UNS G43400 (uçak kalitesi E4340 = G43406) · ASTM A29 / SAE J404 bandı: C %0,38-0,43 – Mn %0,60-0,80 – Si %0,15-0,35 – Cr %0,70-0,90 – Ni %1,65-2,00 – Mo %0,20-0,30 – P en çok %0,035 – S en çok %0,040 – kalan Fe. UÇAK KALİTESİ E4340’ta fosfor ve kükürt tavanı %0,025’e çekilir (Aircraft Materials ve Smiths Advanced). BELİRLEYİCİ ELEMENT NİKELDİR: %1,65-2,00 nikel 4140’ta yoktur ve bu kalitenin derin sertleşmesinin sebebi budur. W.Nr. / EN ATAMASI KAYNAKLAR ARASINDA ÇELİŞKİLİDİR ve bu yüzden karta TEK BİR NUMARA YAZILMAMIŞTIR: Virgamet sayfası başlıkta 40NiCrMo8-4 ve 1.6565 verir ama aynı sayfanın gövdesinde 1.6565’i 40NiCrMo6 ile, 40NiCrMo8-4’u 1.6562 ile eşler ve AISI 4340’a en yakın eşdeğer olarak 40NiCrMo7 (UNI) / 40NCD7 (AFNOR) gösterir; Otai 1.6511 / 36CrNiMo4 ve 34CrNiMo6 / 1.6582 verir; Flame Hardening 1.6565 ile birlikte ‘~EN24’ der. Bunların kimyasal bantları birbirinden farklıdır. SİPARİŞ, W.Nr. ÜZERİNDEN DEĞİL, UNS G43400 / ASTM A29 kimyası ve AMS numarası üzerinden verilmelidir. MARTENZİTİK ISLAH ÇELİĞİDİR: östenitleme + yağa su verme + temperleme ile sertleşir. PASLANMAZ DEĞİLDİR. ÇÖKELME SERTLEŞMEZ; H900 / H1025 benzeri bir yaşlandırma kademesi YOKTUR.
Kesit kalın olduğu halde merkeze kadar sertlik ve tokluk istenen parçalar için alınır: uçak iniş takımı bileşenleri, tahrik ve şanzıman milleri, ağır kesitli krank ve dişli, yüksek mukavemetli bağlantı elemanı, ASTM A320 Grade L43 düşük sıcaklık cıvatası.
Formlar
Yuvarlak çubuk · lama · levha · sac · boru · dövme. Tüm formlar sipariş bazında temin edilmektedir; 4340 VAR ürün sayfasında ‘istenen ölçü ve formda, sertifikalı olarak temin edilir’ denmektedir.
Standartlar
AMS (doğrulanmış, düz 4340 kimyası 0,80Cr – 1,8Ni – 0,25Mo – C %0,38-0,43): 6415 (ÇUBUK, DÖVME, MEKANİK TUBE, DÖVME KÜTÜĞÜ; hava ergitme; temel numara) · 6414 (aynı formlar; VAKUM ARK YENİDEN ERGİTME / VAR şartlı) · 6409 (aynı formlar; ÖZEL UÇAK KALİTESİ TEMİZLİK; NORMALİZE VE TEMPERLENMİŞ) · 6484 (aynı formlar; NORMALİZE VE TEMPERLENMİŞ) · 6359 (SAC, ŞERİT, LEVHA; uçak kalitesi) · 6454 (SAC, ŞERİT, LEVHA; VAR şartlı) · 6456 (KAYNAK TELİ — dikkat: bu numaranın karbonu %0,35-0,40’tir ve başlığı SAE 4340Mod’dur; düz 4340 değildir). Eski askeri şartname: AMS-S-5000 / MIL-S-5000. ASTM: A29 / A29M (genel şartlar) · A304 (sertleşebilirlik şartlı alaşımlı çubuk) · A322 (standart kalite alaşımlı çubuk) · A331 (soğuk çekilmiş çubuk) · A506 (sıcak haddelenmiş sac ve şerit) · A519 (dikişsiz mekanik tube) · A646 (premium kalite havacılık bloom ve kütük; 4340-7 sınıfı) · A711 (dövme kütüğü) · A752 (tel çubuk) · A829 (alaşımlı yapı levhası) · A320 Grade L43 (düşük sıcaklık cıvata). EN / ISO: W.Nr. ataması çelişkilidir; kimlik alanına bakınız. AMS NUMARALARI BİRBİRİNİN YERİNE GEÇMEZ. Altı numara aynı kimyasal bandı taşır ama ERGİTME YOLU, TEMİZLİK SEVİYESİ ve TESLİM DURUMU farklıdır: 6415 hava ergitme temel numarasıdır; 6414 VAKUM ARK YENİDEN ERGİTME (VAR) şartı getirir;
Artısı
Tek en önemli pratik üstünlüğü, aynı çekme bandını çok daha kalın kesitte tutabilmesidir ve bunun sayısal karşılığı aynı standardin (AS 1444-1996) aynı koşul harfi tablosunda okunur: 250 mm kesitte 4340 için T koşulu 850-1000 MPa çekme ve en az 570 MPa akma ile verilirken, aynı kesitte 4140 için…
Kaynak
KAYNAK EDİLEBİLİR AMA 4140’TAN DAHA ZORDUR, çünkü sertleşebilirliği daha yüksektir: ısı tesir bölgesi daha geniş bir soğuma hızı aralığında martenzite döner.
