一、材料概述

AISI/SAE 4340 是一种镍铬钼合金机械钢，对应标准 AISI/SAE 4340（UNS G 43400），广泛应用于需要高强度与良好韧性兼具的场景。

二、化学成分（典型值）

  • 碳（C）：0.40%
  • 锰（Mn）：0.70%
  • 磷（P）：最大 0.020%
  • 硫（S）：最大 0.020%
  • 硅（Si）：0.25%
  • 镍（Ni）：1.80%
  • 铬（Cr）：0.80%
  • 钼（Mo）：0.25%

三、材料特性

4340 属于高合金化重型钢，相比 4100 系列具有更深的淬透性，同时延展性和韧性更优，这些优势在需要高强度的大型部件中得到充分体现。其高疲劳强度使其成为严苛条件下高应力部件的理想选择，既适应高温也适应低温环境，并具备良好耐磨性。

四、典型应用

高强度机械部件、重型轴、高拉伸螺栓和螺柱、齿轮、轴、曲轴、镗杆以及井下钻探部件。

五、热处理工艺

  • 锻造：最高 1200℃ 开始，950℃ 结束
  • 正火：900℃ 空气冷却
  • 淬火和回火：鉴于 4340 的空淬特性，除非随后进行回火，否则不推荐正火。810℃/860℃ 油淬

六、力学性能参考

退火典型值：

  • 抗拉强度：80,000 psi
  • 屈服强度：80,000 psi
  • 延伸率：28%
  • 断面收缩率：57%
  • 硬度：最大 22 Rc（表面）

热处理及应力消除后（ASTM A 434）：

  • 2" 直径：抗拉强度 162,000 psi，屈服强度 145,000 psi
  • 8" 直径：抗拉强度 104,000 psi，屈服强度 81,500 psi

七、加工与供货状态

4340 的加工性以 BhN 硬度和相对切削性能百分比表示，硬度越高加工难度越大。该钢通常以热轧、正火、退火、淬火和回火状态供货。