4130 탄소강 용도와 특성

4130 강은 저탄소 합금강입니다. 크롬과 몰리브덴 함량이 높기 때문에 다른 강철과 구별되어 강철을 강화하여 강철을 더 강하게 만드는 동시에 내식성도 향상시킵니다. 4130 강철은 많은 강판과 마찬가지로 구조용 응용 분야뿐만 아니라 절삭 및 밀링 공구, 패스너, 항공기 착륙 장치 및 저항 용접에 사용됩니다.

 

1. 4130 탄소강이란?

4130 탄소강은 탄소 함량이 약 0.3%인 저탄소강입니다. 4130은 또한 크롬과 몰리브덴을 강화제로 사용하는 합금강입니다. 4130 탄소강은 용접이 쉽고 열처리를 위해 다른 저탄소강보다 더 잘 반응합니다. 높은 수준의 크롬이 있으면 부식, 마모 및 마모에 대한 저항력이 증가합니다. 경화성도 크롬 함량으로 인해 증가합니다. 4130 강철의 몰리브덴은 강철의 크리프에 대한 저항성을 향상시킵니다. 

 

4130 탄소강은 용융 금속을 함께 혼합한 다음 열간 압연하여 만듭니다. 이 공정은 대부분의 탄소강과 유사하며 유일한 차이점은 화학 조성입니다.

처음에 선철은 코크스와 함께 2,600°F 이상의 전기로에서 녹습니다. 불순물이 타는 동안 용융 된 상태로 유지됩니다. 녹은 철을 통해 산소가 펌핑되어 철을 산화시켜 탄소를 제거합니다. 그런 다음 올바른 수준의 합금 원소를 철에 추가할 수 있습니다. 첨가된 후, 강철은 열간 압연 또는 냉간 인발이 가능한 강철 잉곳으로 응고될 수 있습니다.

 

 

 

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2. 4130 탄소강의 용도

4130 강철은 구조용으로 가장 두드러지게 사용됩니다. 그러나 열처리를 하면 강철이 매우 단단해지고 작업성과 가공성이 우수합니다. 이러한 특성은 4130 강이 밀 및 커터, 드릴 비트 및 탭, 베어링, 항공기용 랜딩 기어 및 항공기 엔진용 마운트와 같은 응용 분야에도 사용된다는 것을 의미합니다. 4130 강은 내식성이 높고 강도 대 중량 비율이 높으며 가공성 및 용접성이 우수한 강으로 알려져 있습니다. 이러한 특성으로 인해 4130은 항공기 및 자동차 건설, 구조 프레임 및 선박, 교량 및 건물의 패스너에 사용됩니다.

 

 

 

 

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3. 4130 탄소강의 화학 성분

4130 강철의 주요 요소는 다른 강철과 마찬가지로 약 98%의 철입니다. 4130 강철의 다른 두 가지 주요 합금 원소는 약 1 %의 크롬과 0.6 %의 망간입니다. 표 1은 4130 강철의 전체 화학 조성을 보여줍니다.

 

요소	백분율
철	97.03%–98.22%
크로뮴	0.8%–1.1%
망간	0.4%–0.6%
탄소	0.28%–0.33%
규소	0.15%–0.35%
몰리브덴	0.15%–0.25%
황	< 0.04%
인	< 0.035%

 

4130 강철의 탄소 함량은 0.28%에서 0.33% 사이입니다. 탄소율이 0.3% 미만인 강은 저탄소강으로 간주됩니다. 저탄소강은 연성, 가단성 및 용접성으로 유명합니다. 그러나 고탄소강보다 강도 대 중량 비율이 낮고 내식성이 적습니다.

 

 

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4. 4130 탄소강의 특성

4130 탄소강의 특성입니다.

 

속성	값
밀도	0.284lb/in^3
항복 강도	63,100psi
경도	92 Rockwell
자기	철 자석

 

4130 강철의 가공성 등급은 어닐링 할 때 70%입니다. 즉, 4130은 기계 가공이 쉽고 공구가 과도하게 빨리 마모되지 않습니다. 이 강철을 절단하려면 일반 초경 공구를 사용하는 것이 좋습니다. 밀링 가공의 경우 권장 절삭 속도는 520–710 SFM(분당 표면 피트)이고 터닝 가공의 경우 840–1,150 SFM입니다.