Sınırları
1) PASLANMAZ DEĞİLDİR. Kromu %0,70-0,90’dir ve pasif tabaka oluşturmaz; korozyon koruması zorunludur. Nikel oranı yüksek diye paslanmaz sanılması bu kalitede sık yapılan bir hatadır.
2) YÜKSEK MUKAVEMET = YÜKSEK HİDROJEN RİSKİ. 4340’ın kullanıldığı mukavemet seviyeleri (1400 MPa ve üstü) hidrojen gevrekliğine en duyarlı bölgedir.
Veriler üretici veri sayfalarından derlenmiştir · sipariş öncesi güncel şartnameden teyit ediniz
Bu sayfada · tıklayın, ilgili bölüme gider
Ürün Formuna Göre StandartlarKaynak, Isıl İşlem ve Talaşlı İmalatTemperleme Sıcaklığı ve Sertlik · 4140, 4340 ve 300MSık Sorulan Sorular
AISI 4340, nikel-krom-molibden üçlüsüyle alaşımlandırılmış, derinlemesine sertleşebilen yüksek mukavemetli bir konstrüksiyon çeliğidir. Alaşımlı çelikler grubunun havacılık ve savunma sanayisinde en çok tercih edilen kalitesi olup UNS karşılığı G43406’dır. E4340 ve 4340 adlarıyla da anılır.
Bileşimindeki %1,65-2,00 nikel tokluğu, %0,70-0,90 krom sertleşebilirliği ve aşınma direncini, %0,20-0,30 molibden ise yüksek sıcaklıkta dayanımı ve temper gevrekliğine karşı direnci sağlar. Bu birleşim malzemeye yüksek yorulma dayanımı kazandırır; tekrarlı yük altında çalışan kritik parçalarda bu nedenle tercih edilir.
Vakumda ergitilmiş kalitesi AMS 6414 kapsamında tanımlanır ve temizlik derecesi kritik olan havacılık uygulamalarında kullanılır. AMS 6415 çubuk ve dövme ürünleri, AMS 6484 ise normalize edilmiş ve temperlenmiş çubukları kapsar. Isıl işlem sırası: 900 °C normalizasyon 1 saat, 815 °C östenitleme 1 saat, yağda su verme, ardından 245 °C’de 2’şer saat çift temperleme.
Yüksek gerilme altında çalışan parçalarda, iniş takımı elemanlarında, şaftlarda, bağlantı elemanlarında ve yapısal parçalarda yaygın kullanılır. Yuvarlak, altıköşe, lama, levha, dövme taslağı ve kaynak teli formlarında tedarik edilebilir.
Kimyasal Bileşim · AISI 4340
DEFENCE METAL
C — Karbon
%0,38-0,43
Mn — Manganez
%0,65-0,85
Si — Silisyum
%0,15-0,30
Cr — Krom
%0,70-0,90
Ni — Nikel
%1,65-2,00
Mo — Molibden
%0,20-0,30
P + S
max %0,025
Fe — Demir
Kalan
Mekanik Özellikler · AISI 4340
DEFENCE METAL
Tavlı durum
max 235 HB
Sertleştirilmiş + temperlenmiş
Rm 1793 MPa (260 ksi)
Akma Rp0,2
1496 MPa (217 ksi)
Uzama (4D)
%10
Kesit daralması
%30
Standartlar ve Karşılıkları · AISI 4340
DEFENCE METAL
Ticari ad
AISI 4340
UNS
G43406
AMS
6414 · 6415 · 6484
Temin edilebilen formlar
Yuvarlak çubuk · Lama · Levha · Sac · Boru · Dövme Tüm formlar sipariş bazlı temin edilmektedir.
Ürün Formuna Göre Standartlar
ÜRÜN FORMUNA GÖRE STANDARTLAR
DEFENCE METAL
Ürün formu
Standartlar
Yuvarlak çubuk · lama · dövme · ring · mekanik tube · dövme kütüğü
ASTM A752 (alaşımlı tel çubuk). 4340 için dört kaynakla doğrulanmış, kaynak teli dışında bir AMS TEL numarası bulunamamıştır.
Kaynak dolgu metali
AMS 6456 — ‘Steel, Welding Wire 0.80Cr 1.8Ni 0.25Mo (0.35-0.40C) (SAE 4340Mod) Vacuum Melted’. DİKKAT: karbonu %0,35-0,40’tir ve başlığı 4340Mod’dur; ana metal siparişine yazılmaz.
Düşük sıcaklık cıvatası
ASTM A320 Grade L43 — taban alaşım 4340; en düşük temperleme sıcaklığı 593 °C (1100 °F); -101 °C (-150 °F) Charpy şartı. 4140 tabanlı sınıf L43 DEĞİL, L7’dir.
Ekşi (sour) servis
NACE MR0175 / ISO 15156-2 — karbon ve düşük alaşımlı çelikler 22 HRC’yi aşmadıklarında ek test olmadan kabul edilir. 4340’ın tipik çalışma sertliği bu tavanın üstündedir; ekşi servis için kalite seçimi baştan yapılmalıdır.
