Tube adouci ASTM A519 4140est un tube mécanique sans soudure-étiré à froid ou à chaud-fini en acier allié au chrome-molybdène UNS G41400 dont l'alésage interne est fini par affûtage de précision selon la tolérance H8/H9 et Ra 0,2–0,4 μm. C'est le fût-prêt à-assembler d'un vérin hydraulique : l'acier supporte la contrainte cerclée, et l'alésage affûté porte le joint et le piston. Pour l'entretien des cylindres, le tube est normalement trempé et revenu à 28-32 HRC, et trois éléments déterminent si une commande donnée remplit - les conditions de livraison, la classe de tolérance de l'alésage fini et l'épaisseur de paroi par rapport à la pression de service.
ASTMA519est une spécification de tube mécanique sans soudure, et non une norme de tube sous pression. Il définit la chimie du tube parent -, l'état, le diamètre extérieur et la paroi - tandis que l'affûtage définit l'alésage que l'A519 lui-même ne couvre pas. Les deux exigences doivent être écrites sur le bon de commande comme une seule spécification, et la pression de conception du cylindre est calculée séparément de la géométrie et de l'état du tube.
Spécifications techniques
| Paramètre | Capacité |
|---|---|
| Norme de base | ASTM A519 / A519M-24a (catégorie 4140, UNS G41400) |
| Diamètre extérieur (tube parent) | Jusqu'à 325 mm (12¾ po); alimentation typique 40–260 mm |
| Épaisseur de paroi | Par conception, typique 5 à 40 mm ; dimensions indiquées comme OD × mur, pas NPS |
| Alésage fini (ID) | Personnalisé au dessin ; tolérance H7 / H8 / H9 selon ISO 286-1 |
| Finition de surface (alésage) | Ra 0,2–0,4 μm adouci ; Ra Inférieur ou égal à 0,2 μm SRB |
| Rectitude | Inférieur ou égal à la norme 0,3 mm/m ; Inférieur ou égal à 0,1–0,15 mm/m pour les canons longs |
| Longueur | Jusqu'à 12 m, fixe ou aléatoire |
| Se termine | Plaine, biseautée ou filetée ; alésage protégé par des capuchons en plastique |
| Traitement thermique | Recuit/normalisé/contrainte-soulagé/trempé et revenu |
| Attestation | FR 10204 3.1 ; inspection par un tiers-(SGS / BV / TÜV) disponible |
Composition chimique
La composition chimique A519 4140 est une balance de chrome-molybdène régie par UNS G41400 ; les limites ci-dessous sont des valeurs d'analyse thermique-.
| Élément | 4140 (maximum / plage) |
|---|---|
| Carbone (C) | 0.38–0.43 % |
| Manganèse (Mn) | 0.75–1.00 % |
| Phosphore (P) | 0,040 % maximum |
| Soufre (S) | 0,040 % maximum |
| Silicium (Si) | 0.15–0.35 % |
| Chrome (Cr) | 0.80–1.10 % |
| Molybdène (Mo) | 0.15–0.25 % |
Le chrome et le molybdène sont ce qui élève le 4140 au-dessus des qualités de carbone ordinaires : le chrome ajoute de la résistance et de la trempabilité, le molybdène ajoute de la ténacité et une stabilité-à haute température. L'analyse du produit comporte la tolérance A519 Tableau 5 (+0.005 pour P et S), de sorte qu'un certificat d'usine est lu par rapport aux limites d'analyse thermique- plus cette tolérance.
Propriétés mécaniques
Les propriétés mécaniques A519 4140 dépendent de l'état de livraison ; le tableau donne les minimums du tableau de base A519-par condition.
