钢铁是地球上最坚固，最重要的材料之一，其用途包括普通的家用物品，例如回形针，摩天大楼和汽车外壳的大梁，但并非所有的钢铁都是一样的。两种最常见的钢合金4140钢材和4150的强度和使用条件不同。

什么是4140和4150钢？

钢是合金或多种元素的混合物。它主要是铁，含大约1％的碳，有时还有少量其他材料。

4140和4150钢是两种超硬的硬质合金。除碳外，它们各自还包含0.80至1.10％的铬和0.15至0.25％的钼。

4140与4150钢

汽车工程师协会（SAE）和美国钢铁协会（AISI）使用四位数系统来指定钢的化学成分。对于钢合金，前两位数字表示存在的主要合金元素，而后两位数字表示百分之一百的碳含量。这意味着4140和4150钢具有相同的合金元素铬和钼，但4150钢具有更多的碳。

就其性能而言，4140和4150钢之间的差异包括：

• 拉伸强度，它描述了材料在开始破裂之前可以承受的最大拉应力。4150材料比4140材料具有更高的拉伸强度。
• 延展性和可加工性，指的是钢材的易用性。尽管4140钢材和4150钢都可以轻松焊接，但4140材料因其延展性，弯曲能力以及可以在冷加工条件下使用的事实而闻名。另一方面，使用前必须对4150材料进行热处理。

D2与4140钢

工具中发现的另一种常见铁合金称为D2。它与4140钢相同，为86％，但明显含有较高百分比的碳和铬。D2钢在钢工具中具有最高的延展性。

钢合金的热处理

制造商可以通过一种称为热处理的方法来设置不同钢材的材料性能，包括D2、1440和1450钢。仔细控制热量施加到碳合金钢上的方式会改变钢内部的分子排列，从而导致其特性不同。

例如，将退火的钢合金在炉中加热至高温，然后缓慢冷却。此选项使钢具有更大的延展性和较小的脆性，这意味着它不会像其他选项那样容易地摆脱内应力。

同时，回火是一种在较低温度下进行的热处理，虽然会略微降低其强度，但会增加材料的韧性和延展性。获得的延展性越高，损失的强度就越多，但通常不会改变钢的用例。其他材料（包括铝）也以相同的方式进行回火。

其他钢合金

除碳，铬和钼外，其他几种元素通常用于形成具有特定性能的钢合金。这些包括钴，锰，钨和钒。

除1440和1450钢外，最常见的合金是4340（镍铬钼钢），6150（铬钒钢）和8620（HSLA钢）。

HSLA代表“高强度低合金”，这意味着钢的设计符合特定的机械要求，而不是化学成分。因此，给定类型的HSLA合金实际上可能会添加不同数量的元素。按百分比的降序，8620钢由以下成分组成：铁，碳，硅，钼，锰，镍，铬，硫和磷。

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