SAE 4340 – UNS G43400
高淬透性镍铬钼低合金钢
中碳Ni-Cr-Mo钢,淬透性优于4140,可使大截面芯部获得高强度和高韧性。供货状态为退火态或调质态;航空航天用途有VAR版本(AMS 6414)。
牌号与对应牌号
| 体系 | 牌号 |
|---|---|
| UNS | G43400 |
| W.Nr./EN | ≈ 34CrNiMo6 – 1.6582 (EN ISO 683-2); ≈ 36CrNiMo4 – 1.6511 |
| DIN | 34CrNiMo6 |
| JIS | SNCM439 |
| 商品名 | 4340, BS 817M40 (EN24) |
| 其他 | AMS 6414 (VAR), AMS 6415; E4340 (电炉) |
各产品形态适用标准
| 形态 | 标准 |
|---|---|
| 棒材(成分) | SAE J404 / ASTM A29 |
| 调质棒材 | ASTM A434 |
| 航空航天棒材/锻件 | AMS 6414 (VAR) / AMS 6415 |
| 锻件 | ASTM A668 / 按客户规格 |
| 机械用管 | ASTM A519 |
| 板材 | ASTM A829 |
| 紧固件 | ASTM A320 L43(A194 4级或7级螺母) |
公差和 HS 编码
- 锻造棒材(圆棒和方棒):直径方向加工余量从 2 mm(Ø 6–16 mm)到 24 mm(Ø 400–500 mm)。例如成品 Ø 100–125 mm:+7 mm,公差 +6 / −0(长度最大 3,500 mm)。
- 锻造圆盘:直径余量 4 至 9 mm,高度余量 3 至 11 mm,仅正公差。
- 切割和机加工:带锯长度 −0 / +5 至 +15 mm;水刀直径 +10 % 厚度(最小 2 mm);机加工零件直径 −0 / +2 至 +5 mm。查看完整表格(INF 002 和 INF 003,适用于所有合金)。
| 形态 | NCM(巴西,8 位) | HS(国际,6 位) | HTS(美国,10 位)* | CN(欧盟,8 位)* |
|---|---|---|---|---|
| 锻造棒材 | 7228.40.00 | 7228.40 | 7228.40.0000 | 7228 40 90 |
| 热轧棒材 | 7228.30.00 | 7228.30 | 7228.30.8041 | 7228 30 61 |
| 板材(> 10 mm,宽度 ≥ 600 mm) | 7225.40.90 | 7225.40 | 7225.40.3050 | 7225 40 40 |
| 无缝管 | 7304.19.00 | 7304.19 | 7304.19.5050 | 7304 19 10 |
| 焊接管 | 7306.19.00 | 7306.19 | 7306.19.5150 | 7306 19 00 |
| 法兰和管件 | 7307.91.00 | 7307.91 | 7307.91.5030 | 7307 91 00 |
税则类别:合金钢(按化学成分,依据第 72 章注释和第十五类注释 5)。
管材:7304.19 和 7306.19 为油气管道用管线管;锅炉管、换热器管或工艺管归入 7304.39/7304.59(无缝)和 7306.30/7306.50(焊接)。
*:美国和欧盟编码仅供参考。NCM 依据现行法规(归类总规则、第 72、74 和 75 章注释及第十五类注释 5)。请根据物品尺寸和表面状态,向您的报关行确认最终编码。HS = NCM 的前 6 位。
化学成分 (%)
SAE J404 / ASTM A29
| 元素 | 范围 (%) |
|---|---|
| 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 | 余量 |
力学性能
调质态,截面Ø 40–100 mm(参考34CrNiMo6 +QT,EN 10083-3 / ISO 683-2)
| 性能 | 数值 |
|---|---|
| 屈服强度 | ≥ 800 MPa |
| 抗拉强度 | 1,000 – 1,200 MPa |
| 伸长率 | ≥ 11% |
| 夏比V型冲击(20 °C) | ≥ 45 J |
| 硬度,商业调质态 | ≈ 28 – 36 HRC(典型值;UTS 930–1,080 MPa) |
| 硬度,退火态 | ≤ 248 HB |
典型物理性能
| 性能 | 数值 |
|---|---|
| 密度 | 7.85 g/cm³ |
| 熔化范围 | ≈ 1,425 – 1,500 °C |
| 弹性模量 | ≈ 205 GPa |
| 热导率(20 °C) | ≈ 44 W/m·K |
| 热膨胀系数(20–100 °C) | ≈ 12.3 µm/m·K |
热处理、焊接和机加工
| 项目 | 常规做法 |
|---|---|
| 使用温度 | 结构用途最高约400 °C,且始终低于回火温度。不适用于长期高温(请用Cr-Mo-V钢)。 |