| Condition | Rendement MPa (ksi) | MPa de traction (ksi) | Élongation |
|---|---|---|---|
| Recuit (A) | Supérieur ou égal à 414 (60) | Supérieur ou égal à 552 (80) | Supérieur ou égal à 25 % |
| Normalisé (N) | Supérieur ou égal à 621 (90) | Supérieur ou égal à 855 (120) | Supérieur ou égal à 20 % |
| Stress-soulagé (SR) | Supérieur ou égal à 689 (100) | Supérieur ou égal à 855 (120) | Supérieur ou égal à 10 % |
| Chaud-fini (HF) | Supérieur ou égal à 621 (90) | Supérieur ou égal à 855 (120) | Supérieur ou égal à 15 % |
| Trempé et revenu (Q&T) | Pas dans la table de base A519 - spécifiée par l'acheteur ; les barils de cylindre ont normalement une température de 28 à 32 HRC (UTS 850 à 1000+ MPa, rendement de 700 à 850+ MPa) | ||
L'erreur courante est de lire « 4140 » comme une force fixe. A519 corrige la chimie et l'état, pas un seul rendement - l'état recuit donne un rendement de ≈414 MPa, tandis qu'un baril Q&T donne 700+ MPa. La conception d'un barillet sous pression selon la valeur de recuit laisse environ un tiers de la résistance disponible inutilisée. L'allongement est mesuré sur une longueur de jauge de 50 mm (2 po) et varie selon les conditions, il ne s'agit donc pas d'une constante unique.
Comparaison des qualités et des processus
| Exigence | 4140 (A519) | 42CrMo4 (EN 10305-1) | 4130 |
|---|---|---|---|
| Numéro d'article | UNSG41400 | 1.7225 | G41300 |
| Rendement Q&T typique | 700–850+ MPa | 700-900 MPa (inférieur ou égal à 16 mm) | Inférieur; souvent utilisé recuit/SR |
| Utilisation typique | Barils hydrauliques lourds | Barils de spécifications-européennes | Barils plus légers et à charge inférieure- |
Dans le choix du tube adouci ou du tube SRB, les deux finissent l'alésage selon une tolérance de précision. L'affûtage enlève la matière avec des pierres et donne un Ra 0,2 à 0,4 μm ; SRB skive et roule au rouleau-, le travail - durcit la surface et atteint un Ra inférieur ou égal à 0,2 μm. La décision est motivée par le type de joint, le volume et le coût, et non par un simple « mieux ».
Sélection de la bonne qualité et des bonnes conditions de livraison
La condition de livraison A519 4140, et non le nom de la qualité, détermine la valeur de conception. Pour les fûts de vérins hydrauliques,Le tube 4140 trempé et revenu à 28-32 HRC est la valeur par défaut: il offre la résistance contrôlée et la résistance à la fatigue dont un baril à pression a besoin. Le 4140 recuit (rendement ≈414 MPa) est trop mou pour un service sous pression et est une ébauche d'usinage, pas un baril. L'étirage à froid-dur-dur (+C) entraîne une contrainte résiduelle qui peut déformer l'alésage lors de l'affûtage, elle est donc évitée pour les canons.
| Condition | Dureté | Utiliser pour le canon ? |
|---|---|---|
| Q&T (+QT) | 28-32 HRC | Oui - norme pour les barils à pression |
| Normalisé (+N) | ~190-240 HB | Flans soudables, sans-pression |
| Stress-soulagé (+SR) | ~190-230 HB | Alésage stable, service léger |
| Recuit (+A) | Inférieur ou égal à 197 HB | Du matériel d'usinage, pas un baril |
Du côté de l'alésage, la tolérance de diamètre intérieur du tube poli 4140 H8 H9 et la finition de surface du tube poli 4140 Ra 0,2 à 0,4 μm sont sélectionnées en fonction du type de joint et de la pression, tandis que les dimensions A519 4140 de la paroi OD sont indiquées sous forme de diamètre extérieur × paroi, jamais sous forme de NPS ou de programme.
Lorsque le projet est documenté selon les normes européennes, précisezTube adouci 42CrMo4 (1.7225)à EN 10305-1 (ou EN 10297-1 pour les murs lourds) ; l'acier est le même que le 4140 et le certificat suit simplement le format EN. Le tube parent A519 et l'alésage affûté sont des décisions indépendantes, alors indiquez les deux.
