SAE 4340 – UNS G43400
Niedriglegierter Nickel-Chrom-Molybdän-Stahl mit hoher Durchhärtbarkeit
Mittelkohlenstoffhaltiger Ni-Cr-Mo-Stahl mit höherer Härtbarkeit als 4140, der hohe Festigkeit und Zähigkeit auch im Kern großer Querschnitte ermöglicht. Lieferung geglüht oder vergütet; VAR-Ausführung (AMS 6414) für die Luft- und Raumfahrt.
Bezeichnungen und Entsprechungen
| System | Bezeichnung |
|---|---|
| UNS | G43400 |
| W.Nr./EN | ≈ 34CrNiMo6 – 1.6582 (EN ISO 683-2); ≈ 36CrNiMo4 – 1.6511 |
| DIN | 34CrNiMo6 |
| JIS | SNCM439 |
| Handelsnamen | 4340, BS 817M40 (EN24) |
| Weitere | AMS 6414 (VAR), AMS 6415; E4340 (Elektroofen) |
Normen nach Lieferform
| Form | Norm |
|---|---|
| Stab (Zusammensetzung) | SAE J404 / ASTM A29 |
| Vergüteter Stab | ASTM A434 |
| Stab/Schmiedestück für die Luft- und Raumfahrt | AMS 6414 (VAR) / AMS 6415 |
| Schmiedestück | ASTM A668 / nach Kundenspezifikation |
| Mechanische Rohre | ASTM A519 |
| Blech | ASTM A829 |
| Schrauben und Bolzen | ASTM A320 L43 (Muttern A194 Grade 4 oder 7) |
Toleranzen und Zolltarifnummern
- Geschmiedete Stäbe (rund und vierkant): Bearbeitungszugabe von 2 mm (Ø 6–16 mm) bis 24 mm (Ø 400–500 mm) auf den Durchmesser. Z. B. fertig Ø 100–125 mm: +7 mm, Toleranz +6 / −0 (Länge bis 3.500 mm).
- Geschmiedete Scheiben: Zugabe von 4 bis 9 mm auf den Durchmesser und 3 bis 11 mm auf die Höhe, nur positive Toleranz.
- Zuschnitt und Zerspanung: Bandsäge −0 / +5 bis +15 mm auf die Länge; Wasserstrahl +10 % der Dicke auf den Durchmesser (mind. 2 mm); zerspante Teile −0 / +2 bis +5 mm auf den Durchmesser. Vollständige Tabellen ansehen (INF 002 und INF 003, für alle Legierungen gleich).
| Form | NCM (Brasilien, 8 Stellen) | HS (international, 6 Stellen) | HTS (USA, 10 Stellen)* | KN (Europäische Union, 8 Stellen)* |
|---|---|---|---|---|
| Geschmiedeter Stab | 7228.40.00 | 7228.40 | 7228.40.0000 | 7228 40 90 |
| Warmgewalzter Stab | 7228.30.00 | 7228.30 | 7228.30.8041 | 7228 30 61 |
| Blech (> 10 mm, Breite ≥ 600 mm) | 7225.40.90 | 7225.40 | 7225.40.3050 | 7225 40 40 |
| Nahtloses Rohr | 7304.19.00 | 7304.19 | 7304.19.5050 | 7304 19 10 |
| Geschweißtes Rohr | 7306.19.00 | 7306.19 | 7306.19.5150 | 7306 19 00 |
| Flansch und Fitting | 7307.91.00 | 7307.91 | 7307.91.5030 | 7307 91 00 |
Zolltarifklasse: legierter Stahl (nach chemischer Zusammensetzung, gemäß den Anmerkungen zu Kapitel 72 und Anmerkung 5 zu Abschnitt XV).
Rohr: 7304.19 und 7306.19 sind Leitungsrohre für Öl- und Gaspipelines; Kessel-, Wärmeübertrager- oder Prozessrohre gehören zu 7304.39/7304.59 (nahtlos) und 7306.30/7306.50 (geschweißt).
*: US- und EU-Codes zur Orientierung. NCM nach geltendem Recht (Allgemeine Vorschriften für die Auslegung, Anmerkungen zu den Kapiteln 72, 74 und 75 sowie Anmerkung 5 zu Abschnitt XV). Bestätigen Sie den endgültigen Code mit Ihrem Zollagenten anhand von Größe und Ausführung des Artikels. HS = die ersten 6 Stellen der NCM.
