Was ist 4130 Stahl？
Stahl bietet die notwendige Festigkeit für jede Stadt, jeden Zug, jedes Auto und jedes Flugzeug auf der Erde, und das aus gutem Grund. Dieses Metall kombiniert Eisen und Kohlenstoff, um eine Summe zu schaffen, die besser ist als die einzelnen Teile, und dominiert derzeit den Metallmarkt dank seiner vielseitigen Eigenschaften. Es ist so nützlich, dass das American Iron & Steel Institute (AISI) und die Society of Automotive Engineers (SAE) zahlreiche Stahlsorten festgelegt haben, die für bestimmte Verwendungen hergestellt werden und durch 3- bis 5-stellige Kennungen gekennzeichnet sind. 4130 Stahl ist eine häufig verwendete Legierung für viele Projekte, und dieser Artikel wird kurz seine Eigenschaften untersuchen. Durch die Darstellung seiner Zusammensetzung, Stärken und Einsatzmöglichkeiten kann dieser Artikel den Lesern helfen zu entscheiden, ob 4130 Stahl für ihre spezifische Aufgabe geeignet ist. Wir werden zunächst die physikalischen Eigenschaften von 4130 Stahl untersuchen, gefolgt von seinen mechanischen Eigenschaften und schließlich seinen Anwendungen, um zu zeigen, wo dieser Stahl glänzt.
Physikalische Eigenschaften von 4130 Stahl
4130 Stahl erhält seinen Namen durch spezifische Regeln, die vom AISI und SAE festgelegt wurden. Die erste Ziffer der Legierung bezeichnet die Klasse des Stahls, einschließlich seiner wichtigsten Legierungselemente. Die zweite Ziffer gibt den relativen Anteil dieses Legierungselements und/oder anderer wichtiger Sekundärbestandteile an. Die letzten beiden Ziffern stellen die Kohlenstoffkonzentration in Schritten von 0,01% dar. Mit diesen Regeln ist 4130 Stahl somit Teil der Serien 4xxx und 41xx (Chrom-Molybdän-Stähle) mit etwa 1% Molybdän/Chrom nach Masse und einem enthaltenen Kohlenstoffgehalt von 0,30%. Um mehr über die Unterschiede zwischen Stählen zu erfahren, können Sie gerne unseren Artikel über die Arten von Stählen durchlesen.
Unten ist eine genaue chemische Aufschlüsselung von 4130 Stahl mit Toleranzen:
0,28 – 0,33% Kohlenstoff
0,8 – 1,1% Chrom
0,7 – 0,9% Mangan
0,15 – 0,25% Molybdän
≤ 0,035% Phosphor
0,15 – 0,35% Silizium
≤ 0,04% Schwefel
4130 Stahl ist ein Chrom-Molybdän-Legierungsstahl und gilt als niedriglegierter Stahl. Er hat eine Dichte von 7,85 g/cm3 (0,284 lb/in3) und profitiert von Härtung durch Wärmebehandlung. Es ist ein ausgezeichneter Schweißstahl, der mit allen handelsüblichen Verfahren schweißbar ist, und lässt sich in seinem normalisierten/temperierten Zustand leicht bearbeiten. 4130 Stahl lässt sich leicht kalt, heiß bearbeiten und schmieden, kann aber nicht gealtert werden. Er besitzt bei Anlassen eine hervorragende Duktilität und ist ein durchhärtender Legierung. 4130 Stahl ist am besten als Baustahl geeignet und wird am häufigsten als Rundrohr oder Stab in strukturellen Anwendungen für Flugzeuge und Gebäude verwendet.
Mechanische Eigenschaften
Tabelle 1, unten, zeigt einige wichtige mechanische Eigenschaften von 4130 Stahl. Dieser Abschnitt wird jede dieser Werte im Detail erläutern und aufzeigen, wie sie sich auf die häufigsten Anwendungen von 4130 Stahl beziehen.
Tabelle 1: Zusammenfassung der mechanischen Eigenschaften von 4130 Stahl.
