דרגת AISI/SAE 4140 היא סגסוגת רב-תכליתית עם עמידות טובה בפני קורוזיה אטמוספרי וחוזק סביר. הוא מציג שילובים כלליים טובים של חוזק, קשיחות, עמידות בפני שחיקה וחוזק עייפות.
יישומים
סגסוגת זו מוצאת יישומים רבים כמו פרזול לתעשיית התעופה והחלל ותעשיית הנפט והגז, יחד עם אינספור שימושים בתעשיות הרכב, החקלאות והביטחוניות, שימושים אופייניים הם גלגלי שיניים וצירים מחושלים, צירים, מתקנים, ג'יגים וקולרים.
לְטִישָׁה
חישול פלדה זו צריך להתבצע בין 2200 ל-1650 מעלות צלזיוס (1200 ו-900 מעלות צלזיוס). ככל שטמפרטורת הגימור מזיוף נמוכה יותר, כך גודל הגרגירים יהיה עדין יותר. סגסוגת זו לא אמורה להיות מזויפת מתחת ל-1650ºF (900ºC) ויש לקרר אותה לאט לאחר הזיוף.
טיפול בחום
טיפול בחום מתבצע לאחר עבודה חמה כדי להפוך את הפלדה למתאימה לעיבוד שבבי, וכדי לעמוד בטווחי המאפיינים המכניים שצוינו ליישומים המיוחדים של הפלדה.
רִכּוּך
ניתן לחשל פרזול בדרגה 4140 על ידי העברת החלקים ישר מפעולת הפרזול לכבשן המוחזק בטמפרטורה מתאימה, בין 1450 ל-1550 מעלות צלזיוס (790 ו-840 מעלות צלזיוס), תוך החזקה למשך זמן מתאים ולאחר מכן קירור תנור, יצירת מבנה מתאים לעיבוד שבבי. סוג זה של טיפול עדיף להשתמש בחלקים בעלי צורות פשוטות. אם אזורים מסוימים של פרזול יסתיימו קרים הרבה יותר מאחרים, לא יתקבל מבנה אחיד, ובמקרה זה ניתן להשתמש בחישול ספרואיד בסביבות 1380ºF (750ºC). ניתן לומר בוודאות כי הניסיון לבדו יחליט מהו סוג טיפול החישול הטוב ביותר לשימוש לפני העיבוד.
נורמליזציה
תהליך זה מוגדר כחימום פלדה לטמפרטורה מעל טווח הטרנספורמציה של פריט לאוסטניט ולאחר מכן קירור באוויר לטמפרטורה הרבה מתחת לטווח השינוי הזה. טיפול זה עשוי להתבצע במוצרים מזויפים כטיפול מיזוג לפני טיפול חום סופי. נורמליזציה משמשת גם לחידוד המבנה של פרזול שעלול להתקרר באופן לא אחיד מפעולת החישול שלהם. טמפרטורת הנרמול הנומינלית עבור דרגת 4140 היא 1600ºF (870ºC), אך ניסיון בייצור עשוי לחייב טמפרטורה של 50ºF (10ºC) מעל או מתחת לנתון זה. למעשה, כאשר חישולים מנורמלים לפני, נניח, קרבוריזציה או התקשות וחיסול, נעשה שימוש בטווח העליון של טמפרטורות מנרמל. כאשר נורמליזציה היא טיפול החום הסופי, נעשה שימוש בטווח הטמפרטורות התחתון.
הִתקַשׁוּת
טיפול בחום זה גורם להיווצרות מרטנזיט לאחר ההמרה, ומכאן עלייה גדולה בקשיות ובחוזק המתיחה יחד עם אובדן מסוים של משיכות. יש להכשיר את הפלדה ב-1500 עד 1550 מעלות צלזיוס (815 עד 845 מעלות צלזיוס), הטמפרטורה בפועל היא פונקציה של הרכב כימי בטווח המותר, גודל המקטע ושיטת הקירור. אוסטניטיזציה אמורה להבטיח שכל המיקרו-מרכיבים בפלדה יהפכו לאוסטניט. קטעים קטנים יותר של 4140 עשויים להיות מרווים בשמן, קטעים כבדים יותר במים.
הטמפרור מתבצע כדי להקל על הלחצים מתהליך ההתקשות, אך בעיקר כדי להשיג את התכונות המכניות הנדרשות. טמפרטורת הטמפרור בפועל תיבחר כך שתעמוד במאפיינים הנדרשים, ובמקרים רבים תהיה עניין של ניסוי וטעייה.
יכולת עיבוד
הסגסוגת ניתנת לעיבוד בקלות. צורות פשוטות עשויות להיות מעובדות לאחר טיפול מנרמל, בעוד שצורות מורכבות יותר ידרשו חישול. . ברמת הפחמן של כיתה זו, מבנה של פרליט למלרי גס לספירואיד גס הוא בדרך כלל אופטימלי לעיבוד
רְתִיכוּת
לכיתה זו יכולת ריתוך טובה וניתן לרתך אותה בכל שיטה מסחרית. יש לחמם את החלקים לפני הריתוך בסביבות 1100ºF (590ºC) ולהוריד מתח לאחר מכן. אין לרתך חלקים במצב מוקשה ומחוסם מכיוון שהתכונות המכניות יושפעו לרעה. יש לרתך חלקים במצב חישול בלבד.
