composition chimique

C	0.38-0.43%
Mn	0.75-1.00%
P	Inférieur ou égal à 0,035%
S	Inférieur ou égal à 0,040%
Si	0.15-0.35%
Cr	0.80-1.10%
Mo	0.15-0.25%

L'ajout de chrome et de molybdène améliore sa dureté, sa résistance à l'usure et à la corrosion, ce qui en fait un acier allié polyvalent.

propriété mécanique

Le processus de laminage à froid augmente la résistance et la dureté de l'acier 4140. Les propriétés spécifiques dépendent de l'état du traitement thermique (par exemple recuit, normalisé ou trempé et revenu).

résistance à la traction	655 à 950 MPa (95 000 à 138 000 psi), plus faible à l'état recuit, plus élevée après trempe et revenu.
limite d'élasticité	415 à 585 MPa (60 000 à 85 000 psi), augmentée par l'écrouissage à froid après laminage à froid.
élongation	15-25% (état recuit), légèrement inférieur après laminage à froid, estimé à 10-15%.
dureté	Dureté Brinell (HB) 187-229 (recuit), Rockwell C 19-24 après laminage à froid.
module d'élasticité	205 GPa (29 700 ksi)
module de cisaillement	80 GPa (11 600 ksi)
Coefficient de Poisson	0.27-0.30

Le processus de laminage à froid augmente la résistance grâce à l'écrouissage à froid, mais peut réduire la ductilité. Un traitement thermique approprié doit être sélectionné en fonction de l'application.

scénario d'application

À quoi peut servir l’acier laminé à froid 4140 ?

Automobile:vilebrequins, bielles, engrenages, essieux.
Aérospatial:composants de train d'atterrissage, pièces mécaniques.
Industriel:outils, moules, forets, gabarits.
Pétrole et gaz :tiges de forage, vannes, raccords.
Agriculture:pièces mécaniques, arbres de transmission.

Traitement et traitement de surface

État des surfaces : L'acier laminé à froid-a une surface lisse sans calamine, ce qui convient aux applications de précision ou à la peinture ultérieure.
Usinabilité: Bonne usinabilité à l'état recuit, avec un score d'environ 66% (avec AISI 1212 à 100%). Son usinage est légèrement plus difficile après laminage à froid.
Soudabilité: Soudable, mais un préchauffage (150-260 degrés) et un refroidissement lent après le soudage sont nécessaires pour éviter les fissures.
Résistance à l'usure: Mieux que l'acier au carbone ordinaire, adapté aux environnements à forte usure.

Avantages :

Haute résistance et ténacité, adaptées aux applications-à fortes contraintes.
Bonne résistance à l'usure et à la fatigue.
Finition de surface élevée et précision dimensionnelle, adaptée aux pièces de précision.
Les propriétés peuvent être ajustées par traitement thermique.

Inconvénients :

Le coût est plus élevé que celui de l'acier au carbone ordinaire (comme le 1018).
Il a une résistance moyenne à la corrosion et est sujet à la rouille lorsqu'il est exposé à des environnements humides ou au brouillard salin, et doit être recouvert d'un revêtement pour être protégé.
Après le laminage à froid, il peut être plus sensible à la fissuration par corrosion sous contrainte et nécessite un traitement thermique approprié.

Comparaison avec d'autres aciers

Comparaison avec l'acier laminé à froid 1018-: 1018 a une faible teneur en carbone (0,18 %) et une résistance inférieure (résistance à la traction d'environ . 440 MPa), mais est plus facile à usiner et à souder et moins cher.
Par rapport à l'acier laminé à chaud 4140- : la version laminée à froid-a une surface plus lisse, est légèrement plus résistante, mais légèrement moins ductile et convient aux pièces de précision plutôt qu'aux structures à grande-structures.
Par rapport à l'acier 4340: Le 4340 contient du nickel, ce qui le rend plus solide et plus résistant, mais il est plus cher, tandis que le 4140 est plus économique.

Comparaison des principales propriétés de l'acier laminé à froid 4140-

Composition chimique (C)	0.38-0.43%	Carbone moyen, résistance améliorée
Composition chimique (Cr)	0.80-1.10%	Améliore la résistance à l’abrasion et la dureté
Composition chimique (Mo)	0.15-0.25%	Résistance améliorée et performances à haute température
résistance à la traction	800-1000 MPa	Amélioration après laminage à froid
limite d'élasticité	600-800 MPa	Amélioration après laminage à froid
élongation	10-15%	Réduit après laminage à froid
densité	7,85 g/cm³	Densité d'acier standard
point de fusion	1416-1450 degrés	Référence de traitement à haute-température

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