Mechanische Eigenschaften
Metrisch
Englisch
Elastizitätsmodul
205 GPa
29700 ksi
Zugfestigkeit
670 MPa
97200 psi
Streckgrenze
435 MPa
63100 psi
Rockwell B Härte
92
92
Bruchdehnung
25.5%
25.5%
Der Elastizitätsmodul ist ein Maß für die Elastizität eines Materials sowie seine Widerstandsfähigkeit gegen elastische Verformung. Es ist ein gängiger mechanischer Wert, der häufig verwendet wird, um die Steifigkeit eines Materials zu zeigen, und ist besonders nützlich beim Vergleich von technischen Metallen. Typ 4130 Stahl hat einen Elastizitätsmodul von 205 GPa (29700 ksi), was höher ist als bei einigen hochfesten Federstählen wie 9260 Stahl (mehr dazu in unserem Artikel über 9260 Stahl). Das bedeutet, dass 4130 Stahl sich nicht leicht biegen lässt und großen Spannungen standhalten kann, um dennoch in seine ursprüngliche Form zurückzukehren. Dies ist eine großartige Eigenschaft im Baustahl, da sein Hauptziel darin besteht, starr an Ort und Stelle zu bleiben.
Die maximale und streckgrenze Zugfestigkeit geben die maximale Belastung an, die ein Material aushalten kann, bevor dauerhafte geometrische Veränderungen auftreten. Die Streckgrenze beschreibt den Beginn der dauerhaften (oder plastischen) Verformung, und die Bruchfestigkeit ist der Spannungswert vor dem Bruch. Beide sind wichtige Messgrößen für Konstrukteure, aber die Streckgrenze ist ein entscheidender Faktor bei strukturellen Anwendungen, bei denen dieser Wert niemals überschritten werden darf. Die Zugfestigkeit von 4130 Stahl bei Streckgrenze beträgt 435 MPa (63100 psi), was im Vergleich zu anderen Stählen überraschend niedrig ist. Das bedeutet nicht, dass 4130 Stahl schwach ist; tatsächlich übertrifft er die meisten Aluminiumlegierungen bei weitem.
Härte ist ein qualitativer, vergleichender Parameter, der die Reaktion eines Materials auf lokale Oberflächenverformung beschreibt. Es gibt viele Härteskalen, die von standardisierten Härteprüfmaschinen abhängen; bei den meisten Legierungen wird die Rockwell-Prüfmaschine mit Eindringkörper verwendet, und jedes Material wird auf den Rockwell-Härteskalen bewertet. Es gibt drei Hauptskalen (A, B & C), wobei der Wert auf der Rockwell B-Härteskala in Tabelle 1 dargestellt ist. Zur Orientierung: Die Rockwell-B-Härte von Kupfer, einem relativ weichen Metall, beträgt 51. Typ 4130 Stahl hat eine Rockwell-Härte von 92, was für Stahl hoch ist und zeigt, warum dieses Material so zäh ist. Eine hohe Härte deutet in der Regel auf eine erhöhte Steifigkeit hin, was eine ideale Eigenschaft für Materialien in Drucksituationen ist.
Bruchdehnung ist ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, plastische Verformung zu widerstehen, bevor es zum Bruch kommt. Es wird durch das Auseinanderziehen einer Probe gemessen und das Verhältnis ihrer Anfangslänge zu ihrer Endlänge vor dem Bruch bestimmt. Die Bruchdehnung wird allgemein verwendet, um zu zeigen, wie biegsam ein Material ist und/oder wie es plastische Verformung aushält. Dieser Parameter ist bei 4130 Stahl relativ hoch (25,5%), was die gute Verarbeitbarkeit dieses Legierungsstahls zeigt.
Anwendungen von 4130 Stahl
Typ 4130 Stahl ist ein außergewöhnlich zäher Metall, das für die Herstellung, Schweißen, Schneiden und andere Hochbelastungsanwendungen in der Industrie unverzichtbar ist. Seine hervorragenden Wärmebehandlungseigenschaften verleihen eine hohe Zähigkeit und in Kombination mit seiner guten Verarbeitbarkeit und Bearbeitbarkeit macht 4130 Stahl vielseitig einsetzbar. Obwohl er meist als Baustahl verwendet wird, gibt es einige andere bemerkenswerte Anwendungen, wie zum Beispiel:
Herstellung von Ausrüstung für Lager, Fahrzeugteile und Zahnräder
Gesteinsbrechmaschinen
Widerstandsschweißprodukte
Bohrkronen und Gewindeschneider
Mühlen und Fräser
und mehr.
4130 Stahl ist ein beliebtes, leicht beschaffbares Material für Projekte aller Art.
Wenn Sie denken, dass 4130-Stahl in Ihren Designs nützlich sein könnte, zögern Sie nicht, Ihren Lieferanten zu kontaktieren und zu fragen, ob er ihn auf Lager hat.
Sie werden höchstwahrscheinlich genügend davon haben, und falls nicht, werden sie die beste Informationsquelle für Alternativen sein, die Sie in Betracht ziehen sollten.
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