4130 강철의 녹는점은 2,610°F입니다. 4130 강철의 열전도율은 296BTU-in/hr-ft2-F입니다. 4130 강철의 비열 용량은 0.114 VTU/lb-°F이고 열팽창률은 6.2 * 10-6 in/i(in/°F)입니다.

 

 

 

 

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5. 4130 탄소강 재료

4130 탄소강의 일반적인 재료는 다음과 같습니다.

 

1) 시트

4130 강철의 판금 형태는 0.018–0.250" 사이의 두께를 갖습니다. 시트 형태의 4130 강철은 일반적으로 차체 패널에 사용되거나 벽/격벽 또는 탱크를 만드는 데 사용됩니다.

 

2) 바

4130 강철의 바 형태는 펌프, 밸브 본체, 피팅 및 섀시를 포함하여 높은 응력을 받는 부품을 생산하는 데 사용됩니다.

 

3) 플레이트

4130 강철 플레이트의 두께는 0.250"보다 큽니다. 4130 강철의 플레이트 형태는 자동차, 항공 우주, 건설, 사이클링 및 총기 산업에서 사용됩니다.

 

4) 열간 압연

4130 강철의 열간 압연은 1,500–2,000 °F 사이의 온도에서 이루어져야 합니다. 4130 강철의 열간 압연은 강철의 미세 구조에 변형을 일으키고 전위를 생성합니다. 그 결과 전위 밀도 변형률이 증가하면 강철이 경화되어 더 단단하고 강한 강철이 생성됩니다.

 

5) 어닐링

4130 강철의 어닐링은 1,500°F에서 수행해야 합니다. 강철을 설정 온도로 가열한 다음 천천히 냉각하는 어닐링 공정은 입자 구조를 재결정화하고 강철에서 내부 응력을 제거합니다. 강철을 녹는점 이하로 가열하면 새로운 결정이 형성되기 시작합니다. 이러한 새로운 결정의 성장은 냉각 속도를 제어함으로써 제어됩니다. 강철을 어닐링하면 불순물이 제거되고 강철의 취성과 경도가 감소합니다.

 

6) 냉간 압연

강철의 냉간 인발은 주변 온도에서 발생해야 합니다. 강철의 냉간 인발은 열팽창으로 인한 크기 변화가 없기 때문에 치수가 훨씬 정확합니다. 냉간 인발 공정은 바, 튜브, 와이어 및 스핀들을 만드는 데 사용됩니다. 4130 강철의 냉간 압연 형태는 열간 압연 버전보다 훨씬 강하고 단단합니다. 그러나 냉간 압연 공정은 노동 집약적이므로 최종 제품도 더 비쌉니다.

 

 

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6. 4130 탄소강의 장단점

4130이 다른 강종에 비해 가지고 있는 큰 장점 중 하나는 부식에 더 강하다는 것입니다. 이것은 높은 크롬 함량 때문입니다.

 

다른 강종에 비해 4130 강종을 사용할 때의 추가 이점은 다음과 같습니다.

1. 고온에서 치수가 안정적입니다.
2. 높은 강도 대 중량 비율을 가지고 있습니다.
3. 높은 탄성 계수를 가지고 있습니다.
4. 탄소 함량이 낮아 용접이 용이합니다.

 

다음은 4130 탄소강의 단점입니다.

1. 숙성 할 수 없습니다
2. 합금 원소의 범위로 인해 더 비쌉니다.
3. 형성하기 어려울 수 있습니다

 

4130 강철과 A514 강철을 비교하면 A514에는 붕소와 바나듐이 첨가되어 있고 4130에는 첨가되어 있지 않습니다. 붕소의 첨가는 강철의 경화성을 증가시켰다. 바나듐은 강철의 경화성을 증가시키는 동시에 내식성과 크리프 저항성도 향상시킵니다. A514는 4130 강철보다 훨씬 강하고 단단합니다. 그러나 4130 강은 기준선으로 70 탄소강과 비교할 때 1212% 등급으로 훨씬 더 가공성이 뛰어납니다. 그러나 A514의 가공성 등급은 40%입니다.

 

 

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