandaag nog contact op met onze klantenservice voor meer informatie en ontvang binnenkort een gratis offerte.

Samenvatting

4140 en 4130 staalsoorten zijn beide laaggelegeerd en bieden beide een hoge sterkte, taaiheid en corrosiebestendigheid. Daarom worden ze nog steeds gebruikt in de productieprocessen van veel bedrijven.

Hoewel 4140 en 4130 staalsoorten in sommige opzichten verwant zijn, verschillen ze ook op andere belangrijke punten aanzienlijk. De beste manier om het juiste staal voor uw productieproject te kiezen, is door de verschillen en overeenkomsten tussen deze kwaliteiten te begrijpen.

Veelgestelde vragen

Is 4140 staal beter dan 4130 staal?

Welk staal het beste is, hangt af van de toepassing en de eisen van die toepassing. Uiteindelijk is het belangrijk om met een materiaalkundige of onderdelenfabrikant te praten om erachter te komen welk staal het meest geschikt is voor een specifieke toepassing.

Zal 4140 staal roesten?

Het nikkel, chroom en molybdeen in 4140-staal verbeteren de passiveringseigenschappen en maken het beter bestand tegen corrosie. Hierdoor kan dit staal nog steeds worden gebruikt voor de productie van producten voor gebruik in zware, corrosieve omgevingen.