Kaplama sonrası hidrojen giderme
SAE AMS 2759/9 (Hydrogen Embrittlement Relief / Baking of Steel Parts) — tipik tav 190-218 °C, 2-24 saat, maruziyetten sonraki 1-4 saat içinde başlatılır.
Kaynak prosedür grubu
ASME Bölüm IX P-No ATAMASI YAZILMAMIŞTIR: 4340 bir ASME BPVC taban malzemesi olarak listelenmediği için dört bağımsız kaynakla doğrulanmış bir P-No bulunamamıştır.
AMS numaraları her satırda ÖNCE, ASTM sonra yazılmıştır. Aynı ürün formunda birden çok AMS numarası varsa bunlar SEÇENEK DEĞİLDİR: 6415 hava ergitme, 6414 VAR, 6409 özel temizlik + normalize ve temperlenmiş, 6484 normalize ve temperlenmiştir. Son satır bilerek eklenmiştir: 4340 adıyla dolaşan ama başka alaşımlara ait numaralar burada toplu halde gösterilir. Tel (kaynak teli dışında) ve boru (pipe) için 4340’a özgü, dört kaynakla doğrulanmış bir AMS numarası bulunamamıştır.
AISI 4340 siparişlerinde iki nokta öne çıkar. Birincisi, aynı malzeme hava ergitme ve vakum ark ile yeniden ergitme (VAR) olarak iki ayrı temizlik sınıfında satılır: AMS 6415 hava ergitme, AMS 6414 ise VAR premium kalitedir — daha temiz, enine tokluğu ve yorulma ömrü belirgin yüksektir. İkincisi, AMS 6484 ve AMS 6409 farklı bir alaşım değil, aynı malzemenin normalize + temperlenmiş teslim halleridir.
Ürün Formuna Göre Standartlar · AISI 4340 (G43400)
ASTM A320 / A320M Grade L43 (−101 °C darbe testli)
Kaynak teli
AMS 6456 (4340 Mod, vakum ergitmeli)
Sertleşebilirlik şartlı çubuk
ASTM A304
Önemli uyarı: 4340 sık sık 34CrNiMo6 (1.6582) ile eşdeğer gösterilir; bu yaklaşık bir muadildir, kimyasal eşdeğer değildir. 34CrNiMo6 daha düşük karbonlu, yaklaşık iki kat kromlu ve daha düşük nikellidir. 850–1000 MPa sınıfı genel makine parçalarında pratikte sorun çıkarmaz, ancak AMS veya ASTM sertifikası isteyen bir havacılık ya da API siparişinde kabul edilmez. Kimyasal olarak birebir karşılık isteniyorsa 40NiCrMo7 veya 1.6562 / 40NiCrMo8-4 talep edilmelidir.
Kaynak, Isıl İşlem ve Talaşlı İmalat
ISIL İŞLEM — ŞEMATİK
DEFENCE METAL
1 · SICAK ŞEKİLLENDİRME / DÖVME
Adım
1 · SICAK ŞEKİLLENDİRME / DÖVME
Özet
Isıl işlem değil, on şarttır. Dövme bitiş sıcaklığı ve sonrasındaki soğutma, normalizasyon ihtiyacını belirler.
Sıcaklık
Kaynaklar üst sınırda ayrışır. Flame Hardening 850-1050 °C · Otai ve Compraco (theworldmaterial) 1065-1230 °C (1950-2250 °F) · AZoM 427-1233 °C (1800-2250 °F) verir; AZoM’un alt sınırının 427 °C olması bir birim/aktarım hatasıdır ve KULLANILMAMIŞTIR.
Süre
Kesitin tamamı sıcaklığa gelene kadar. Dört bağımsız kaynakta sayısal süre doğrulanamadığı için süre yazılmamıştır.
Soğutma
Flame Hardening: dövme sonrası FIRINDA yavaş soğutma.
Sonuç sertlik
Dövme sonrası sertlik kesit ve soğutma hızına bağlıdır; bağlayıcı bir sertlik yazılmamıştır.
DEFENCE METAL
2 · NORMALİZASYON
Adım
2 · NORMALİZASYON
Özet
Dövme veya haddeleme sonrası yapıyı tekdüzeleştirir. Su verme öncesi önerilir.
Sıcaklık
840-930 °C. Carpenter 871-927 °C (1600-1700 °F) · Flame Hardening 850-880 °C · Virgamet 840-870 °C · Compraco 845-900 °C. Bantlar üst uçta ayrışır; ORTALAMA ALINMAMIŞTIR.
Süre
Dört bağımsız kaynakta sayısal süre doğrulanamadığı için süre yazılmamıştır.
Soğutma
HAVADA soğutma (Carpenter, Flame Hardening, Virgamet, Compraco — dört kaynak aynı).
Sonuç sertlik
Compraco 870 °C normalizasyon için 363 HB, 1282 MPa çekme ve 862 MPa akma verir. Bu değer ASM veri tabanı kökenlidir ve dört bağımsız kaynakla teyit edilememiştir; bu yüzden sertlik-mukavemet tablosuna ALINMAMIŞTIR.
DEFENCE METAL
3 · TAVLAMA
Adım
3 · TAVLAMA
Özet
İşlenebilirlik için yumuşatma. Kaynaklar alt kritik ve kritik üstü tavlamayı ayrı ayrı verir.
