| Analisi chimica | |
|---|---|
| C% | Carbonio 0.48 – 0.53 |
| Mn% | Manganese 0,75 – 1,00 |
| P% | Fosforo 0,035 max |
| S% | Zolfo 0.040 max |
| Si% | Silicio 0,20 – 0,35 |
| Cr% | Cromo 0,80 – 1,10 |
| Mo% | Molibdeno 0.15 – 0.25 |
Caratteristiche generali dell’acciaio legato 4150
Il grado 4150 dell’AISI o SAE è un acciaio a bassa lega contenente cromo e molibdeno come agenti di rinforzo. La sua composizione chimica è la seguente:
Applicazioni
Questa lega è usata come forgiati nell’industria aerospaziale, petrolifera e del gas, e ha una miriade di usi nell’industria automobilistica, agricola e della difesa. Gli usi tipici sono ingranaggi forgiati, alberi e mandrini,
Formazione
Questo acciaio dovrebbe essere forgiato tra 2200 e 1600 º F (1200 e 870 º C.Più bassa è la temperatura di finitura dalla forgiatura, più fine sarà la dimensione del grano. Questa lega idealmente non dovrebbe essere forgiata sotto i 1600 º F (870 º C) e dovrebbe essere raffreddata lentamente dopo la forgiatura.
Trattamento termico
La lega viene trattata termicamente per renderla adatta alla lavorazione e per soddisfare le proprietà meccaniche specificate per le sue particolari applicazioni.
Cottura
La ricottura dei forgiati 4150 può essere effettuata trasferendo il pezzo direttamente dall’operazione di forgiatura a un forno tenuto a una temperatura adatta, intorno ai 1500 º F (815 º C), per la ricottura, tenendo per un tempo adeguato e poi raffreddando il forno, formando una struttura adatta alla lavorazione. Questo tipo di trattamento è meglio usato per pezzi con forme semplici. Se alcune aree di un pezzo forgiato finiranno molto più fredde di altre, allora non si otterrà una struttura uniforme, nel qual caso si potrebbe usare una ricottura sferoidale a circa 1380 º F (750 º C). Si può dire che l’esperienza da sola deciderà il miglior tipo di trattamento di ricottura da usare prima della lavorazione.
Normalizzazione
La normalizzazione può essere definita come il riscaldamento di un acciaio a una temperatura superiore all’intervallo di trasformazione della ferrite in austenite e poi il raffreddamento in aria a una temperatura ben al di sotto di questo intervallo di trasformazione. Questo trattamento può essere effettuato su prodotti forgiati o laminati come trattamento di condizionamento prima del trattamento termico finale. La normalizzazione serve anche a perfezionare la struttura dei forgiati che potrebbero essersi raffreddati in modo non uniforme dalla loro operazione di forgiatura. L’intervallo nominale di temperatura di normalizzazione per il grado 4150 va da 1600 a 1700 º F (da 870 a 925 º C), seguito dal raffreddamento ad aria. Infatti, quando i forgiati vengono normalizzati prima, ad esempio, della cementazione o della tempra e del rinvenimento, viene utilizzato l’intervallo superiore delle temperature di normalizzazione. Quando la normalizzazione è il trattamento termico finale, si usa la gamma di temperature più bassa.
Tempra
Questo trattamento termico provoca la formazione di martensite dopo la tempra e quindi un aumento della resistenza e della durezza insieme a una significativa perdita di duttilità. L’acciaio dovrebbe essere austenitizzato a 1500-1550 º F (815-845 º C), la temperatura effettiva è una funzione della composizione chimica entro l’intervallo consentito, la dimensione della sezione e il metodo di raffreddamento. Le sezioni più piccole di 4150 potrebbero essere raffreddate in olio, quelle più pesanti in acqua.
Il rinvenimento viene effettuato per alleviare le tensioni del processo di tempra, ma soprattutto per ottenere le proprietà meccaniche richieste. La temperatura di rinvenimento effettiva sarà scelta per soddisfare le proprietà richieste, e in molti casi sarà una questione di tentativi ed errori.
Machinability
La lega è facilmente lavorabile dopo la ricottura. La struttura ottimale per la lavorazione di questa lega è normalmente una di perlite lamellare grossolana a sferoidite grossolana.
Saldabilità
La saldabilità del 4150 è buona, e la lega può essere saldata usando qualsiasi metodo commerciale. Le parti dovrebbero essere preriscaldate prima della saldatura a circa 1100 º F (590 º C) e poi sottoposte a stress. Le parti nello stato temprato e rinvenuto non dovrebbero essere saldate poiché le proprietà meccaniche saranno influenzate negativamente: le parti dovrebbero essere saldate solo nello stato ricotto.
Formabilità a freddo
Questa lega può essere formata a freddo su materiale che ha una struttura sferoidale. Un ulteriore trattamento termico, come la tempra e il rinvenimento, è effettuato, come richiesto sulla parte finalmente formata.
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