所述合金钢管是由AISI四位数字指定。它们包含不同类型的钢，其成分超过为碳钢设定的 B、C、Mn、Mo、Ni、Si、Cr 和 Va 限值。
AISI 4140合金钢是含铬、钼和锰的低合金钢。具有较高的疲劳强度、耐磨性和抗冲击性、韧性和抗扭强度。以下数据表概述了 AISI 4140 合金钢。
化学成分
下表显示了 AISI 4140 合金钢的化学成分。
| 元素 | 内容 （％） |
|---|---|
| 铬，Cr | 0.80 - 1.10 |
| 锰，锰 | 0.75 - 1.0 |
| 碳，C | 0.380 - 0.430 |
| 硅、硅 | 0.15 - 0.30 |
| 钼，钼 | 0.15 - 0.25 |
| 硫，S | 0.040 |
| 磷，P | 0.035 |
| 铁、铁 | 平衡 |
物理性质
AISI 4140 合金钢的物理性能在下表中突出显示。
| 特性 | 公制 | 帝国 |
|---|---|---|
| 密度 | 7.85 克/立方厘米 | 0.284 磅/英寸³ |
| 熔点 | 1416℃ | 2580°F |
机械性能
下表概述了 AISI 4140 合金钢的机械性能。
| 特性 | 公制 | 帝国 |
|---|---|---|
| 抗拉强度 | 655兆帕 | 95000 磅/平方英寸 |
| 屈服强度 | 415兆帕 | 60200 磅/平方英寸 |
| 体积模量（钢的典型值） | 140 吉帕 | 20300 ksi |
| 剪切模量（钢的典型值） | 80 吉帕 | 11600 ksi |
| 弹性模量 | 190-210 吉帕 | 27557-30458 ksi |
| 泊松比 | 0.27-0.30 | 0.27-0.30 |
| 断裂伸长率（50 毫米） | 25.70% | 25.70% |
| 硬度，布氏 | 197 | 197 |
| 硬度，努氏（从布氏硬度换算） | 219 | 219 |
| 硬度，洛氏 B（从布氏硬度换算） | 92 | 92 |
| 硬度，洛氏 C（从布氏硬度换算。低于正常 HRC 范围的值，仅供比较） | 13 | 13 |
| 硬度，维氏（从布氏硬度换算） | 207 | 207 |
| 可加工性（基于 AISI 1212 作为 100 可加工性） | 65 | 65 |
热性能
AISI 4140合金钢的热性能如下表所示。
| 特性 | 公制 | 帝国 |
|---|---|---|
| 热膨胀系数 (@ 0-100°C/32-212°F) | 12.2 µm/m°C | 6.78 µin/in°F |
| 热导率 (@ 100°C) | 42.6 瓦/米 | 296 BTU in/hr.ft².°F |
其他名称
下表列出了与 AISI 4140 合金钢等效的其他名称。
| AMS 6349 | ASTM A193 (B7, B7M) | ASTM A506 (4140) | ASTM A752 (4140) |
| AMS 6381 | ASTM A194 (7, 7M) | ASTM A513 | ASTM A829 |
| AMS 6382 | ASTM A29 (4140) | ASTM A513 (4140) | SAE J1397 (4140) |
| AMS 6390 | ASTM A320（L7、L7M、L7D） | ASTM A519 (4140) | SAE J404 (4140) |
| AMS 6395 | ASTM A322 (4140) | ASTM A646 (4140) | SAE J412 (4140) |
| AMS 6529 | ASTM A331 (4140) | ASTM A711 | |
制造和热处理
可加工性
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AISI 4140合金钢管在退火状态下具有良好的机械加工性。
成型
AISI 4140 合金钢具有高延展性。它可以在退火条件下使用常规技术形成。它需要更大的压力或力来成型，因为它比普通碳钢更坚韧。
焊接
AISI 4140 合金钢可以使用所有传统技术进行焊接。但这种钢在热处理状态下焊接会影响其力学性能，应进行焊后热处理。
热处理
AISI 4140 合金钢在 845°C (1550°F) 下加热，然后在油中淬火。在硬化之前，它可以通过在 913°C (1675°F) 下长时间加热然后空冷进行正火。
锻造
AISI 4140 合金钢在 926 至 1205°C(1700 至 2200°F)下锻造
热加工
AISI 4140 合金钢可在 816 至 1038°C(1500 至 1900°F)下进行热加工
冷加工
AISI 4140 合金钢可以在退火状态下使用常规方法进行冷加工。
退火
AISI 4140 合金钢在 872°C (1600°F) 下退火，然后在炉中缓慢冷却。
回火
根据所需的硬度水平，AISI 4140 合金钢可在 205 至 649°C(400 至 1200°F)下回火。如果回火温度较低，可以提高钢的硬度。例如，在 316°C (600°F) 下回火可以达到 225 ksi 的抗拉强度，在 538°C (1000°F) 下回火可以达到 130 ksi 的拉伸强度。
硬化
AISI 4140 合金钢可以通过冷加工或加热和淬火硬化。
