૪૧૪૦ સ્ટીલનો ઉપજ તણાવ: ભાર હેઠળ તે કેટલું મજબૂત બની શકે છે?

એન્જિનિયરિંગ ડિઝાઇનમાં,તણાવ પેદા કરોમાળખાકીય અથવા લોડ-બેરિંગ ઘટકો માટે સામગ્રી પસંદ કરતી વખતે સૌથી મહત્વપૂર્ણ યાંત્રિક ગુણધર્મોમાંનું એક છે. તે તે બિંદુને વ્યાખ્યાયિત કરે છે જ્યાં સામગ્રી પ્લાસ્ટિકલી વિકૃત થવાનું શરૂ કરે છે - એટલે કે લોડ દૂર કર્યા પછી તે તેના મૂળ આકારમાં પાછું આવશે નહીં. જ્યારે એલોય સ્ટીલ્સની વાત આવે છે,૪૧૪૦ સ્ટીલતેની ઉચ્ચ ઉપજ શક્તિ અને ઉત્તમ યાંત્રિક કામગીરીને કારણે તે સૌથી લોકપ્રિય અને વિશ્વસનીય પસંદગીઓમાંની એક છે.

આ લેખસાકીસ્ટીલ4140 સ્ટીલના યીલ્ડ સ્ટ્રેસ, હીટ ટ્રીટમેન્ટ સાથે તે કેવી રીતે બદલાય છે અને વાસ્તવિક દુનિયાના ઔદ્યોગિક ઉપયોગોમાં તે શા માટે મહત્વપૂર્ણ છે તેના પર ઊંડાણપૂર્વક નજર નાખો. યોગ્ય સામગ્રીની પસંદગી કરવામાં તમારી મદદ કરવા માટે અમે તેની તુલના અન્ય સામાન્ય એન્જિનિયરિંગ સ્ટીલ્સ સાથે પણ કરીશું.

4140 સ્ટીલ શું છે?

4140 સ્ટીલ એક્રોમિયમ-મોલિબ્ડેનમ એલોય સ્ટીલAISI-SAE સિસ્ટમ હેઠળ વર્ગીકૃત. તે કઠિનતા, ઉચ્ચ થાક શક્તિ અને શ્રેષ્ઠ કઠિનતાને જોડે છે, જે તેને ઓટોમોટિવ, એરોસ્પેસ, તેલ અને ગેસ અને મશીનરી ઉત્પાદનમાં ઉચ્ચ-તાણવાળા ઘટકો માટે આદર્શ બનાવે છે.

લાક્ષણિક રાસાયણિક રચનામાં શામેલ છે:

• કાર્બન: ૦.૩૮% - ૦.૪૩%

• ક્રોમિયમ: 0.80% - 1.10%

• મેંગેનીઝ: ૦.૭૫% - ૧.૦૦%

• મોલિબ્ડેનમ: ૦.૧૫% - ૦.૨૫%

• સિલિકોન: ૦.૧૫% - ૦.૩૫%

આ મિશ્ર તત્વો ઉત્તમ કઠિનતા જાળવી રાખીને તાણ હેઠળ વિકૃતિનો પ્રતિકાર કરવાની સ્ટીલની ક્ષમતાને વધારવા માટે સાથે મળીને કામ કરે છે.

ઉપજ તણાવ વ્યાખ્યાયિત કરવો

ઉપજ તણાવ, અથવાઉપજ શક્તિ, કાયમી વિકૃતિ થાય તે પહેલાં સામગ્રી મહત્તમ તાણનો સામનો કરી શકે છે. તે સ્થિતિસ્થાપક વર્તણૂક (પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય તેવા) થી પ્લાસ્ટિક વર્તણૂક (કાયમી વિકૃતિ) માં સંક્રમણ દર્શાવે છે. માળખાકીય અને ફરતા ઘટકો માટે, ઉચ્ચ ઉપજ તણાવનો અર્થ ભાર હેઠળ વધુ સારું પ્રદર્શન થાય છે.