Sıcaklık
ALT KRİTİK (yumuşatma): Flame Hardening 650-700 °C · Virgamet 660-700 °C. KRİTİK ÜSTÜ (tam tavlama): AZoM 844 °C (1550 °F) · Otai 844 °C · Vulcan ve Flame Hardening 800-850 °C · Compraco 830-860 °C. İki tavlama AYNI ŞEY DEĞİLDİR ve sipariş metninde hangisinin istendiği yazılmalıdır.
Süre
Kesitin tamamı sıcaklığa gelene kadar. Dört bağımsız kaynakta sayısal süre doğrulanamadığı için süre yazılmamıştır.
Tavlı durumda en çok 235 HB (Aircraft Materials ve Rickard). Rickard tavlı durum için ayrıca yaklaşık 860 MPa (125 ksi) çekme verir; bu değer dört bağımsız kaynakla teyit edilemediği için tabloya alınmamıştır.
DEFENCE METAL
4 · ÖSTENİTLEME + SU VERME (sertleştirme)
Adım
4 · ÖSTENİTLEME + SU VERME (sertleştirme)
Özet
Sertliği veren kademe budur. 4340’ın nikeli, martenzit oluşumunu kalın kesitte de mümkün kılar.
Sıcaklık
800-875 °C. Carpenter 802-857 °C (1475-1575 °F) · Flame Hardening 830-860 °C · Virgamet 810-840 °C · AZoM ve Otai 830 °C (1525 °F) · Compraco 800-845 °C. AYRIŞAN KAYNAK: Industeel 875 °C verir ve AC1’i 705 °C, AC3’u 760 °C olarak bildirir. ORTALAMA ALINMAMIŞTIR.
Süre
Compraco 25 mm kalınlık başına en az 15 dakika verir. Tek bir sayısal süre dört bağımsız kaynakta doğrulanamadığı için bağlayıcı süre yazılmamıştır.
Soğutma
YAĞ. Carpenter, Flame Hardening, Virgamet, AZoM, Otai ve Compraco’nun tamamı yağ verir. Compraco yağ sıcaklığının 65 °C altında tutulmasını veya 200-210 °C tuz banyosu kullanılmasını yazar. Industeel kalınlığa ve biçime göre yağ veya su der.
Sonuç sertlik
Su verilmiş temperlenmemiş sertlik için dört bağımsız kaynakta sayı doğrulanamamıştır; bu yüzden yazılmamıştır. Bu durumda malzeme gevrektir ve TEMPERLENMEDEN KULLANILMAZ.
DEFENCE METAL
5 · TEMPERLEME
Adım
5 · TEMPERLEME
Özet
Su verme sonrası ZORUNLUDUR. Sıcaklık hedef mukavemete göre seçilir ve 250-450 °C bandı kullanılmaz.
Sıcaklık
Carpenter 204-649 °C (400-1200 °F) · Compraco 200-650 °C (400-1200 °F) · Flame Hardening 540-680 °C · Virgamet 550-650 °C. YASAK BANT kutusuna bakınız: Industeel 250-450 °C arasından kaçınılmasını yazar.
Süre
Flame Hardening ve Vulcan: sıcaklıkta EN AZ 1 saat. Industeel gerilme giderme için 600 °C’de en çok 2 saat verir.
Soğutma
Havada soğutma (Flame Hardening). Total Materia, geri dönüşümlü temper gevrekliğine karşı 600 °C üzerinden HIZLI soğutmayı önlem olarak verir.
Sonuç sertlik
Temperleme tablosuna bakınız.
DEFENCE METAL
Temperleme tablosu
Açıklama
Tablo temperleme sıcaklığı ile mukavemet ilişkisini gösterir. HER SATIR KAYNAK ADIYLA VERİLMİŞTİR ve satırlar farklı numune/ergitme şartlarından gelir: Carpenter satırları VAKUM ARK ERGİTİLMİŞ (VAC-ARC) Escalloy 4340 için, Compraco satırları ASM veri tabanı kökenli tipik değerlerdir. İki kaynak aynı sıcaklıkta farklı sayılar verir; ORTALAMA ALINMAMIŞTIR. Bu tablo bir sipariş şartnamesi DEĞİLDİR; sipariş AS 1444 koşul harfine veya ASTM A320 L43 gibi bir şartnameye bağlanmalıdır.
DEFENCE METAL
TEMPERLEME YASAK BANDI — 250-450 °C
Adım
TEMPERLEME YASAK BANDI — 250-450 °C
Ne olur
Darbe tokluğu düşer. Bölgeyi iki mekanizma kapsar: temperlenmiş martenzit gevrekliği (TME, geri dönüşümsüz) ve temper gevrekliği (TE, geri dönüşümlü).
Kaynağın adlandırmasıyla
Industeel’in 4340 veri sayfası doğrudan yazar: ‘avoid temperature between 250-450 °C’. Herring (The Heat Treat Doctor): TME 250-400 °C (480-750 °F), mekanizma önceki östenit tane sınırlarında ve latalar arasında sementit çökelmesi ile safsızlık segregasyonu, GERİ DÖNÜŞÜMSÜZ; TE 375-575 °C (705-1070 °F), mekanizma P, Sn, As, Sb’nin tane sınırlarına segregasyonu, 575 °C üzerinde yeniden temperleyip hızlı soğutmakla GERİ DÖNÜŞÜMLÜ. Thermal Processing Magazine: TE 375-575 °C; en belirgin düşük alaşımlı Cr-Ni kalitelerinde. Total Materia: geri dönüşümsüz 250-400 °C, geri dönüşümlü 450-650 °C; önleme yolu 600 °C üzerinden hızlı soğutma ve %0,2-0,3 molibden.
