In der Technik und Fertigung ist die Festigkeit ein entscheidender Faktor. Ob Kurbelwelle in einem Automotor oder hochbelastbarer Bolzen in Baumaschinen – die Zugfestigkeit bestimmt, wie viel Belastung ein Material aushalten kann, bevor es bricht. Unter den vielen verfügbaren legierten Stählen4140 legierter Stahlhat sich einen Ruf für seine beeindruckende Balance aus Zugfestigkeit, Zähigkeit und Bearbeitbarkeit erworben.
Aber wie stark ist legierter Stahl 4140?Wirklich? In diesem Artikelsakysteelbefasst sich eingehend mit den Zugfestigkeitseigenschaften von 4140 und erkundet, was es zu einem bewährten Material für anspruchsvolle strukturelle und mechanische Anwendungen macht.
Was ist legierter Stahl 4140?
4140 ist einniedriglegierter Chrom-Molybdän-Stahlbekannt für seine hohe Zugfestigkeit und gute Ermüdungsbeständigkeit. Es wird häufig in der Fertigung, Bearbeitung, Werkzeugherstellung und bei Hochleistungskomponenten verwendet.
Die wichtigsten chemischen Zusammensetzungen von 4140 umfassen:
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Kohlenstoff:0,38 % – 0,43 %
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Chrom:0,80 % – 1,10 %
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Molybdän:0,15 % – 0,25 %
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Mangan:0,75 % – 1,00 %
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Silizium:0,15 % – 0,35 %
Diese Legierungselemente verbessern die Härtbarkeit und Festigkeit und machen 4140 zu einem der zuverlässigsten Stähle für den strukturellen Einsatz.
Zugfestigkeit verstehen
Zugfestigkeitbezieht sich auf die maximale Zugspannung, die ein Material aushalten kann, bevor es versagt. Sie wird üblicherweise gemessen inMegapascal (MPa) or Pfund pro Quadratzoll (psi)Eine höhere Zugfestigkeit bedeutet, dass das Material größeren Kräften standhalten kann, bevor es sich verformt oder bricht.
Zugfestigkeit von 4140 legiertem Stahl
Die Zugfestigkeit von 4140-Stahl hängt stark von seinem Wärmebehandlungszustand ab:
1. Geglühter Zustand
In seinem weichsten Zustand (geglüht) bietet 4140-Stahl typischerweise:
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Zugfestigkeit:655 – 850 MPa
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Streckgrenze:415 – 620 MPa
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Härte:~197 HB
2. Normalisierter Zustand
Nach der Normalisierung wird die Struktur des Stahls gleichmäßiger, wodurch die mechanischen Eigenschaften verbessert werden:
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Zugfestigkeit:850 – 1000 MPa
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Streckgrenze:650 – 800 MPa
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Härte:~220 HB
3. Abgeschreckt und angelassen (Q&T)
Dies ist die häufigste Bedingung für Hochleistungsanwendungen:
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Zugfestigkeit:1050 – 1250 MPa
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Streckgrenze:850 – 1100 MPa
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Härte:28 – 36 HRC
At sakysteelbieten wir4140 legierter Stahlin einer Vielzahl von wärmebehandelten Zuständen, optimiert, um den spezifischen Festigkeitsanforderungen verschiedener Branchen zu entsprechen.
Warum ist die Zugfestigkeit von 4140 so hoch?
Zu den Schlüsselfaktoren für die hohe Zugfestigkeit von 4140 gehören:
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Chromgehalt:Verleiht Härte und Verschleißfestigkeit
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Molybdän:Verbessert die Festigkeit bei hohen Temperaturen und verbessert die Härtbarkeit
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Flexibilität bei der Wärmebehandlung:Passt die Mikrostruktur an die gewünschte Festigkeit und Zähigkeit an
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Ausgewogener Kohlenstoffgehalt:Bietet eine gute Kombination aus Festigkeit und Duktilität
Diese Eigenschaften ermöglichen es 4140, viele Kohlenstoffstähle und sogar einige Werkzeugstähle in Bezug auf die Zugfestigkeit unter Belastung zu übertreffen.