Chemische Zusammensetzung (%)
SAE J404 / ASTM A29
| Element | Bereich (%) |
|---|---|
| C | 0,38 – 0,43 |
| Mn | 0,60 – 0,80 |
| P | ≤ 0,035 |
| S | ≤ 0,040 |
| Si | 0,15 – 0,35 |
| Ni | 1,65 – 2,00 |
| Cr | 0,70 – 0,90 |
| Mo | 0,20 – 0,30 |
| Fe | Rest |
Kohlenstoffäquivalent von SAE 4340 für das Schweißen berechnen →
Mechanische Eigenschaften
Vergütet, Querschnitt Ø 40–100 mm (Referenz 34CrNiMo6 +QT, EN 10083-3 / ISO 683-2)
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Streckgrenze | ≥ 800 MPa |
| Zugfestigkeit | 1.000 – 1.200 MPa |
| Bruchdehnung | ≥ 11 % |
| Kerbschlagarbeit Charpy V (20 °C) | ≥ 45 J |
| Härte, handelsüblich vergütet | ≈ 28 – 36 HRC (typisch; UTS 930–1.080 MPa) |
| Härte, geglüht | ≤ 248 HB |
Typische physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Dichte | 7,85 g/cm³ |
| Schmelzbereich | ≈ 1.425 – 1.500 °C |
| Elastizitätsmodul | ≈ 205 GPa |
| Wärmeleitfähigkeit (20 °C) | ≈ 44 W/m·K |
| Wärmeausdehnung (20–100 °C) | ≈ 12,3 µm/m·K |
Wärmebehandlung, Schweißen und Zerspanung
| Punkt | Übliche Praxis |
|---|---|
| Einsatztemperatur | Bis ≈ 400 °C im Strukturbetrieb, stets unterhalb der Anlasstemperatur. Nicht für längeren Hochtemperatureinsatz geeignet (Cr-Mo-V verwenden). |
| Wärmebehandlung | Glühen 830–850 °C, langsame Abkühlung. Normalglühen 850–880 °C. Härten: Austenitisieren 830–860 °C, Öl. Anlassen 200–650 °C je nach Festigkeit (250–400 °C vermeiden, Anlassversprödung). Geeignet zum Nitrieren und Induktionshärten. |
| Schweißen | Schwierig zu schweißen (CE ≈ 0,85, Gefahr von Kaltrissen): Vorwärmen 250–350 °C, wasserstoffarme Zusatzwerkstoffe (AWS E11018-M / E12018-M oder E9018-B3 je nach Festigkeit; ER100S-1/ER120S-1), unmittelbar nach dem Schweißen anlassen. Bevorzugt im geglühten Zustand schweißen und anschließend wärmebehandeln. |
| Zerspanung | Mittel im geglühten Zustand (≈ 50–55 % von 1212); vergütet erfordert er Hartmetall und Steifigkeit. |
Freiformschmiedestück aus SAE 4340 planen: Umformgrad, Schlankheit und die zu liefernde Materialmenge →Zuschnittplan des Blocks oder Stabs simulieren →
Schweißzusatz zum Schweißen
Die Drahtzusammensetzung ist meist nicht mit dem Werkstoff identisch: Jede Seite erklärt, warum.
Typische Anwendungen
- Wellen und Spindeln mit großem Querschnitt
- Schwere Getrieberäder und Tellerräder
- Fahrwerk und strukturelle Flugzeugbauteile (VAR)
- Hochbeanspruchte Kurbelwellen und Pleuel
- Schmiedestücke für Öl und Gas sowie Bergbau
- Hochfeste Schrauben
- Bohrwerkzeuge und Dorne
- Druckbehälter und Hochdruck-Hydraulikkomponenten
- Raketentriebwerksgehäuse und Rüstungskomponenten
Alternativen: 4140 für kleinere Querschnitte und geringere Kosten; 300M (4340 + Si, V) für Festigkeiten > 1.900 MPa; 18Ni-Maraging für höchste Festigkeit; nitrierter 8550 für Verschleiß an der Oberfläche.
SAE 4340: vollständiger Leitfaden
Warum 4340 wählen
Nickel (1,65–2,00 %) verleiht 4340 zusammen mit Chrom und Molybdän eine höhere Härtbarkeit als 4140. So erreicht das Bauteil hohe Festigkeit und Zähigkeit auch im Kern großer Querschnitte, wo andere legierte Stähle an ihre Grenzen stoßen. Deshalb wird er für hochbeanspruchte Teile gewählt: Getriebewellen und -räder, Fahrwerke, Druckbehälter und Rüstungskomponenten.
Lieferzustand
Er wird geglüht oder vergütet geliefert, typischerweise mit einer Zugfestigkeit von 930 bis 1.080 MPa. Im geglühten Zustand hat er gute Duktilität: Er lässt sich mit den üblichen Verfahren biegen, umformen und zerspanen. Ölhärten und Anlassen oder Normalglühen und Anlassen erhöhen Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit.
Oberflächenhärtung
Bereits vergütete Teile lassen sich induktiv oder flammgehärtet sowie nitrieren. Das Ergebnis ist eine harte, verschleiß- und abriebfeste Oberfläche über einem zähen Kern, der Stöße und Schläge aushält.
