Ищете углеродистую сталь, но не знаете, что выбрать между сталью 1018 и 4018? Мы здесь, чтобы вам помочь!
Для высокопрочных и тяжелых условий эксплуатации сталь 4140 подходит больше, чем 1018. Однако если вас больше всего волнует обрабатываемость и свариваемость, выбирайте сталь 1018.
Хотите узнать больше? Ознакомьтесь с приведенными ниже сходствами и различиями, чтобы выбрать лучшую сталь между 1018 и 4140:
Что такое сталь 1018?
Сталь 1018, или AISI 1018, — это низкоуглеродистая мягкая сталь. Если перевести цифры, то «10» обозначает серию углеродистых сталей 10xx, классифицированную AISI (Американским институтом железа и стали). Последние две цифры, « 18» , указывают на содержание углерода — приблизительно 0.18%.
Сталь 1018 не такая уж и твердая, что делает ее отличным металлом для обработки и сварки. Из нее можно формировать сложную структуру, и она отлично подходит для общего применения. Кроме того, они обладают превосходной свариваемостью и механическими свойствами.
Что такое сталь 4140?
Сталь 4140 содержит больше углерода, чем сталь 1018. Это повышает прочность и износостойкость стали. Первые две цифры, «41» , обозначают сталь серии AISI 41xx, а последние две цифры, «40» , указывают на содержание углерода около 0.40%.
Благодаря повышенному содержанию углерода сталь 4140 можно использовать в тяжелых условиях. Помимо углерода, в ее состав входят хром, молибден, магний и т. д. Наличие этих легирующих элементов упрочняет и повышает прочность стали 4140.
Сравнительная таблица: сталь 1018 и 4140 (обзор)
| Свойства | Сталь 1018 | Сталь 4140 |
|---|---|---|
| Тип | Низкоуглеродистая сталь | Низколегированная сталь |
| Основные легирующие элементы | Марганец | Хром, молибден, марганец |
| Силы | Средняя | Высокий |
| Твердость | Средняя | Высокий |
| тягучесть | Высокая (отлично подходит для холодной штамповки) | Средняя |
| Способность к термической обработке | Ограниченный | Прекрасно |
| Machinability | Прекрасно | Хорошо после отжига |
| свариваемость | Высокий | Средняя |
| Коррозионная стойкость | Низкий | Низкая (чуть выше, чем у стали 1018) |
| Стоимость | Низкая | Высокая |
| Области применения | Общее применение, например, прецизионные детали, крепежи и рамы. | Тяжелые применения, такие как валы, шестерни и высоконагруженные компоненты. |
Сталь 1018 и 4140: подробное сравнение
Состав и легирующие элементы
В химическом составе стали 1018 и 4140 преобладает железо (Fe). Если сравнивать легирующие элементы, то в стали 4140 их больше, чем в стали 1018. Кроме того, в стали 4140 содержание углерода больше, чем в стали 1018.
Кроме того, наличие дополнительных элементов, таких как хром, кремний и молибден, делает 4140 более прочной и устойчивой к коррозии. В отличие от этого, сталь 1018 лишена этих легирующих элементов.
| Легирующий элемент | Символ | Сталь 1018 | Сталь 4140 |
|---|---|---|---|
| Carbon | C | 0.15% - 0.20% | 0.380% - 0.430% |
| Фосфористый | P | 0.04% (макс.) | 0.035% |
| Марганец | Mn | 0.60% - 0.90% | 0.75% - 1.0% |
| Сера | S | 0.05% (макс.) | 0.040% |
| Chromium | Cr | – | 0.80% - 1.10% |
| Утюг | Fe | Баланс | Баланс |
| кремний | Si | – | 0.15% - 0.30% |
| Молибден | Mo | – | 0.15% - 0.25% |
Механические свойства
По сравнению со сталью 1018, сталь 4140 имеет прочность на разрыв примерно в 1.49 раза выше. Если вам нужно надежное решение, сталь 4140 подойдет больше. Кроме того, благодаря большему удлинению при разрыве вы можете формировать и гнуть сталь 4140 с большей гибкостью.
| Особенности | Сталь 1018 | Сталь 4140 |
|---|---|---|
| Коэффициент Пуассона | 0.29 | 0.27-0.30 |
| Прочность на разрыв | 440 МПа | 655 МПа |
| Относительное удлинение при разрыве (50 мм) | 15% | 25.70% |
| предел текучести | 370 МПа | 415 МПа |
| Модуль упругости | 205 ГПа | 190-210 ГПа |
| Модуль сдвига | 80 ГПа | 80 ГПа |
Тепловые свойства
Тепловые свойства стали 1018 и 4140 довольно схожи. Они обладают одинаковыми свойствами плавления. Однако существуют различия в их теплопроводности. Теплопроводность стали 1018 составляет 51.9 Вт/мК, что значительно выше, чем 42.6 Вт/мК у стали 4140.
