42CrMo4 je legirano jeklo, ki vsebuje krom in molibden, ter se pogosto uporablja v strojništvu zaradi svojih dobrih mehanskih lastnosti. To jeklo se uporablja predvsem za izdelavo visoko obremenjenih strojnih delov, kot so osi, gredi, zobniki, vijaki in drugi deli, kjer so potrebne visoka trdnost, žilavost ter odpornost proti obrabi. Poglejmo podrobneje:
Sestava in standard:
- Oznaka po standardu EN 10083-3: 42CrMo4.
- Kemična sestava:
- Ogljik (C): 0,38 – 0,45 %
- Krom (Cr): 0,90 – 1,20 %
- Molibden (Mo): 0,15 – 0,30 %
- Mangan (Mn): 0,60 – 0,90 %
- Fosfor (P) in žveplo (S): maksimalno 0,035 %.
Mehanske lastnosti:
- Trdota: Jeklo 42CrMo4 ima po kaljenju in popuščanju (Q&T) trdoto v razponu od 28 HRC do 34 HRC, vendar se lahko doseže trdota do 50 HRC, odvisno od pogojev toplotne obdelave.
- Duktilnost: Ima zmerno duktilnost, vendar se duktilnost zmanjša z večjo trdoto po toplotni obdelavi.
- Natezna trdnost (Rm): 850 – 1100 MPa (odvisno od toplotne obdelave).
- Meja tečenja (Re): 550 – 950 MPa (odvisno od toplotne obdelave).
- Udarna žilavost (KCV): 30 – 40 J (pri sobni temperaturi, odvisno od toplotne obdelave).
Toplotne lastnosti:
- Toplotna prevodnost: Jeklo 42CrMo4 ima toplotno prevodnost približno 42 W/m·K pri sobni temperaturi. V primerjavi z nekaterimi drugimi jekli in materiali, je to zmerna toplotna prevodnost, kar pomeni, da se toplota ne odvaja hitro.
- Toplotna razteznost: Približno 11,8 × 10⁻⁶/K.
Odrezovalnost:
- 42CrMo4 je razmeroma enostaven za strojno obdelavo pred kaljenjem. Po kaljenju postane material težje obdelovalen zaradi povečane trdote. Zaradi tega se pri strojni obdelavi pogosto uporabljajo orodja s prevlekami iz karbidov ali keramike ter ustrezni hladilni sistemi, da se zmanjša obraba orodja in izboljša kakovost obdelave.
- Orodje se hitro obrablja, če material ni ustrezno obdelan, saj legirani elementi povečujejo abrazivnost materiala.
Duktilnost in deformacijsko utrjevanje:
- Jeklo 42CrMo4 je duktilno, vendar postane manj duktilno po toplotni obdelavi. V hladnem stanju je lahko občutljivo na deformacijsko utrjevanje, kar pomeni, da se med plastičnim deformiranjem trdnost materiala poveča.
- Deformacijsko utrjevanje se pojavi zaradi sprememb v mikrostrukturi (dislokacije), kar material naredi bolj krhek in poveča trdoto, hkrati pa zmanjša duktilnost.
Abrazivnost:
- Abrazivnost materiala 42CrMo4 je razmeroma visoka zaradi prisotnosti kromovih in molibdenovih karbidov v mikrostrukturi. To pomeni, da ima material povečano odpornost proti obrabi, a tudi večjo obrabo orodja pri strojni obdelavi.
Deformacijsko utrjevanje:
- Material 42CrMo4 se lahko deformacijsko utrjuje, kar pomeni, da se pri obdelavi (kot je valjanje ali vlečenje) njegova trdota poveča zaradi zgoščevanja dislokacij v materialu.
- Po deformacijskem utrjevanju je material bolj trden, vendar manj duktilen, zaradi česar je pomembno nadzirati proces obdelave, da se prepreči pretirano utrjevanje in posledično krhkost.
42CrMo4 je torej vsestransko uporabno jeklo z dobrimi mehanskimi in fizikalnimi lastnostmi, vendar zahteva ustrezno obdelavo in toplotno obdelavo, da se optimizira njegova trdota in žilavost.