4140 はどのような種類の鋼ですか?

4140鋼は、その強度、靭性、そして汎用性で知られる人気の合金鋼です。クロムモリブデン鋼の一種で、独自の機械的特性の組み合わせにより、工業用途に最適な選択肢となっています。エンジニア、加工業者、そして製造業者は、自動車部品から機械部品まで、あらゆる用途にこの鋼を幅広く使用しています。

このSEOの記事では、sakysteelが包括的な概要を紹介します。4140鋼化学組成、機械的特性、熱処理プロセス、一般的な用途などについて説明します。

4140鋼の分類

4140はSAE-AISI分類システムに属する低合金鋼です。別名として知られています。AISI 4140, EN19（ヨーロッパ）、 そしてSCM440（日本）「4140」という名称は、特定の合金含有量を表しています。

  • 「41」はクロムモリブデン鋼を示します

  • 「40」は炭素含有量の目安（0.40%）を表します。

4140鋼は耐食性に必要な量のクロムを含有していないため、ステンレス鋼ではありません。その代わりに、熱処理後の機械的強度と硬度が高く評価されています。

4140鋼の化学組成

4140の化学組成は、その優れた機械的特性を支えています。代表的な範囲は以下の通りです。

  • 炭素（C）：0.38%～0.43%

  • クロム（Cr）：0.80%～1.10%

  • マンガン（Mn）:0.75%～1.00%

  • モリブデン（Mo）：0.15%～0.25%

  • シリコン（Si）：0.15%～0.35%

  • リン（P）：≤ 0.035%

  • 硫黄（S）：≤ 0.040%

これらの要素が連携して硬化性、耐摩耗性、全体的な耐久性を向上させるため、4140 は要求の厳しい機械部品に最適な材料となっています。

4140鋼の機械的特性

4140は、特に適切な熱処理を施すことで、優れた機械的特性を発揮します。具体的には、以下の通りです。

  • 抗張力：最大1100 MPa（160 ksi）

  • 降伏強度:約850 MPa（123 ksi）

  • 破断時の伸び:約20％

  • 硬度：通常、焼鈍状態では197～235 HB、焼入れ焼戻し後は最大50 HRC

これらの値は、鋼材の形状（棒鋼、板鋼、鍛造鋼）や熱処理条件によって異なります。

4140鋼の熱処理

熱処理は、製品の性能を向上させる重要なプロセスです。4140鋼鋼材には以下の処理を施すことができます。

  1. アニーリング
    約850℃から徐冷することで、切削性を向上させ、内部応力を低減します。これにより、組織が柔らかくなり、延性が向上します。

  2. 正規化
    約870℃に加熱することで結晶構造を微細化し、強度と靭性のバランスを実現します。

  3. 焼入れと焼戻し
    約845℃に加熱し、油または水中で急冷した後、所定の硬度まで焼き戻しを行うことで硬化します。これにより、強度と耐摩耗性が大幅に向上します。

  4. ストレス解消
    機械加工や溶接による残留応力を最小限に抑えるために、約 650°C で行われます。

sakysteelでは、4140鋼お客様のご要望に応じてさまざまな熱処理条件で処理し、アプリケーションで最高のパフォーマンスを実現します。

4140鋼の利点

  • 高い強度対重量比：重量に敏感なアプリケーションに最適です。

  • 優れた耐疲労性：周期的な荷重に耐え、ギアやシャフトに適しています。

  • 優れた硬化性：焼入れ後の硬度も高くなっています。

  • 加工性:焼きなましまたは正規化された状態で簡単に機械加工できます。

  • 溶接性:適切な予熱と溶接後の処理を行えば溶接可能です。

これらの利点により、4140 鋼は多くの高応力エンジニアリング アプリケーションにとって経済的な選択肢となります。

4140鋼の用途

4140鋼は機械的強度と汎用性に優れているため、幅広い業界で使用されています。

自動車産業

  • 車軸

  • クランクシャフト

  • ギア

  • ステアリングナックル

石油とガス

  • ドリルカラー

  • ツールジョイント

  • コネクティングロッド

航空宇宙

  • 着陸装置の部品

  • シャフト

  • 高応力構造部品

産業機械

  • カップリング

  • 鍛造部品

  • ダイホルダー

  • スピンドル

At サキスチール、私たちは供給しています4140鋼これらの分野のお客様に信頼性の高い品質と正確なカスタマイズを提供する製品を提供しています。

4140と他の鋼との比較

4140炭素鋼と1045炭素鋼の比較:
4140 は合金元素により耐摩耗性と引張強度に優れています。1045 は安価ですが耐久性は劣ります。

4140鋼と4340鋼の比較:
4340 はニッケル含有量が高く、靭性と耐疲労性に優れています。4140 は汎用性に優れています。

4140とステンレス鋼（例：304または316）の比較
ステンレス鋼は耐腐食性がありますが、強度は低くなります。腐食環境にさらされない高負荷用途には 4140 が適しています。

sakysteelで利用可能なフォーム

sakysteel は、次の製品形態で 4140 鋼を供給しています。

  • 丸棒（熱間圧延、冷間引抜、剥離）

  • フラットバーとプレート

  • 鍛造ブロックとリング

  • 中空棒とチューブ（ご要望に応じて）

  • サイズに合わせてカットされた精密ブランク

すべての製品はEN10204 3.1証明書また、CNC加工や熱処理サービスも提供しています。

結論

4140は、様々な要求の厳しい用途のニーズを満たす、汎用性の高い高性能合金鋼です。強度、靭性、そしてコスト効率を兼ね備えているため、世界中の機械エンジニアやメーカーから選ばれています。

原材料の供給や完成部品が必要な場合でも、サキスチール4140合金鋼の信頼できるパートナーです。今すぐ当社の技術チームにご連絡いただき、お客様のご要望をお聞かせください。お見積もりも承っております。

投稿日時: 2025年7月29日