Neden 4340 icin daha kritik
Herring, en yüksek gevrekleşme etkisinin Cr-Ni ve Cr-Mo çeliklerinde görüldüğünü ve krom, nikel ve manganın etkiyi artırdığını yazar. 4340 hem kromlu hem nikelli bir çeliktir; bu yüzden aynı bant, nikelsiz 4140’a göre daha ciddi bir kısıttır. Molibden (%0,20-0,30) etkiyi azaltır ama sıfırlamaz.
Hakemli kaynak notu
Materials Testing 2022’de yayımlanan 4140 ve 4340 temperleme çalışması 300, 450, 550 ve 650 °C temperleme sıcaklıklarını karşılaştırır ve darbe değerinin temperleme sıcaklığıyla birlikte arttığını bildirir; yani bu çalışmada 250-450 °C bandında ayrı bir tokluk çöküşü RAPOR EDİLMEMİŞTİR. Karşıt bulgu olduğu için buraya yazılmıştır.
Servis uyarisi
Bu bant yalnızca bir ISIL İŞLEM yasağı değildir: 250-450 °C bandında uzun süreli SERVİS de aynı mekanizmayı işletir.
Şema şematiktir; zaman ekseni ÖLÇEKLİ DEĞİLDİR. Dört bağımsız kaynakta yayımlanmış bir TTT/CCT eğrisi kullanılmadığı için eğri çizilmemiştir. BU ALAŞIM MARTENZİTİK ISLAH ÇELİĞİDİR: östenitleme + yağa su verme + temperleme ile sertleşir. ÇÖKELME SERTLEŞMEZ; H900 / H1025 / H1150 benzeri bir YAŞLANDIRMA KADEMESİ YOKTUR. Aşağıdaki beş kademe ayrı ayrı doğrulanmıştır. 4340 ÇÖKELME SERTLEŞMEZ. ‘H900 / H1025’ gibi bir yaşlandırma kademesi bu malzemede YOKTUR; o kademeler çökelme sertleşen paslanmazlara aittir. Alt kritik tavlama (650-700 °C) ile tam tavlama (800-860 °C) AYNI ŞEY DEĞİLDİR. Sipariş metninde hangisinin istendiği yazılmalıdır. Su verme ortamı yağdır. Industeel kalınlığa göre su seçeneğini de yazar, ancak 4340’ın yüksek sertleşebilirliği nedeniyle su verme çatlak ve çarpılma riskini belirgin şekilde artırır. Su verilmiş ama temperlenmemiş 4340 KULLANILMAZ. Temperleme, çevrimin zorunlu son adımıdır. Temperleme tablosundaki Carpenter satırları VAKUM ARK ERGİTİLMİŞ malzeme içindir; hava ergitilmiş malzemeye doğrudan uygulanamaz. Ergitme yolu ısıl işlemin bir parçası değildir ama siparişin parçasıdır: AMS 6414 ve AMS 6454 VAR şartı getirir. 250-450 °C bandı konusunda karşıt bir hakemli bulgu da kaydedilmiştir; kart bu bulguyu gizlemez.
Kaynak
GTAW, GMAW, SMAW, elektron ışın, lazer ve direnç kaynağı uygulanabilir; ancak 4340 yüksek sertleşebilirliği nedeniyle ön ısıtma ve kaynak sonrası ısıl işlem olmadan kaynak edilmez. Ön ısıtma ve pasolar arası sıcaklık 205–315 °C aralığındadır. Kaynak, tavlanmış veya normalize + temperlenmiş halde yapılmalıdır; su verilmiş-temperlenmiş parçaya kaynak, ısıdan etkilenen bölgede temperlenmemiş martenzit bırakır. Kaynak sonrası ya tam ısıl işlem (östenitleme + su verme + temperleme) ya da en azından parçanın temperleme sıcaklığının altında gerilim giderme şarttır. Düşük hidrojen uygulaması zorunludur — 4340 hidrojen kaynaklı soğuk çatlağa çok duyarlıdır. Havacılıkta eşleşen dolgu AMS 6456 telidir.
Isıl işlem
Sertleşme martenzitik dönüşüm + temperleme ile sağlanır; nikel, krom ve molibden sertleşebilirliği (hardenability) yükseltir, sertliği veren ise karbondur. Normalizasyon 870–925 °C’de havada yapılır. Sertleştirme için östenitleme 802–857 °C aralığında (pratik hedef 830–860 °C) ve yağda su verme ile yapılır — suda su verilmez, çatlak riski yüksektir. Temperleme 204–649 °C arasında, istenen mukavemete göre, 25 mm kalınlık başına en az 1 saat uygulanır. 4340’ın en belirgin özelliği yüksek sertleşebilirliğidir: 100 mm’ye kadar kesitlerde merkeze kadar martenzitik yapı verir.
