Ocele · zušľachtené ocele
42CrMo4+QT
Zušľachtená Cr-Mo oceľ s veľmi dobrým pomerom pevnosti, obrobiteľnosti a ceny pre namáhané strojné diely.
Popis materiálu
42CrMo4 (1.7225) je Cr-Mo zušľachťovaná oceľ s vysokou pevnosťou, húževnatosťou a dobrou prekaliteľnosťou. Široko sa používa na hriadele, čapy, ozubené kolesá, vysokopevnostné skrutky a namáhané strojárske diely. Dodáva sa už v stave +QT (zušľachtená).
Mechanické a fyzikálne vlastnosti
Hustota
7,85 g/cm³
Teplota tavenia
~1450 °C
Pevnosť v ťahu (Rm)
900–1200 MPa (QT)
Medza klzu (Rp0,2)
≥ 650 MPa (QT)
Ťažnosť (A)
12–14 %
Tvrdosť
270–330 HB (QT), do 58 HRC po kalení
Tepelná vodivosť
42 W/(m·K)
Max. prevádzková T
~500 °C
Modul pružnosti (E)
210 GPa
Hodnoty sú orientačné (typické priemery). Presné hodnoty závisia od stavu, tepelného spracovania a konkrétnej normy.
Chemické zloženie
C 0,38–0,45 %, Cr 0,9–1,2 %, Mo 0,15–0,3 %, Mn 0,6–0,9 %
Označenia
- 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 použitie
- hriadele
- pevnostné skrutky
- formy
- tlakové diely
- namáhané súčiastky
Hlavné vlastnosti
- vysoká pevnosť
- dobrá dostupnosť
- obmedzená zvárateľnosť podľa hrúbky
Spracovanie
Obrábateľnosť
dobrá
Zvariteľnosť
obmedzená
Povrchové úpravy
Dostupnosť a cena
Dostupnosť
veľmi bežná
Cena
stredná
Výhody a nevýhody
Výhody
- vysoká pevnosť a húževnatosť
- dobrá prekaliteľnosť aj vo veľkých priemeroch
- vhodná na indukčné kalenie
Nevýhody
- zváranie len s predhrevom a s TS
- nízka korózna odolnosť
- vyššia cena ako C45
Typické spracovanie
Alternatívy
C45
keď stačí nižšia pevnosť
34CrNiMo6
vyššia pevnosť a húževnatosť
Aplikácie a použitie
Strojárstvo a prevodovky
- hriadele a čapy
- ozubené kolesá
- pastorky
- spojkové príruby
Hydraulika a pneumatika
- piestnice
- telesá valcov
- vysokotlakové príruby
Spojovací materiál
- skrutky triedy 10.9 a 12.9
- svorníky
- závitové tyče
Automotive a poľnohospodárska technika
- kľukové hriadele
- riadiace tyče
- unášače, kĺby
Obrábanie (CNC parametre)
Obrobiteľnosť
stredná (≈ 55–60 % vs. automatová oceľ 11SMn30)
Rezná rýchlosť
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
Chladenie
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.
Zváranie
Zvárateľnosť
obmedzená — uhlíkový ekvivalent CE ≈ 0,75
Predohrev
250–350 °C, medzihúsenicová teplota min. 250 °C
Prídavný 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 spracovanie
Žíhanie
mäkké žíhanie 680–720 °C / pomalé chladenie v peci → ≤ 241 HB
Kalenie
kalenie z 820–860 °C do oleja (väčšie priemery) alebo polyméru
Popúšťanie
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).
Dostupnosť a formy
Cenová trieda: €€
Bežne skladová položka v stave +QT; väčšie priemery ako 250 mm sa dodávajú ako výkovky s atestom 3.1.