Wie schneidet 4140 im Vergleich zu anderen Stählen ab?
4140 vs. 1045 Kohlenstoffstahl
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1045 ist ein mittelkohlenstoffhaltiger Stahl mit einer Zugfestigkeit von etwa 570 – 800 MPa.
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4140 bietet 30 % bis 50 % mehr Festigkeit, insbesondere bei Wärmebehandlung.
4140 vs. 4340 Stahl
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4340 enthält Nickel, das die Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit erhöht.
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Während 4340 eine etwas höhere Zähigkeit bieten kann, ist 4140 bei ähnlicher Zugfestigkeit wirtschaftlicher.
4140 vs. Edelstahl (z. B. 304, 316)
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Austenitische Edelstähle bieten Korrosionsbeständigkeit, aber eine geringere Zugfestigkeit (typischerweise ~500 – 750 MPa).
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4140 ist fast doppelt so stark, muss aber in aggressiven Umgebungen vor Korrosion geschützt werden.
Anwendungen, die von der Zugfestigkeit von 4140 abhängen
Aufgrund seiner hohen Zugfestigkeit wird 4140 häufig für Teile verwendet, die hohen Belastungen oder dynamischen Kräften ausgesetzt sind. Typische Anwendungen sind:
Automobilindustrie
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Antriebswellen
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Kurbelwellen
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Fahrwerkskomponenten
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Zahnradrohlinge
Öl und Gas
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Bohrkragen
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Werkzeugverbindungen
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Ventilkörper
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Hydraulikarmaturen
Luft- und Raumfahrt
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Fahrwerkskomponenten
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Motorhalterungen
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Präzisionsgestänge
Werkzeugbau
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Stempel und Matrizen
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Werkzeughalter
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Umformwerkzeuge
Die Fähigkeit, sowohl statischen als auch zyklischen Belastungen standzuhalten, macht4140das Rückgrat unzähliger kritischer Komponenten in globalen Industrien.
Faktoren, die die Zugfestigkeit in der Praxis beeinflussen
Die theoretische Zugfestigkeit von 4140 kann in realen Anwendungen variieren, basierend auf:
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Größe des Teils:Größere Querschnitte können während der Wärmebehandlung langsamer abkühlen, wodurch die Härte abnimmt.
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Oberflächenbeschaffenheit:Rauere Oberflächen können zu Spannungserhöhungen führen.
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Bearbeitungsvorgänge:Durch unsachgemäße Bearbeitung können Spannungskonzentrationen entstehen.
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Wärmebehandlungskontrolle:Präzise Abschreck- und Anlasstemperaturen wirken sich direkt auf die endgültige Festigkeit aus.
At sakysteel, wir verwenden bei der Wärmebehandlung und Bearbeitung eine strenge Qualitätskontrolle, um optimale und gleichbleibende Zugfestigkeitseigenschaften bei allen unseren Produkten aus legiertem Stahl 4140 sicherzustellen.
Prüfung und Zertifizierung
Die Zugfestigkeit wird typischerweise gemessen mit einemUniversalprüfmaschine (UTM)gemäß ASTM- oder ISO-Normen. Die Stahlprobe wird bis zum Bruch gedehnt und die Ergebnisse aufgezeichnet.
Allesakysteel4140-Stahlmaterialien können geliefert werden mit:
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EN 10204 3.1 Zertifikate
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Mechanische Prüfberichte
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Daten zur chemischen Zusammensetzung
Dies gewährleistet vollständige Transparenz und die Einhaltung der Branchennormen.
Abschließende Gedanken
4140 legierter Stahlist einer der vielseitigsten und robustesten Stähle auf dem Weltmarkt. Mit einer Zugfestigkeit von über 1000 MPa im behandelten Zustand erfüllt er die hohen Anforderungen von Konstruktions-, Maschinenbau- und Werkzeuganwendungen.
Wenn es auf Stärke, Haltbarkeit und Leistung ankommt,4140 liefert-Undsakysteelstellt sicher, dass Sie nur Material höchster Qualität erhalten, das zu Ihrer Beruhigung getestet und zertifiziert wurde.
Veröffentlichungszeit: 29. Juli 2025