Talaşlı imalat
İşlenebilirlik oranı yaklaşık 50–57’dir (B1112 = 100). En iyi işleme durumu tavlı veya normalize + temperlenmiş haldir (≤255 HB). 302–352 HB aralığında işlenebilir ancak takım ömrü belirgin düşer; 45 HRC üzerinde yalnızca CBN ile sert tornalama veya taşlama yapılır. Kalın CVD kaplamalı karbür uçlar, pozitif talaş açısı ve keskin kenar kullanın. Pekleşme orta düzeydedir, ancak köreltilmiş takım yüzeyde sertleşmiş bir tabaka bırakır — sabit ilerleme verin, takımı beklemede tutmayın. Kesme bölgesinde ısı birikimi yerel temperleme veya yeniden sertleşme (beyaz tabaka) yaratabilir; taşlamada yanık ve taşlama çatlağı riski yüksektir, düşük talaş derinliği ve bol soğutucu kullanın.
Temperleme Sıcaklığı ve Sertlik · 4140, 4340 ve 300M
MUKAVEMET DEĞERLERİ
DEFENCE METAL
Koşul
Sertlik
Akma MPa
Çekme MPa
Uzama
Koşul T
248-302 HB
635 en az
850-1000
%13 en az
Koşul U
269-331 HB
740 en az
930-1080
%12 en az
Koşul V
293-352 HB
835 en az
1000-1150
%12 en az
Koşul W
311-375 HB
925 en az
1080-1230
%11 en az
Koşul X
341-401 HB
1005 en az
1150-1300
%10 en az
Tavlı (annealed) teslim durumu
en çok 235 HB
—
—
—
ASTM A320 Grade L43 · düşük sıcaklık cıvatası, çap 100 mm’ye (4 inç) kadar
en çok 321 HBW / 35 HRC
725 en az
860 en az
%16 en az
akma_mpa ve çekme_mpa sütunlarında YALNIZCA MPa değeri vardır; ksi karşılıkları akma_ksi ve çekme_ksi sütunlarındadır. AS 1444 satırları KOŞUL HARFİ ile KESİTİ birlikte tanımlar: aynı koşul harfi ancak belirtilen kesite kadar garanti edilir. ASTM A320 L43 satırı bir CIVATA şartnamesidir ve sertlik TAVANI ile düşük sıcaklık darbe şartı içerir. Temperleme sıcaklığına göre tipik değerler için ısıl işlem diyagramındaki temperleme tablosuna bakınız; o tablo şartname değil, üretici ölçümüdür. Grafikte aralık olarak verilen değerler alt sınırdan çizilmiştir; tam aralık tablodadır. AS 1444 satırları ile ASTM A320 satırı KARŞILAŞTIRILAMAZ: biri yapısal ıslah tablosu, diğeri cıvata şartnamesidir. AS 1444 koşul harfi tek başına bir mukavemet değildir; koşul harfi + kesit birlikte yazılmalıdır. ASTM A320 L43’te en düşük temperleme sıcaklığı 593 °C’dir. Bu, 250-450 °C yasak bandının çok üzerindedir ve şartname bu bandı fiilen dışarıda bırakır. Tavlı durum için çekme/akma sayıları TABLOYA ALINMAMIŞTIR: bulunan değerler aynı ASM veri tabanından türemiş kopyalardır ve dört bağımsız kaynak şartı sağlanmamıştır. AMS numaralarının kendi mekanik minimumları tabloya alınmamıştır; AMS metinleri ücretlidir ve dört bağımsız kaynakla doğrulanamamıştır.
Yağda su verilmiş ince kesitte tipik temperleme sıcaklığı–sertlik ilişkisi. Kaynaklar arasında ±3 HRC sapma vardır ve kesit kalınlığı arttıkça değerler düşer:
Temperleme Sıcaklığı · Tipik Sertlik (yağda su verilmiş, ince kesit)
DEFENCE METAL
204 °C
~52 HRC — çekme ≈ 1900–1930 MPa
260 °C
~49 HRC — çekme ≈ 1830 MPa
316–371 °C
~45–47 HRC — bu aralıkta temperlemeden kaçının (gevreklik bölgesi)
427 °C
~41 HRC
482 °C
~38 HRC
538 °C
~35 HRC
593 °C
~30 HRC — çekme ≈ 1140 MPa
649 °C
~25 HRC
İki ayrı gevrekleşme tuzağı vardır: yaklaşık 260–370 °C aralığında temperleme temperlenmiş martenzit gevrekliğine yol açar (pratik kural: ya 204–260 °C ya da 385 °C ve üzeri); ayrıca 375–575 °C bandından yavaş soğuma klasik temper gevrekliği yaratır — temperleme sonrası fırından çıkarıp havada veya daha hızlı soğutun.
4340’ın yüksek silisyumlu, vanadyum katkılı vakum ergitmeli versiyonu; 1860–1930 MPa seviyesinde belirgin daha iyi tokluk
İkame edilebilir mi?
300M yerine 4340 kesinlikle kullanılamaz — o mukavemet seviyesinde 4340 gevrek kalır. Mühendislik onayı olmadan yapılmaz
Sık Sorulan Sorular
4340 ile 4140 arasındaki gerçek fark nedir?
