4140対4130鋼：プロジェクトに適した鋼

ラピッドプロトタイピングは、短期間で高品質の材料を製造することを目的とした一連の技術です。これは、CNC機械加工、射出成形、板金製造、3D印刷などのさまざまなプロセスで構成されており、さまざまな原理で動作し、さまざまな材料に適しています。上記のプロセスに適合する材料の中で、鋼はその耐久性と強度のために人気があります。ただし、これらの特性は使用している鋼種によって異なり、4140鋼と4130鋼の比較につながります。

特に4140鋼と4130鋼の比較に基づいて鋼を効果的に使用するには、両方のバリエーションの特性を理解する必要があります。したがって、この記事では4140鋼と4130鋼の比較を解決します。それは彼らの4140対4130鋼の特性と用途を強調します。次に、それらの違いと、適切なものを選択するときに考慮する必要のあるいくつかの要因を示します。では、すぐに飛び込みましょう。

41xx鋼のカテゴリー

41xx鋼またはクロモリ鋼は、クロムとモリブデンを含む鋼です。したがって、それらは通常の鋼よりも丈夫で強いです。比較している2つの鋼のバリエーション、つまり4140鋼と4130鋼は、41xx鋼と4340鋼などの他の鋼の一般的な分類に分類されます。

41xxカテゴリの鋼は、その組成にクロムが含まれています。しかし、ステンレス鋼に見られるような防錆性を与えるには十分な量ではありません。それにもかかわらず、それらは通常の鋼よりも強力です。

4140スチールとは何ですか？

4140鋼は、0.38％〜0.43％の最大炭素含有量と、マンガン、リン、硫黄、シリコン、クロム、モリブデンなどの他の元素を含むクロモリ鋼の変種です。低合金鋼です。ただし、それは強く、丈夫で、機械加工可能です。

4140鋼の特性

4140鋼は、その特性により、CNC機械加工や板金製造などのラピッドプロトタイピング作業に適用できます。以下は、いくつかの重要な4140鋼の特性です。

・硬度と極端な延性

炭素とクロムの含有量が高いため、4140鋼は通常の鋼よりも硬くなります。 148000 PSIの高い引張強度を備えているため、高負荷状態でも破損することはありません。この鋼はまた、非常に延性があり、ワイヤーに引き込みやすいです。

・防食特性

4140鋼は、他の多くの鋼と同様に、錆びやすいです。ただし、耐食性は高いです。

・機械加工性

4140鋼も優れた被削性を備えています。ただし、溶接を使用した製造は非常に難しい場合があります。それを溶接するには、鋼に熱処理を施す必要があります。 4140鋼を焼きなまし状態で溶接することをお勧めします。これにより、鋼が最も安定した状態になることが保証されます。

4140鋼の用途

4140の鋼の特性により、さまざまな産業に適用できます。そのアプリケーションのいくつかには、以下の製造が含まれます。

• ギア
• クランクシャフト
• スプロケット
• その他

4130鋼とは何ですか？

4130鋼は、最大炭素含有量が0.28％〜0.33％で、マンガン、リン、硫黄、シリコン、クロム、モリブデンなどの他の元素を含む鋼合金です。また、低合金鋼です。ただし、それは強く、丈夫で、溶接可能で、機械加工可能です。

4130鋼 プロパティ

4130鋼は、その特性に基づいて、さまざまな機能のさまざまなラピッドプロトタイピング操作にも適用できます。以下は、4130鋼の重要な特性の一部です。

・機械的特性

4140鋼と同様に、4130鋼も優れた引張強度を備えています。 4130鋼の引張強度は、ロックウェル硬度スケールで97200PSIおよびC20です。また、焼きなまし状態での延性が高く、ワイヤーへの引き込みが容易です。

・弾力性

4130鋼は弾性率が高いため、大きなひずみに耐えながら元の形状に戻ることができます。

4130鋼の用途

フライス盤や溶接などの機械加工または製造プロセスにかけられた4130鋼の特性により、多くの製品を製造できます。現在、自動車産業の重要な部分であり、歯車、ドリルビット、切削工具などの製造に使用されています。