ઉપજ તણાવ સામાન્ય રીતે માપવામાં આવે છે:

• MPa (મેગાપાસ્કલ્સ)

• ksi (કિલો પાઉન્ડ પ્રતિ ચોરસ ઇંચ)

વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં 4140 સ્ટીલની ઉપજ શક્તિ

ની ઉપજ શક્તિ૪૧૪૦ એલોય સ્ટીલતેની ગરમીની સારવારની સ્થિતિ પર નોંધપાત્ર રીતે આધાર રાખે છે. નીચે સામાન્ય પરિસ્થિતિઓ અને તેમના અનુરૂપ ઉપજ તણાવ મૂલ્યો છે:

1. એનિલ કરેલી સ્થિતિ

• ઉપજ શક્તિ: 415 – 620 MPa (60 – 90 ksi)

• તાણ શક્તિ: 655 - 850 MPa

• કઠિનતા: ~197 HB

આ નરમ સ્થિતિ ઉત્તમ મશીનરી ક્ષમતા પ્રદાન કરે છે પરંતુ વધુ ગરમીની સારવાર વિના લોડ-બેરિંગ એપ્લિકેશનો માટે આદર્શ નથી.

2. સામાન્ય સ્થિતિ

• ઉપજ શક્તિ: 650 – 800 MPa (94 – 116 ksi)

• તાણ શક્તિ: 850 - 1000 MPa

• કઠિનતા: ~220 HB

નોર્મલાઇઝ્ડ 4140 માં માળખાકીય ગુણધર્મોમાં સુધારો થયો છે અને તેનો ઉપયોગ મધ્યમ-શક્તિવાળા ઉપયોગો માટે થાય છે.

3. ક્વેન્ચ્ડ અને ટેમ્પર્ડ (પ્રશ્ન અને જવાબ) સ્થિતિ

• ઉપજ શક્તિ: ૮૫૦ – ૧૧૦૦ MPa (૧૨૩ – ૧૬૦ ksi)

• તાણ શક્તિ: 1050 - 1250 MPa

• કઠિનતા: 28 - 36 HRC

ઉચ્ચ ઉપજ તાણની જરૂર હોય તેવા કાર્યક્રમો માટે આ સૌથી સામાન્ય સ્થિતિ છે. મુસાકીસ્ટીલ, મોટાભાગના 4140 સ્ટીલ ઉત્પાદનો માંગણીયુક્ત યાંત્રિક જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે Q&T સ્થિતિમાં પહોંચાડવામાં આવે છે.

ઉચ્ચ ઉપજનો તણાવ શા માટે મહત્વપૂર્ણ છે

સામગ્રીનો ઉપજ તણાવ તેની સેવામાં કેવી રીતે વર્તે છે તેની સીધી અસર કરે છે. 4140 સ્ટીલ માટે, ઉચ્ચ ઉપજ શક્તિનો અર્થ છે:

• લાંબી સેવા જીવનપુનરાવર્તિત લોડિંગ હેઠળ

• કાયમી વિકૃતિ સામે પ્રતિકારમાળખાકીય ભાગોમાં

• સુધારેલ લોડ-બેરિંગ ક્ષમતાફરતા અને ગતિશીલ ઘટકોમાં

• સલામતી ગાળોક્રેન્સ, એક્સલ્સ અને ડ્રિલ શાફ્ટ જેવા મહત્વપૂર્ણ ઉપયોગોમાં

આ ફાયદા એવા ઉદ્યોગોમાં મહત્વપૂર્ણ છે જ્યાં યાંત્રિક નિષ્ફળતા ખર્ચાળ ડાઉનટાઇમ અથવા સલામતી જોખમો તરફ દોરી શકે છે.

