Różnice między stalą znormalizowaną a wyżarzoną 4130

Proces ogrzewania i chłodzenia w różnym stopniu wpływa na twardość stali. Względnie wysokowęglowe, wysokostopowe stale, takie jak American Iron and Steel Institute (AISI) 4130, muszą zostać poddane obróbce cieplnej przed obróbką mechaniczną lub formowaniem. Dwa procesy zmieniają twardość 4130, wyżarzanie i normalizowanie, przy czym oba mogą być stosowane w zależności od pożądanego zastosowania stali.

Stal AISI 4130 ma specjalistyczny skład chemiczny, który nadaje mu unikalny zestaw właściwości. Stal ma zawartość węgla od 0,28 do 0,33 procent, zawartość chromu od 0,8 do 1,1 procent, mangan zawartość między 0,7 a 0,9 procent, molibden między 0,15 a 0,25 procent oraz zawartość krzemu między 0,15 a 0,35 procent. Ta chemia tworzy stal o pewnej odporności na korozję i zdolności do hartowania.

Wyżarzanie jest procesem zmiany struktury molekularnej stali do jej stanu równowagi. Może być analogiczny do wyrobu cukierków, jeśli wyobrażamy sobie, że syrop cukierkowy powoli tworzy kryształy. W miarę wzrostu kryształów materiał staje się mniej plastyczny i trudniejszy do zgięcia. Proces ten zachodzi w stali podczas obróbki, obróbki lub podgrzewania. Gdy 4130 ogrzewa się i utrzymuje w temperaturze 1525 stopni, krystaliczna struktura stali zaczyna wracać do stanu plastycznego. W pełni wyżarzony 4130 ma wytrzymałość na rozciąganie 81 200 funtów na cal kwadratowy i twardość Rockwella 95.

Normalizacja jest procesem podobnym do wyżarzania, z tym wyjątkiem, że metal ogrzewa się do wyższej temperatury i powoli chłodzi przez kilka godzin, a nawet dni. To powolne chłodzenie usuwa prawie wszystkie naprężenia wewnętrzne w stali 4130 i tworzy plastyczny materiał o wyższej wytrzymałości na rozciąganie w porównaniu ze stalą wyżarzoną przy 106 000 psi. Stal ma tę samą twardość Rockwella i inne właściwości fizyczne, ale jest znacznie bardziej sprężysta podczas obróbki.