| 热处理 | 退火830–850 °C,缓冷。正火850–880 °C。淬火:奥氏体化830–860 °C,油淬。回火200–650 °C,视强度而定(避开250–400 °C,以防回火脆性)。可进行氮化和感应淬火。 |
| 焊接 | 焊接困难(CE ≈ 0.85,有冷裂风险):预热250–350 °C,使用低氢焊材(AWS E11018-M / E12018-M或E9018-B3,视强度而定;ER100S-1/ER120S-1),焊后立即回火。宜在退火态焊接,之后再热处理。 |
| 机加工 | 退火态下一般(约为1212的50–55%);调质态需使用硬质合金刀具并保证刚性。 |
焊接用填充金属
焊丝成分通常与母材不完全相同:各页面会说明原因。
典型应用
- 大截面轴和主轴
- 重载传动齿轮和大齿轮
- 起落架和飞机结构件(VAR)
- 高应力曲轴和连杆
- 油气和矿业用锻件
- 高强度螺栓
- 钻具和芯轴
- 压力容器和高压液压部件
- 火箭发动机壳体和国防部件
替代材料: 截面较小、成本较低时选4140;强度 > 1,900 MPa选300M(4340 + Si、V);超高强度选18Ni马氏体时效钢;表面耐磨选氮化8550。
SAE 4340:完整指南
为什么选择4340
镍(1.65 – 2.00%)与铬、钼共同作用,使4340的淬透性高于4140。因此零件在大截面的芯部也能获得高强度和高韧性,这是其他合金钢难以做到的。这也是它被用于高应力零件的原因:传动轴和齿轮、起落架、压力容器和国防部件。
供货状态
供货状态为退火态或调质态,抗拉强度通常为930至1,080 MPa。退火态塑性良好,可用常规方法弯曲、成形和机加工。油淬加回火,或正火加回火,可提高强度和疲劳抗力。
表面硬化
已调质的零件可进行感应淬火或火焰淬火以及氮化。结果是在坚韧、能承受冲击的芯部之上获得耐磨、耐磨料磨损的硬表面。
用于大直径紧固件的4340(A320 L43,“4340 PET”)
对于Ø 2½"以上的低温双头螺柱,4140(A320 L7)的芯部已不能充分淬硬。ASTM A320 L43级采用4340:C 0.38 – 0.43%,Mn 0.75 – 1.00%,Ni 1.65 – 2.00%,Cr 0.70 – 0.90%,Mo 0.20 – 0.30%,调质处理。直径至Ø 4"时,要求抗拉强度 ≥ 860 MPa(125 ksi),屈服强度 ≥ 724 MPa(105 ksi),伸长率 ≥ 16%,断面收缩率 ≥ 50%,−101 °C下夏比 ≥ 27 J(20 ft·lbf)。配A194 4级或7级螺母。
在发给巴西国家石油公司(Petrobras)的订单中,这种材料有时写作“4340 PET”*。与4140一样,采购名称应采用ASTM紧固件规格。在所查阅的某份紧固件供应程序的材料表中(列有B7、B7M、L7和L7M),未见L43;请在请购单中确认其被接受*。滚压螺纹、消除应力和涂层要求与B7双头螺柱相同。
常见问题
SAE 4340 的化学成分是什么?
依据 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。
哪些标准涵盖 SAE 4340?
棒材(成分): SAE J404 / ASTM A29. 调质棒材: ASTM A434. 航空航天棒材/锻件: AMS 6414 (VAR) / AMS 6415. 锻件: ASTM A668 / 按客户规格. 机械用管: ASTM A519. 板材: ASTM A829. 紧固件: ASTM A320 L43(A194 4级或7级螺母).
SAE 4340 最高可在多少温度下使用?
结构用途最高约400 °C,且始终低于回火温度。不适用于长期高温(请用Cr-Mo-V钢)。
哪些材料可以替代 SAE 4340?
截面较小、成本较低时选4140;强度 > 1,900 MPa选300M(4340 + Si、V);超高强度选18Ni马氏体时效钢;表面耐磨选氮化8550。
什么时候应该用4340而不是4140?
当截面较大或零件要求更高的芯部韧性时。在相同参照条件下(Ø 40 – 100 mm,调质态),34CrNiMo6的屈服强度 ≥ 800 MPa,而42CrMo4为 ≥ 650 MPa。
4340钢可以焊接吗?
可以,但需谨慎:碳当量约0.85,预热250 – 350 °C,使用低氢焊材,焊后立即回火。最稳妥的做法是在退火态焊接,之后再调质。
什么是4340 PET钢?
这是订单中对用于巴西国家石油公司(Petrobras)螺栓和双头螺柱的4340的称呼*,通常为大直径、低温工况。对应规格为ASTM A320 L43(调质4340,−101 °C下夏比 ≥ 27 J,配A194 4级或7级螺母)。订货时应按ASTM牌号,而不是俗称。
在巴西哪里可以购买 SAE 4340?
Dustre 供应棒材、板材、管材、块料以及锻造或机加工零件形态的 SAE 4340,视库存情况而定,并附质量证书。总部位于 Osasco/SP,分公司位于 Joinville/SC 和 Baixo Guandu/ES,可发货至巴西全国。如需报价,请通过 WhatsApp +55 11 98649-0075 联系我们的助理 Helena,或发送邮件至 [email protected]。