Karbon her ikisinde de aynıdır (%0,38–0,43). Fark alaşımdadır: 4140’ta nikel yoktur, 4340’ta %1,65–2,00 nikel bulunur. Nikel sertliği değil sertleşebilirliği ve tokluğu artırır. İnce kesitte aynı sertliği hedefliyorsanız 4140 yeterlidir ve daha ucuzdur. Kalın kesitte merkeze kadar sertlik veya aynı sertlikte daha yüksek darbe tokluğu istiyorsanız 4340 alın; aynı temperleme sıcaklığında yaklaşık 2–5 HRC daha yüksek kalır. İnce kesitli bir parçada 4340 kullanmak gereksiz maliyettir.
AMS 6414 ile AMS 6415 arasındaki fark nedir?
İkisi de aynı kimyayı ve aynı ürün formlarını (çubuk, dövme, tüp) kapsar. AMS 6415 hava ergitme, AMS 6414 ise vakum ark ile yeniden ergitilmiş (VAR) premium kalitedir — çok daha temiz, fosfor ve kükürt ≤ %0,010, enine tokluk ve yorulma ömrü belirgin yüksek. Uçuş kritik parçalarda 6414 istenir; genel yüksek mukavemetli makine parçasında 6415 yeterlidir.
Yüksek mukavemetli 4340 parçayı kaplatacağım, dikkat etmem gereken bir şey var mı?
Evet. Yaklaşık 1200 MPa / 40 HRC üzerindeki 4340 hidrojen gevrekliğine çok duyarlıdır. Elektrolitik kaplama veya asitle temizleme sonrası gerilim giderici pişirme (baking) zorunludur; uygulanacak çevrim ASTM B850 kılavuzuna göre belirlenir. Ayrıca 4340 paslanmaz değildir — hiçbir korozyon direnci yoktur, boya veya kaplama ile korunması gerekir ve yüksek mukavemetli halde klorürlü ortamda gerilmeli korozyon çatlaması riski yüksektir.
KARŞILAŞTIRMA
DÖRT AYRI ÖLÇÜT, HER BİRİ TEK BİR KAYNAK AİLESİNDEN OKUNMUŞTUR. (1) KİMYA: üç kalitenin de bandı ASTM A29 / SAE J404’ten alınmıştır; böylece nikel, krom ve molibden aynı şartname mantığıyla karşılaştırılır. (2) SERTLEŞEBİLİRLİK DERİNLİĞİ: 4340 ve 4140 için AYNI YAYINCININ (Flame Hardening Services) AYNI STANDARDI (AS 1444-1996) AYNI FORMATTA uyguladığı koşul harfi – kesit – çekme bandı tabloları kullanılmıştır. Ölçüt şudur: ‘aynı çekme bandı hangi kesite kadar tutuluyor’. Bu eşleme kesiti ve deney kuralını sabit tuttuğu için tek karşılaştırılabilir sayıdır. (3) DÜŞÜK SICAKLIK TOKLUĞU: ASTM A320’nin aynı ailesindeki sınıf ataması (L7 = 4140, L43 = 4340). (4) ERGİTME VE TEMİZLİK: SAE AMS başlık kayıtlarından doğrulanan numaralar. Farklı kaynaklardan toplanan sertlik veya çekme sayıları yan yana KONMAMIŞTIR.
DEFENCE METAL
Kalite
UNS
W.-Nr.
Karbon
Nikel
Krom
Molibden
Sertlesebilirlik derinligi
Tokluk
Ams ergitme
Tipik kullanım
AISI 4340
G43400 (uçak kalitesi E4340 = G43406)
W.Nr. ataması kaynaklar arasında ÇELİŞKİLİDİR (1.6565 / 40NiCrMo8-4, 1.6511 / 36CrNiMo4 ve 1.6582 / 34CrNiMo6 farklı kaynaklarda verilir); karta tek numara yazılmamıştır
%0,38-0,43
%1,65-2,00
%0,70-0,90
%0,20-0,30
AS 1444 koşul tablosunda 250 mm kesitte T koşulu tutulur: 850-1000 MPa çekme, en az 635 MPa akma, 248-302 HB. Üst üç X koşuludur: 30 mm kesitte 1150-1300 MPa.
Düşük sıcaklık tokluğu bu grubun en yükseğidir: ASTM A320 Grade L43 -101 °C’de 27 J Charpy ortalaması şartını 4340 tabanlı olarak koyar.
VAR ŞARTLI AMS VARDIR: 6414 (çubuk, dövme, tube, dövme kütüğü) ve 6454 (sac, şerit, levha). Ayrıca 6409 özel uçak kalitesi temizlik şartı taşır.
Uçak iniş takımı, tahrik ve şanzıman milleri, ağır kesitli krank ve dişli, yüksek mukavemetli bağlantı elemanı, ASTM A320 L43 cıvatası.
AISI 4140
G41400 (uçak kalitesi E4140 = G41406)
1.7225 / 42CrMo4 (yakın eşdeğer; ASTM ve EN bantları krom ve mangan tarafında birebir örtüşmez)
%0,38-0,43
ŞARTNAMEDE YOK (artık element)
%0,80-1,10
%0,15-0,25
AS 1444 koşul tablosunda 250 mm kesitte yalnızca R ve S koşulları tutulur: 700-930 MPa çekme. Üst üç W koşuludur: 20-30 mm kesitte 1080-1230 MPa. EN 10083-3 +QT tarafında da aynı eğilim görülüyor: 16 mm’de en az 900 MPa akma, 250 mm’de en az 500 MPa akma.