Это делает 1018 более подходящим для применений, где требуется эффективное рассеивание тепла и минимальное тепловое расширение. Напротив, сталь 4140 отлично подходит для применений, связанных с термообработкой для повышения прочности.
| Тепловые и электрические характеристики | Сталь 1018 | Сталь 4140 |
|---|---|---|
| Коэффициент теплового расширения | 12 мкм/мК | 12.2 мкм/м°С |
| Теплопроводность | 51.9 Вт / мК | 42.6 Вт / мК |
| Начало плавления (солидус) | 1420 ° C | 1420 ° C |
| Завершение плавления (ликвидус) | 1460 ° C | 1460 ° C |
Электрические характеристики
Сталь 1018 имеет более низкое электрическое сопротивление, чем сталь 4140. То есть, поток электричества в 1018 более плавный, так как встречает меньше препятствий. Таким образом, она имеет лучшую электропроводность, чем сталь 1018. Поэтому, если ваше приложение связано с электропроводностью, выбирайте сталь 4140.
| Характеристики: | Сталь 1018 | Сталь 4140 |
|---|---|---|
| Электрическое сопротивление | 1.590×10^{-7} Ом-м | 2.200×10^{-7}Ом-м |
| Электропроводность (% IACS) | 10.84% МАКО | 7.84% МАКО |
Обрабатываемость и свариваемость
Обрабатываемость стали связана с содержанием углерода. Поскольку сталь 1018 имеет более низкое содержание углерода, чем сталь 4140, она мягкая и с ней легко работать. Эта особенность делает сталь 1018 более обрабатываемой, чем сталь 4140. Вы можете формировать ее сложную структуру, а также с легкостью сваривать ее.
Напротив, сварка и обработка стали 4140 сложны. Перед сваркой необходимо пройти процедуру предварительного нагрева, что увеличивает производственные затраты.
Твердость
Сталь 4140 превосходит сталь 1018 по всем видам испытаний на твердость. Испытание на твердость по Бринеллю показывает, что сталь 4140 имеет твердость 197 кгс/мм². Для сравнения, сталь 1018 мягче, ее твердость составляет всего 126 кгс/мм². Таким образом, вы можете видеть, что разница огромна. Так что, учитывая прочность и твердость, сталь 4140 выигрывает гонку.
| Твердость | Сталь 1018 | Сталь 4140 |
|---|---|---|
| Твердость по Бринеллю (BHN) | 126 кгс/мм² | 197 кгс/мм² |
| Твердость по Кнупу (KHN) | 145 кгс/мм² | 219 кгс/мм² |
| Твердость по Роквеллу B (HRB) | 71 рупий | 92 рупий |
| Твердость по Виккерсу (VHN) | 131 кгс/мм² | 207 кгс/мм² |
Коррозионная стойкость
Сталь 1018 имеет плохую устойчивость к коррозии. Поэтому она не совсем подходит для применений, которые сознательно имеют дело с влагой. Напротив, содержание хрома 0.80% - 1.10% в стали 4140 способствует обеспечению устойчивости к коррозии. Добавление молибдена также расширяет ее антикоррозионные свойства.
Однако по сравнению с нержавеющей сталью коррозионная стойкость стали 4140 незначительна. Она требует гальванизации, покрытия и других мер, чтобы оставаться защищенной в среде, чрезмерно подверженной ржавчине.
Области применения
Применение стали зависит от ее физико-механических свойств. Из-за более мягкой и низкой прочности стали 1018 ее в основном используют для общих применений. Например:
- Валы, штифты и муфты
- болты, винты и шпильки
- Мебельные каркасы
- Детали газонного оборудования
- Велосипедные рамы
- Плуги и комплектующие для комбайнов и т.д.
Аналогичным образом эту сталь можно использовать в приложениях, где наблюдаются низкие нагрузки.
Напротив, высокая прочность на разрыв и твердость делают сталь 4140 пригодной для тяжелых условий эксплуатации. Она широко используется в деталях машин, аэрокосмической промышленности, автомобилестроении и т. д. Кроме того, вы также можете использовать сталь 4140 для любых высоконагруженных компонентов, например:
- Подшипников
- Коленчатые
- Штампы, формы, пуансоны
- Автомобильные оси, оси прицепов и полуоси
- Шестерни для тяжелой техники
- Крепежные элементы для аэрокосмической отрасли и т.д.
Цена
Так как в стали 4140 больше легирующих элементов, она, естественно, дороже стали 1018. В ней есть хром, молибден и кремний в качестве дополнительных элементов, что увеличивает ее стоимость. Таким образом, сравнивая цены, сталь 1018 более доступна, но если вам нужна прочность, то стоит потратить дополнительные деньги на 4140.
Преимущества
Преимущества стали 1018
- Простота изготовления
- Экономичное
- Широко доступный
- Хорошая обрабатываемость и свариваемость
- Умеренная прочность и хорошая пластичность
- Поддержка процессов холодной штамповки
- Идеально подходит для некритических применений, требующих умеренной прочности.