4140 vs 4130鋼：類似点

このセクションでは、41xxシリーズの2つのバリアントの類似点について説明し、それらの使用方法を理解して、プロジェクトに適したものを選択します。以下は、2つのバリアントの類似点です。

・要素構成

4140鋼と4130鋼はどちらも同じ元素組成を持ち、一般的な元素は炭素、モリブデン、クロムです。ただし、炭素含有量の点で異なります。

・防錆性

両方の鋼のバリエーションには、防錆特性がありません。ステンレス鋼に似たクロムを含んでいますが、必要な防錆性を与えるだけでは不十分です。その結果、2つのバリアントはより安定性を高めるために熱処理を受けます。

・熱処理

それらをより強くするために、両方の変種は、焼きなまし、冷間加工などの熱処理を受けます。これにより、引張強度、延性、硬度などが向上します。したがって、機械加工が容易で、製造が容易です。

4140と4130鋼：違いと適切なものの選択方法

両方のバリアントは類似しています。ただし、4130と4140の鋼の特性に基づいて多くの違いがあります。以下は、4140鋼と4130鋼の比較で考慮すべき違いと、適切な鋼を選択する方法を示しています。

・構成

4140と4130の比較の違いは、主に2つのバリアントの構成に基づいています。両方のバリアントは同じ元素組成を持っています。ただし、存在する炭素の量は異なります（4140の場合は0.38％〜0.43％、4130の場合は0〜28％〜0.33％）。この区別は、バリアントによって誘発されるさまざまなプロパティの原因です。

・機械的特性

4140鋼は、対応する鋼よりも優れた機械的特性を備えています。以下は、両方のバリアントの機械的特性の表形式の要約です。

・溶接性

溶接が多い製造では、4140よりも炭素含有量が少ないため4130の方が適しています。ただし、溶接性は、受ける熱処理プロセスにも関係しています。

・材料の入手可能性

4140鋼は棒鋼とプレートの形で入手でき、より費用効果が高いです。 4130鋼は、より一般的にはチューブとシートの形で入手されます。

・機械加工性

4130鋼は、炭素含有量が少ないため、被削性の傾向が優れています。 4140鋼の65％に対して70のSAE1212被削性スコアを誇っています。

4140および4130鋼の特性を知っていると、機械加工プロジェクトに適したバリアントを選択できます。ただし、いずれかの材料を使用した高品質の機械加工または製造プロジェクトが必要な場合は、RapidDirectが最適です。

4140および4130鋼に加えて、幅広い材料があります。また、専任の専門家チームがプロジェクトを進め、プロジェクトを実現するために適切な方法と材料が使用されていることを確認します。

4140および4130鋼の熱処理

41xxシリーズの両方の鋼合金は、安定性を向上させるためにさらに熱処理が施されています。したがって、表面の硬度、延性、強度が向上します。以下は、2つのバリエーションに適用できる一般的な熱処理プロセスと、対応する効果です。

冷間仕上げ/ひずみ硬化

冷間仕上げまたはひずみ硬化は、塑性変形を使用して鋼の2つのバリエーションを強化することです。冷間仕上げでは、4130鋼の延性が低下し、4140鋼の延性と強度が低下します。

アニーリング

4140または4130金属の焼きなましには、ある温度に加熱し、変態および空冷のためにその温度に保持することが含まれます。その結果、延性を高め、硬度を下げながら、2つのバリエーションの安定性を向上させます。 4130鋼を焼鈍すると、強度が低下します。ただし、焼きなましされた4140鋼はより延性があります（最高の延性）

焼き戻しと焼き入れ

焼き戻しとは、2つのバリエーションの弾力性を高めるために熱を使用することです。したがって、金属の硬度、延性、強度などの4130および4140鋼の特性を変更できます。その結果、素材はより多くなります。 4130および4140鋼の焼入れおよび焼き戻しは、強度を高め、硬度を低下させます。

正規化

正規化には、鋼を高温に加熱した後、室温までゆっくりと冷却することが含まれます。加熱と同時冷却により、微細構造が変化します。その結果、硬度や延性などの4140および4130の特性に影響します。

正規化プロセスの後、延性などの4130鋼の特性が大幅に向上します。

よくある質問