Applications
Le tube de cylindre hydraulique ASTM A519 4140 est spécifié partout où un cylindre de cylindre fini,-prêt à assembler-doit supporter une haute pression, des charges de choc et des millions de cycles sans alésage secondaire. Un tube poli 4140 pour l'entretien des vérins hydrauliques constitue la matière première standard pour les vérins à usage intensif-, et cinq groupes d'applications couvrent la plupart des commandes :
Barils de vérins hydrauliques
L'usage dominant. Les vérins de flèche et de bras d'excavatrice, les vérins de grue et de chargeur et les bras de chargeur agricole fonctionnent à 160-350 bars avec une charge par impact, et l'alésage 4140 Q&T affûté est la pièce qui scelle et guide réellement le piston.
Cylindres de moulage par injection et de presse
Les vérins de serrage et d'injection effectuent des millions de fois par an ; La résistance à la fatigue du 4140 et son alésage stable et affûté maintiennent les fuites et les temps d'arrêt faibles.
Équipements miniers et hors route-
Les vérins de levage des camions à benne basculante et les vérins des appareils de forage subissent des charges de choc et des sites abrasifs. Les barils Q&T 4140 à paroi épaisse- résistent au pli et aux rayures de l'alésage.
Actionneurs hydrauliques industriels et mobiles
Les vérins de direction, les panneaux d'écoutille, les machines de pont et les bras robotisés utilisent le même tube où un alésage précis et propre réduit le temps d'assemblage.
Actionneurs pour l'aérospatiale et les champs pétrolifères
Le système hydraulique du train d'atterrissage-des avions et les actionneurs de commande des têtes de puits utilisent des modèles 4140 (et 4130), là où la résistance-au-poids et la chimie traçable sont importantes.
Sélection de la bonne qualité et des bonnes conditions de livraison
La condition de livraison A519 4140, et non le nom de la qualité, détermine la valeur de conception. Pour les fûts de vérins hydrauliques,Le tube 4140 trempé et revenu à 28-32 HRC est la valeur par défaut: il offre la résistance contrôlée et la résistance à la fatigue dont un baril à pression a besoin. Le 4140 recuit (rendement ≈414 MPa) est trop mou pour un service sous pression et est une ébauche d'usinage, pas un baril. L'étirage à froid-dur-dur (+C) entraîne une contrainte résiduelle qui peut déformer l'alésage lors de l'affûtage, elle est donc évitée pour les canons.
| Condition | Dureté | Utiliser pour le canon ? |
|---|---|---|
| Q&T (+QT) | 28-32 HRC | Oui - norme pour les barils à pression |
| Normalisé (+N) | ~190-240 HB | Flans soudables, sans-pression |
| Stress-soulagé (+SR) | ~190-230 HB | Alésage stable, service léger |
| Recuit (+A) | Inférieur ou égal à 197 HB | Du matériel d'usinage, pas un baril |
Du côté de l'alésage, la tolérance de diamètre intérieur du tube poli 4140 H8 H9 et la finition de surface du tube poli 4140 Ra 0,2 à 0,4 μm sont sélectionnées en fonction du type de joint et de la pression, tandis que les dimensions A519 4140 de la paroi OD sont indiquées sous forme de diamètre extérieur × paroi, jamais sous forme de NPS ou de programme.
Lorsque le projet est documenté selon les normes européennes, précisezTube adouci 42CrMo4 (1.7225)à EN 10305-1 (ou EN 10297-1 pour les murs lourds) ; l'acier est le même que le 4140 et le certificat suit simplement le format EN. Le tube parent A519 et l'alésage affûté sont des décisions indépendantes, alors indiquez les deux.
Contrôle qualité et tests
Chimie et certificat.Analyse thermique selon les limites A519, rapportée sur un certificat de test d'usine EN 10204 3.1 avec chaleur et état.
Vérification mécanique.Confirmation de tension, de dureté et (pour Q&T) de dureté selon ASTM A370 ; allongement sur la longueur de référence spécifiée.
Vérification de l'alésage.Jaugeage DI à H7/H8/H9, rugosité mesurée (Ra/Rz), et rectitude vérifiée sur la longueur.
CND du tube parent.UT ou courant de Foucault-si spécifié, effectué avant l'affûtage.
Inspection par un tiers-.SGS, BV ou TÜV désignés par l'acheteur sur demande ; propreté au NAS 8-10 là où l'ensemble cylindre l'exige.