ઉચ્ચ ઉપજ શક્તિની માંગ કરતી એપ્લિકેશનો

તેના શ્રેષ્ઠ ઉપજ તણાવને કારણે, 4140 સ્ટીલનો ઉપયોગ વિવિધ ઉચ્ચ-ભાર વાતાવરણમાં થાય છે:

ઓટોમોટિવ

• એક્સલ્સ

• ગિયર શાફ્ટ

• ટ્રાન્સમિશન ઘટકો

• સસ્પેન્શન ભાગો

તેલ અને ગેસ

• ડ્રિલ કોલર

• હાઇડ્રોલિક સિલિન્ડરો

• ફ્રેક પંપના ઘટકો

• ટૂલ સાંધા

એરોસ્પેસ

• લેન્ડિંગ ગિયર તત્વો

• એન્જિન માઉન્ટ્સ

• સપોર્ટ રોડ્સ

મશીનરી અને ટૂલિંગ

• ડાઇ ધારકો

• ચોકસાઇવાળા જીગ્સ

• કપલિંગ

• ક્રેન્કશાફ્ટ

આ દરેક એપ્લિકેશન સામગ્રીને ઉચ્ચ તાણ અથવા બેન્ડિંગ લોડ્સનો સામનો કરે છે, જે ઉપજ તણાવને એક વ્યાખ્યાયિત ડિઝાઇન પરિમાણ બનાવે છે.

4140 વિરુદ્ધ અન્ય સ્ટીલ્સ: ઉપજ શક્તિની સરખામણી

ચાલો 4140 ના ઉપજ તણાવની તુલના અન્ય સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા સ્ટીલ્સ સાથે કરીએ:

૧૦૪૫ કાર્બન સ્ટીલ

• ઉપજ શક્તિ: 450 - 550 MPa

• ફાયદા: મશીનમાં સરળ અને ખર્ચ-અસરકારક

• ગેરફાયદા: ઓછી તાકાત, વધુ ભારવાળી પરિસ્થિતિઓ માટે યોગ્ય નથી.

૪૩૪૦ એલોય સ્ટીલ

• ઉપજ શક્તિ: 930 - 1080 MPa

• ફાયદા: વધુ મજબૂતાઈ, વધુ સારી થાક પ્રતિકાર

• ગેરફાયદા: 4140 કરતાં વધુ ખર્ચાળ, મશીન બનાવવું મુશ્કેલ

A36 માઇલ્ડ સ્ટીલ

• ઉપજ શક્તિ: ~250 MPa

• ફાયદા: ઓછી કિંમત, ઉચ્ચ વેલ્ડેબિલિટી

• ગેરફાયદા: મજબૂતાઈની જરૂર હોય તેવા માળખાકીય ઘટકો માટે યોગ્ય નથી.

સ્ટેનલેસ સ્ટીલ 316

• ઉપજ શક્તિ: ~290 MPa

• ફાયદા: કાટ પ્રતિરોધક

• ગેરફાયદા: 4140 કરતા ઘણું ઓછું ઉપજ દબાણ

બતાવ્યા પ્રમાણે,4140 સંતુલિત મિશ્રણ પ્રદાન કરે છેમજબૂતાઈ, કઠિનતા અને કાર્યક્ષમતા, જે તેને મધ્યમથી ભારે ભારવાળા માળખાકીય ભાગો માટે આદર્શ બનાવે છે.

ગરમીની સારવારથી ઉપજ શક્તિમાં સુધારો

At સાકીસ્ટીલ, અમે 4140 સ્ટીલના યાંત્રિક ગુણધર્મોને વધારવા માટે ચોક્કસ ગરમી સારવાર પ્રક્રિયાઓ લાગુ કરીએ છીએ:

શમન અને ટેમ્પરિંગ

સ્ટીલને ~845°C સુધી ગરમ કરીને ઝડપથી ઠંડુ કરવું (શમન કરવું), ત્યારબાદ નીચા તાપમાને ફરીથી ગરમ કરવું (ટેમ્પરિંગ). આ પ્રક્રિયા ઉપજનો તણાવ, કઠિનતા અને થાક પ્રતિકાર વધારે છે.