4340 für Schrauben mit großem Durchmesser (A320 L43, „4340 PET“)
Bei Stiftschrauben für tiefe Temperaturen über Ø 2½" härtet 4140 (A320 L7) im Kern nicht mehr gut durch. ASTM A320 Grade L43 verwendet 4340: C 0,38–0,43 %, Mn 0,75–1,00 %, Ni 1,65–2,00 %, Cr 0,70–0,90 % und Mo 0,20–0,30 %, vergütet. Bis Ø 4" verlangt er eine Zugfestigkeit ≥ 860 MPa (125 ksi), eine Streckgrenze ≥ 724 MPa (105 ksi), eine Bruchdehnung ≥ 16 %, eine Brucheinschnürung ≥ 50 % und Charpy ≥ 27 J (20 ft·lbf) bei −101 °C. Muttern A194 Grade 4 oder 7.
In Bestellungen für Petrobras taucht dieser Werkstoff zuweilen als „4340 PET“* auf. Wie bei 4140 sollte als Einkaufsbezeichnung die ASTM-Schraubenspezifikation dienen. L43 steht nicht in der Werkstofftabelle einer der geprüften Lieferverfahren für Schrauben (dort sind B7, B7M, L7 und L7M aufgeführt); in der Anforderung bestätigen, dass er akzeptiert wird*. Gerolltes Gewinde, Spannungsarmglühen und Beschichtung gelten wie bei Stiftschrauben B7.
Häufig gestellte Fragen
Wie ist die chemische Zusammensetzung von SAE 4340?
Nach SAE J404 / ASTM A29: C 0,38 – 0,43; Mn 0,60 – 0,80; P ≤ 0,035; S ≤ 0,040; Si 0,15 – 0,35; Ni 1,65 – 2,00.
Welche Normen gelten für SAE 4340?
Stab (Zusammensetzung): SAE J404 / ASTM A29. Vergüteter Stab: ASTM A434. Stab/Schmiedestück für die Luft- und Raumfahrt: AMS 6414 (VAR) / AMS 6415. Schmiedestück: ASTM A668 / nach Kundenspezifikation. Mechanische Rohre: ASTM A519. Blech: ASTM A829. Schrauben und Bolzen: ASTM A320 L43 (Muttern A194 Grade 4 oder 7).
Bis zu welcher Temperatur kann SAE 4340 eingesetzt werden?
Bis ≈ 400 °C im Strukturbetrieb, stets unterhalb der Anlasstemperatur. Nicht für längeren Hochtemperatureinsatz geeignet (Cr-Mo-V verwenden).
Welche Werkstoffe können SAE 4340 ersetzen?
4140 für kleinere Querschnitte und geringere Kosten; 300M (4340 + Si, V) für Festigkeiten > 1.900 MPa; 18Ni-Maraging für höchste Festigkeit; nitrierter 8550 für Verschleiß an der Oberfläche.
Wann sollte 4340 statt 4140 verwendet werden?
Wenn der Querschnitt groß ist oder das Bauteil mehr Kernzähigkeit verlangt. Bei gleicher Referenz (Ø 40–100 mm, vergütet) hat 34CrNiMo6 eine Streckgrenze ≥ 800 MPa, gegenüber ≥ 650 MPa bei 42CrMo4.
Lässt sich 4340-Stahl schweißen?
Ja, mit Sorgfalt: Kohlenstoffäquivalent ≈ 0,85, Vorwärmen auf 250–350 °C, wasserstoffarmer Zusatzwerkstoff und Anlassen unmittelbar nach dem Schweißen. Am sichersten ist es, im geglühten Zustand zu schweißen und anschließend zu vergüten.
Was ist 4340-PET-Stahl?
So wird in Bestellungen 4340 für Petrobras-Schrauben und -Stiftschrauben* bezeichnet, meist mit großem Durchmesser und für niedrige Temperaturen. Die entsprechende Spezifikation ist ASTM A320 L43 (vergüteter 4340, Charpy ≥ 27 J bei −101 °C, Muttern A194 Grade 4 oder 7). Bestellen Sie nach der ASTM-Sorte, nicht nach dem Spitznamen.
Wo kann man SAE 4340 in Brasilien kaufen?
Dustre liefert SAE 4340 als Stab, Blech, Rohr, Block sowie als geschmiedete oder zerspante Teile, vorbehaltlich der Verfügbarkeit und mit Qualitätszeugnis. Hauptsitz in Osasco/SP, Niederlassungen in Joinville/SC und Baixo Guandu/ES, Lieferung in ganz Brasilien. Für ein Angebot schreiben Sie Helena, unserer Assistentin, per WhatsApp unter +55 11 98649-0075 oder an [email protected].