Преимущества стали 4140
- Высокая прочность на растяжение
- Высокая износостойкость
- Хорошая устойчивость к усталости
- Подходит для применения в условиях высоких нагрузок
- Более устойчива к коррозии, чем сталь 1018
- Улучшенные механические свойства после термообработки
Недостаток
Преимущества стали 1018
- Меньшая прочность
- Ограниченная износостойкость
- Склонен к коррозии
- Не подходит для тяжелых условий эксплуатации или эксплуатации с высокими нагрузками.
Преимущества стали 4140
- Сварка – это сложная задача
- Для оптимальной производительности требуется термическая обработка.
- Склонен к растрескиванию
- Дороже, чем сталь 1018
В чем сходство стали 1018 и 4140?
Обе стали 1018 и 4140 являются углеродистыми. Они поддерживают механическую сварку и могут подвергаться термической обработке для повышения прочности. Кроме того, стали 1018 и 4140 имеют сопоставимые возможности хранения тепловой энергии. Это связано с тем, что они имеют одинаковую удельную теплоемкость, приблизительно 470 Дж/кг-К.
Сталь 1018 или сталь 4140: какая из них лучше всего подходит для ваших целей?
Учитывайте потребности вашего приложения
Чтобы выбрать подходящую сталь, необходимо учесть ее применение. Если материал должен выдерживать высокие нагрузки и выдерживать большие нагрузки, выбирайте сталь 4140. Она имеет более высокую прочность на разрыв, что позволяет использовать ее в тяжелых условиях. Например, шестерни для большегрузных автомобилей, крепежные элементы для аэрокосмической отрасли и т. д.
Однако для лучшей сварки и обработки сталь 1018 лучше, чем 4140. Сварка 1018 проста, не требует дополнительной термообработки. Это во много раз снизит ваши производственные затраты.
Долгосрочная эффективность
Хотя сталь 4140 требует больших первоначальных затрат, в долгосрочной перспективе она может стать беспроигрышным решением благодаря своей высокой прочности. Кроме того, она также снизит ваши расходы на техническое обслуживание и замену.
Индивидуальные механические свойства
Обе стали 1018 и 4140 поддерживают термическую обработку. Однако, если вам нужны индивидуальные механические свойства, 4140 даст лучшие результаты. Она отлично реагирует на термическую обработку, такую как закалка и отпуск. С другой стороны, термическая обработка 1018 не очень эффективна.
Рабочая обстановка
Если ваше приложение имеет дело с суровыми условиями окружающей среды, 4140 — более прочный вариант. Он может защитить от потенциального напряжения и больших нагрузок. Кроме того, он также более устойчив к коррозии по сравнению с 1018.
Бюджет
Бюджет является решающим фактором для производства любого предмета. Если у вас ограниченный бюджет, 1018 — более дешевый вариант. Он требует меньше легирующих элементов, что снижает ваши общие инвестиции. С другой стороны, 4140 имеет несколько дополнительных элементов и, в некоторых случаях, также требует термообработки для укрепления. Все это делает 4140 намного дороже стали 1018.
Однако если вы готовы потратить больше ради соответствия требованиям и большей прочности, выбирайте сталь 4140.
Получить консультацию эксперта
Для промышленных применений не стесняйтесь обращаться к экспертам. Эксперты проанализируют ваши потребности в применении, температуру, несущую способность и другие факторы, чтобы выбрать правильный вариант между 1018 и 4014.
Заключение
При выборе между сталью 1018 и 4140, прежде всего, следует учитывать их применение. 4140 имеет высокую прочность на разрыв и твердость, что делает ее пригодной для тяжелых условий эксплуатации. Вы также можете повысить ее прочность с помощью термической обработки. Напротив, сталь 1018 мягкая, но имеет лучшую обрабатываемость. Поэтому, если вам требуется большая гибкость в формовке и формовке, сталь 1018 дает лучшие результаты.
Однако для CNC-обработка сталь 1018 и 4140, RICHCONN это ваш выбор. Мы предлагаем обработку автомобильных деталей, промышленного оборудования, инструментов и других структурных компонентов. Свяжитесь с нами как можно скорее чтобы получить консультацию по вашему проекту!
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Какие виды термообработки подходят для стали 4140?
Сталь 4140 выдерживает широкий спектр термической обработки, включая отжиг, закалку, отпуск, цементацию и т. д.
Какая сталь более мягкая и хрупкая: 1018 или 4140?
Из-за низкого содержания углерода сталь 1018 более мягкая и хрупкая, чем 4140. Поэтому, если вам нужна твердость, сталь 4140 — это лучший вариант.
4140 — это углеродистая сталь?
Да, 4140 — это углеродистая сталь с умеренным содержанием углерода. Она содержит около 0.380% — 0.430% углерода.
Что такое термообработанная сталь 4140?
Термообработанная сталь 4140 означает, что сталь была подвергнута термообработке для повышения ее прочности, вязкости и износостойкости. Такие стали подходят для тяжелых условий эксплуатации.
Достаточно ли твёрда предварительно закалённая сталь 4140?
По шкале твердости Роквелла C твердость предварительно закаленной стали 4140 обычно составляет от 28 до 32 HRC.