AS 1444 tablosunda Izod 27-54 J; EN 10083-3 +QT’de KV en az 35 J. Düşük sıcaklık şartlı sınıfı ASTM A320 L7’dir.
VAR ŞARTLI AMS NUMARASI YOKTUR. En yüksek temizlik şartı AMS 6529’un normalize çubuk için getirdiği ‘özel uçak kalitesi temizlik’ ibaresidir.
Mil ve şaft, dişli, hidrolik silindir mili, kalıp tutucu, ASTM A193 B7 saplama ve A320 L7 cıvata, sondaj parçaları.
AISI 8740
G87400
Dört bağımsız kaynakla doğrulanmış bir W.Nr. eşdeğeri bulunamamıştır
%0,38-0,43
%0,40-0,70
%0,40-0,60
%0,20-0,30
Nikel ve krom oranları 4140 ile 4340 arasındadır. AS 1444 veya eşdeğeri bir kesit-mukavemet tablosu dört bağımsız kaynakta doğrulanamadığı için BU SATIRA SAYI YAZILMAMIŞTIR.
Tavlı durumda Izod 41 J (AZoM, ASM veri tabanı kökenli). Islah durumu için dört kaynaklı sayı bulunamamıştır.
6322 (çubuk, dövme, ring) · 6323 (mekanik tube) · 6325 ve 6327 (çubuk, dövme) · 6358 (sac, şerit, levha) · 7452 (cıvata ve vida) · 7456 (saplama) · 7496 (flaş kaynaklı ring). VAR şartlı bir numara bu listede doğrulanmamıştır.
Aks, sondaj tij bağlantısı, matkap ve rayba gövdesi, uçak motoru cıvatası, piston kolu.
DEFENCE METAL
Ek bilgiler
Nikel farki
Tek belirleyici kimyasal fark NİKELDİR. 4140’ta nikel şartnamede YOKTUR; 8740’ta %0,40-0,70; 4340’ta %1,65-2,00. Karbon üç kalitede de %0,38-0,43’tur, yani ULAŞILABİLEN AZAMI SERTLİK ÜÇÜNDE DE BENZERDİR. Nikel karbür oluşturmaz; ferriti katı çözelti ile mukavemetlendirir ve dönüşüm sıcaklığını düşürür. Pratik sonucu ikidir: aynı karbonda daha derin sertleşme ve daha yüksek düşük sıcaklık tokluğu. FARK SERTLİKTE DEĞİL, O SERTLİĞİN KESİT İÇİNDE NE KADAR DERİNE İNDİĞİNDEDİR.
Derinlik sayisi
Aynı tablodan okunan sayı şudur: 250 mm kesitte 4340 için 850-1000 MPa çekme (T koşulu) garanti edilirken, 4140 için aynı kesitte 700-930 MPa (R ve S koşulları) verilir. 30 mm kesitte ise 4340 1150-1300 MPa’ya (X koşulu) çıkar, 4140 1080-1230 MPa’da (W koşulu) kalır.
Ergitme farki
Siparişi belirleyen ikinci fark ergitme yoludur: 4340 VAR şartlı AMS numaralarıyla (6414 ve 6454) temin edilebilir; 4140’ta VAR şartlı AMS numarası YOKTUR ve 8740 listesinde de doğrulanmamıştır. Yeniden ergitilmiş malzeme isteyen bir şartname yalnızca 4340 ile karşılanabilir.
Ortak sinir
ÜÇÜ DE ISLAH ÇELİĞİDİR VE ÜÇÜ DE PASLANMAZ DEĞİLDİR. Korozyon koruması, kaplama sonrası AMS 2759/9 hidrojen giderme tavı ve NACE MR0175 / ISO 15156-2’nin 22 HRC sınırı üç kalite için de aynen geçerlidir. Ayrıca 250-450 °C temperleme bandı üç kalitede de sorunludur ve Herring’e göre Cr-Ni’li 4340’ta en belirgindir.
Temper farki
Temper gevrekliği açısından sıralama tersine döner: Herring, en yüksek gevrekleşme etkisinin Cr-Ni ve Cr-Mo çeliklerinde görüldüğünü ve krom ile nikelin etkiyi artırdığını yazar. Yani 4340’ın nikeli sertleşebilirlik tarafında kazanç, temperleme bandı tarafında kısıttır.
Sertleşebilirlik karşılaştırması AYNI YAYINCININ AYNI STANDARDI aynı formatta uyguladığı tablolardan okunmuştur; bu, farklı kaynaklardan sayı toplamaktan daha güvenlidir. Bir yayıncı (Vulcan) 4140 ve 4340 için AYNI koşul-kesit tablosunu verir ve bu iki kaliteyi ayırmaz; bu çelişki kaydedilmiştir ve karşılaştırmada Flame Hardening tabloları kullanılmıştır. 8740 satırında sertleşebilirlik için SAYI YAZILMAMIŞTIR; dört bağımsız kaynakta kesit-mukavemet tablosu bulunamamıştır. Nikelin sonucu ‘daha sert’ değil ‘daha derin sert’tir; üç kalitenin de karbonu aynı banttadır. Nikel temper gevrekliği tarafında bir DEZAVANTAJDIR; karşılaştırma bu ters yönü de gösterir.
→ Kimyasal bileşim, mekanik özellikler ve ısıl işlem bilgileri için: 4340 VAR teknik veriler
