Oceli · zušlechtěné oceli
42CrMo4+QT
Zušlechtěná Cr-Mo ocel s velmi dobrým poměrem pevnosti, obrobitelnosti a ceny pro namáhané strojní díly.
42CrMo4+QT (1.7225, nejbližší běžný ekvivalent AISI 4140) je zušlechtěná Cr-Mo ocel s pevností 900–1100 MPa a tvrdostí 270–330 HB ve stavu +QT. Typicky se z ní vyrábějí hřídele a čepy, ozubená kola a pastorky, vysokopevnostní šrouby třídy 10.9 a 12.9, pístnice a tělesa hydraulických válců či klikové hřídele. Má dobrou obrobitelnost; svařování je omezené — pouze s předehřevem a následným tepelným zpracováním.
Popis materiálu
42CrMo4 (1.7225) je Cr-Mo zušlechťovaná ocel s vysokou pevností, houževnatostí a dobrou prokalitelností. Široce se používá na hřídele, čepy, ozubená kola, vysokopevnostní šrouby a namáhané strojírenské díly. Dodává se již ve stavu +QT (zušlechtěná).
Mechanické a fyzikální vlastnosti
Hustota
7,85 g/cm³
Teplota tání
~1450 °C
Pevnost v tahu (Rm)
900–1200 MPa (QT)
Mez kluzu (Rp0,2)
≥ 650 MPa (QT)
Tažnost (A)
12–14 %
Tvrdost
270–330 HB (QT), do 58 HRC po kalení
Tepelná vodivost
42 W/(m·K)
Max. provozní T
~500 °C
Modul pružnosti (E)
210 GPa
Hodnoty sú orientačné (typické priemery). Presné hodnoty závisia od stavu, tepelného spracovania a konkrétnej normy.
Chemické složení
C 0,38–0,45 %, Cr 0,9–1,2 %, Mo 0,15–0,3 %, Mn 0,6–0,9 %
Označení
- EN / DIN
- 1.7225 / 42CrMo4
- ASTM / AISI / UNS
- AISI/SAE 4140 ako najbližší bežný ekvivalent
- ČSN
- 15 142 v českej praxi; overiť podľa normy
Typické použití
- hřídele
- pevnostní šrouby
- formy
- tlakové díly
- namáhané součásti
Hlavní vlastnosti
- vysoká pevnost
- dobrá dostupnost
- omezená svařitelnost podle tloušťky
Zpracování
Obrobitelnost
dobrá
Svařitelnost
omezená
Povrchové úpravy
Dostupnost a cena
Dostupnost
velmi běžná
Cena
střední
Výhody a nevýhody
Výhody
- vysoká pevnost a houževnatost
- dobrá prokalitelnost i u velkých průměrů
- vhodná pro indukční kalení
Nevýhody
- svařování pouze s předehřevem a tepelným zpracováním
- nízká korozní odolnost
- vyšší cena než C45
Typické zpracování
Alternativy
C45
pokud stačí nižší pevnost
34CrNiMo6
vyšší pevnost a houževnatost
Aplikace a použití
Strojírenství a převodovky
- hřídele a čepy
- ozubená kola
- pastorek
- spojkové příruby
Hydraulika a pneumatika
- pístnice
- tělesa válců
- vysokotlaké příruby
Spojovací materiál
- šrouby třídy 10.9 a 12.9
- svorníky
- závitové tyče
Automobilový průmysl a zemědělská technika
- klikové hřídele
- řídicí tyče
- unašeče, klouby
Obrábění (CNC parametry)
Obrobitelnost
stredná (≈ 55–60 % vs. automatová oceľ 11SMn30)
Řezná rychlost
sústruženie karbidom 120–180 m/min, frézovanie 80–140 m/min, vŕtanie 20–35 m/min (stav +QT, 280 HB)
Nástroj
povlakovaný karbid (TiAlN/AlTiN), pri prerušovanom reze húževnatejšia trieda; HSS len na malé priemery
Chlazení
emulzia 6–8 % pod tlakom, pri vŕtaní hlbokých dier vnútorné chladenie
Materiál v stave +QT sa obrába bez ďalšieho tepelného spracovania, takže nehrozí deformácia po kalení. Odporúčané posuvy 0,15–0,35 mm/ot pri hrubovaní a 0,08–0,15 mm/ot pri dokončovaní. Bežne dosahované tolerancie: CNC sústruženie a frézovanie IT8–IT9 (±0,05 mm na 100 mm), po brúsení IT6–IT7 (±0,01 mm), drsnosť Ra 1,6 po obrábaní a Ra 0,4 po brúsení. Pri dlhých hriadeľoch počítajte s dokončovacím brúsením po hrubovaní kvôli uvoľneniu vnútorných pnutí.
Svařování
Svařitelnost
obmedzená — uhlíkový ekvivalent CE ≈ 0,75
Předehřev
250–350 °C, medzihúsenicová teplota min. 250 °C
Přídavný materiál
nízkolegovaný Cr-Mo prídavný materiál, napr. G/W CrMo1 alebo austenitický 307
Vhodné metódy
Po zváraní vždy nasleduje popustenie 600–650 °C do 4 hodín, inak hrozia studené trhliny. Ak je to možné, konštrukciu riešte skrutkovým spojom namiesto zvaru.
Tepelné zpracování
Žíhání
mäkké žíhanie 680–720 °C / pomalé chladenie v peci → ≤ 241 HB
Kalení
kalenie z 820–860 °C do oleja (väčšie priemery) alebo polyméru
Popouštění
popúšťanie 540–680 °C podľa požadovanej pevnosti — nižšia teplota = vyššia pevnosť, vyššia = vyššia húževnatosť
Stav +QT znamená, že oceľ je už zušľachtená (kalená + popustená) na 900–1100 MPa. Ďalšie tepelné spracovanie potrebujete len pri lokálnom spevnení — indukčné kalenie povrchu na 52–58 HRC alebo nitridácia na 600–700 HV. Po zváraní alebo hrubom obrábaní odporúčame žíhanie na odstránenie pnutia pri 550–600 °C. Vyhýbajte sa popúšťaniu v pásme 250–400 °C (popúšťacia krehkosť).
Dostupnost a formy
Cenová třída: €€
Bežne skladová položka v stave +QT; väčšie priemery ako 250 mm sa dodávajú ako výkovky s atestom 3.1.