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FAQ
Qu'est-ce qu'un tube adouci ASTM A519 4140 ?
Un tube adouci ASTM A519 4140 est un tube mécanique sans soudure étiré à froid-ou à chaud-fini en acier allié au chrome-molybdène UNS G41400, avec son diamètre interne fini par affûtage de précision selon la tolérance H8/H9 et Ra 0,2–0,4 μm. ASTM A519 définit le tube parent ; le rodage définit l'alésage, les deux exigences doivent donc être spécifiées séparément sur le bon de commande.
La norme ASTM A519 4140 est-elle homologuée pour le service sous pression ?
Non. ASTM A519 est une spécification de tube mécanique et ne comporte aucune pression nominale. La pression de conception du -vérin hydraulique doit être calculée séparément de la géométrie du tube, de l'état de livraison, de la construction finale et des règles de conception applicables. Pour les conduites de service sous pression-, spécifiez plutôt ASTM A106 ou A335.
Dans quelles conditions de livraison le tube poli 4140 doit-il être fourni pour les vérins hydrauliques ?
Pour les fûts de vérins hydrauliques, le 4140 est normalement fourni trempé et revenu (Q&T) à 28-32 HRC, avec une dureté confirmée sur le certificat d'essai du broyeur. Le 4140 recuit (rendement ≈414 MPa) est trop mou pour les barils sous pression : dans un cas signalé sur le terrain, un acheteur a spécifié uniquement « tube 4140 », a reçu du matériel recuit et les barils se sont déformés de manière permanente sous un hydrotest de 280 bars parce que la conception supposait un rendement de 650+ MPa.
Quelle est la tolérance de diamètre intérieur et la finition de surface d'un tube cylindrique poli 4140 ?
La tolérance de l'alésage fini est généralement H8 ou H9 selon la norme ISO 286-1 (H7 pour les cylindres critiques en matière de servo ou de fuite-), et la rugosité de la surface affûtée est de Ra 0,2 à 0,4 μm avec des hachures croisées de 30 à 45 degrés. Les tubes biseautés et brunis au rouleau (SRB) atteignent un Ra inférieur ou égal à 0,2 μm. La rectitude est normalement inférieure ou égale à 0,3 mm/m, avec une valeur inférieure ou égale à 0,1–0,15 mm/m disponible pour les canons longs et minces.
La norme ASTM A519 4140 nécessite-t-elle des tests hydrostatiques ?
Pas par défaut. Étant donné que les tubes A519 ne sont pas conçus pour un service sous pression, les essais hydrostatiques constituent une exigence supplémentaire facultative (S1) qui doit être indiquée sur le bon de commande. L'examen par ultrasons ou par courants de Foucault est également spécifié uniquement sur demande.
À quoi correspond A519 4140 dans le système européen ?
A519 4140 est la note américaine ; son équivalent européen est le 42CrMo4 sous le numéro de matériau 1.7225 (EN 10083-3 / EN 10305-1), avec le SCM440 japonais et le 42CrMo chinois comme autres équivalents. Les aciers sont presque identiques ; le choix est généralement motivé par la documentation et la norme de certification du projet.
La norme ASTM A519 est-elle la même que la norme ASTM A106 ?
Non. ASTM A519 est un tube mécanique sans soudure destiné à l'usinage et à une utilisation structurelle, sans pression nominale ni hydrotest obligatoire. ASTM A106 est un tuyau sans soudure pour un service sous pression à haute-température, pression-avec différentes limites chimiques et un test hydrostatique obligatoire. Ils ne sont pas interchangeables.
Un tube rodé 519 4140 peut-il être soudé ?
Oui, mais le 4140 a un équivalent carbone élevé - CE_IIW ≈ 0,79 et CE_Pcm ≈ 0,52 pour une chaleur typique -, les soudures nécessitent donc un préchauffage de 150 à 260 degrés et un refroidissement contrôlé pour éviter les fissures à froid. L’état Q&T exige encore plus de soins ; l'équivalent carbone n'est pas imprimé sur le certificat et doit être demandé séparément.