સામાન્યીકરણ

સ્ટીલને ~870°C સુધી ગરમ કરે છે અને ત્યારબાદ હવામાં ઠંડુ થાય છે, અનાજની રચનાને શુદ્ધ કરે છે અને મજબૂતાઈમાં સુધારો કરે છે.

સપાટી સખત બનાવવી (દા.ત., નાઈટ્રાઈડિંગ, ઇન્ડક્શન સખત બનાવવી)

આ તકનીકો સપાટીની કઠિનતામાં વધારો કરે છે જ્યારે મુખ્ય કઠિનતા જાળવી રાખે છે, જેનાથી સામગ્રીની ભાર વહન ક્ષમતામાં વધુ વધારો થાય છે.

આ પ્રક્રિયાઓ પર કડક નિયંત્રણ સાથે, સેકિસ્ટીલ ખાતરી કરે છે કે સ્ટીલના ગુણધર્મો દરેક પ્રોજેક્ટની જરૂરિયાતો સાથે મેળ ખાય છે.

સાકીસ્ટીલ ખાતે આપણે ઉપજ તણાવનું પરીક્ષણ કેવી રીતે કરીએ છીએ

અમારું 4140 સ્ટીલ યાંત્રિક ધોરણોને પૂર્ણ કરે છે તેની ખાતરી કરવા માટે, અમે આનો ઉપયોગ કરીને ઉપજ અને તાણ પરીક્ષણો કરીએ છીએ:

• યુનિવર્સલ ટેસ્ટિંગ મશીનો (UTM)

• ASTM E8 / ISO 6892 પરીક્ષણ ધોરણો

• EN10204 3.1 પ્રમાણપત્રો

• સ્વતંત્ર તૃતીય-પક્ષ ચકાસણી (વૈકલ્પિક)

દરેક બેચની સુસંગતતા અને આંતરરાષ્ટ્રીય ધોરણોનું પાલન ચકાસવામાં આવે છે.

વાસ્તવિક દુનિયાનો કેસ સ્ટડી

તેલ અને ગેસ ક્ષેત્રના એક ક્લાયન્ટે ડાઉનહોલ ટૂલ્સ માટે Q&T 4140 સ્ટીલ રાઉન્ડ બારની વિનંતી કરી. અમે આ સાથે સામગ્રી પહોંચાડી:

• ઉપજ શક્તિ: 1050 MPa

• વ્યાસ સહિષ્ણુતા: h9

• સપાટી પૂર્ણાહુતિ: ફેરવેલ અને પોલિશ્ડ

• પ્રમાણપત્ર: EN10204 3.1 + અલ્ટ્રાસોનિક ટેસ્ટ (UT લેવલ II)

14 મહિનાની સેવા પછી, ઘટકોમાં કાયમી વિકૃતિ અથવા નિષ્ફળતાના કોઈ ચિહ્નો દેખાયા નહીં - તેનો પુરાવોસાકીસ્ટીલ૪૧૪૦ સ્ટીલ તેના પ્રદર્શનના વચનને પૂર્ણ કરે છે.

નિષ્કર્ષ

૪૧૪૦ ભાર નીચે કેટલું મજબૂત થઈ શકે છે?જવાબ તેની સ્થિતિ પર આધાર રાખે છે - પરંતુ જ્યારે ગરમીની યોગ્ય સારવાર કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે પ્રદાન કરે છે1100 MPa જેટલી ઊંચી ઉપજ શક્તિ, જે તેને માળખાકીય, યાંત્રિક અને ચોકસાઇવાળા ઉપયોગો માટે એક શક્તિશાળી સામગ્રી બનાવે છે.

ભલે તમે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન શાફ્ટ, લોડ-બેરિંગ કૌંસ, અથવા હાઇડ્રોલિક ટૂલિંગ ડિઝાઇન કરી રહ્યા હોવ,સાકીસ્ટીલવિશ્વસનીય, પરીક્ષણ કરાયેલ અને ઉચ્ચ-શક્તિવાળા 4140 સ્ટીલ માટેનો તમારો વિશ્વસનીય સ્ત્રોત છે.