AISI 4140 Chromoly Stahl (UNS G41400): Heat Treatment Leitfaden

ASTM A29/A322 · Published: 2026-06-02 · Updated: July 2026

Quick Reference

AISI 4140 is a chromium-molybdenum (Cr-Mo) low-alloy steel containing 0.38-0.43% C, 0.75-1.00% Mn, 0.80-1.10% Cr, 0.15-0.25% Mo. The chromium provides hardenability and wear resistance; molybdenum resists temper embrittlement and maintains...

AISI 4140 ist ein chromium-molybdenum (Cr-Mo) niedrig-alloy steel containing 0.38-0.43% C, 0.75-1.00% Mn, 0.80-1.10% Cr, 0.15-0.25% Mo. Der chromium provides hardenability und wear widerstand; molybdenum resists temper embrittlement und maintains strength bei elevated temperatures. 4140 ist der meiste widely used medium-carbon alloy steel für applications requiring hoch strength, fatigue widerstand, und toughness nach heat treatment. Typisch applications: aircraft landing gear, crankshafts, gears, axles, drill collars, bolt und studs für hoch-temperature service, und injection mold tooling. Nicht recommended für: welded structures ohne PWHT, applications über 400°C (creep strength degrades), oder corrosive environments ohne plating/coating.

Quick Facts

KategorieLegierungsstahl
NormASTM A29/A322
Density7.85 g/cm³
Yield Strength655 MPa (95 ksi) Q&T
Tensile Strength930 MPa (135 ksi) Q&T
Strain (%) Stress (MPa) 0 15 1070 655 MPa 930 MPa 14% Stress-Strain
Engineering stress-strain curve — AISI 4140 Chromoly Stahl (UNS G41400): Heat Treatment Leitfaden. Yield (blue ●), UTS (rot ▲).

Detailed Mechanical Eigenschaften

Bruchdehnung25.7% (annealed), 17.7% (quenched & tempered bei 540°C)
Härte197 HB (annealed), 302 HB (Q&T bei 540°C), auf zu 555 HB (Q&T bei 205°C)
Charpy V Notch85J bei 20°C (Q&T 540°C)
Reduction Von Area56.9% (annealed)

Physical Eigenschaften

Schmelzpunkt1416°C
Wärmeleitfähigkeit42.6 W/m·K bei 20°C
Spezifisch Heat473 J/kg·K
Dichte7.85 g/cm³

Global Equivalents & Cross-Referenz

Alternative Norm / GüteAction
EN 42CrMo4 Compare
DIN 1.7225 Compare
SCM440 Compare
42CrMo4 Compare
BS 708M40 Compare

Heat Treatment & Processing

Austenitizing830-860°C, soak 30min per 25mm thickness
QuenchingÖl quench (preferred); wasser quench für sections <6mm (risk von cracking)
Tempering205-650°C depending ein desired hardness; temper innerhalb 30min von quenching
Normalizing870-900°C, luft cool
Annealing790-820°C, furnace cool bei 10-20°C/h zu 480°C, dann luft cool
Hardening DepthAuf zu 25mm in öl (Jominy curve D₁ ≈ 25mm)

Welding & Fabrication

Preheat200-300°C für alle thicknesses; maintain throughout welding
Filler MetalE12018 (SMAW), ER120S-G (GMAW) — matching strength; verwenden E9018 für undermatching wo stress relief ist performed
Interpass Temp200-350°C
PwhtStress relieve bei 620-650°C, 1h per 25mm thickness; cool slowly zu 300°C vor luft cooling
Schweißeignung RatingFair — requires preheat und PWHT; avoid welding in hardened condition ohne annealing erste

Verwandt Comparisons

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Compare properties, equivalents & applications

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🧮 Material Weight Calculator

Calculate the weight based on this material's density: 7.85 g/cm³

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Frequently Asked Questions

Was ist der difference zwischen 4140 und 4340?

4340 contains 1.65-2.0% nickel in addition zu Cr und Mo, dramatically improving niedrig-temperature toughness und durch-hardening depth (100+ mm sections). 4340 ist used für aircraft landing gear, heavy shafting, und kritisch fasteners. 4140 ist mehr economical (~30% unter kosten) und sufficient für meiste industrial applications.

References & International Standards

  • ASTM International. Norm Specifications für Stahl & Metal Alloys. astm.org
  • International Organization für Standardization (ISO). Metallic Materials — Cross-Referenz Database. iso.org
  • American Iron und Stahl Institute (AISI). Stahl Güte Designations & Equivalents. steel.org
  • European Committee für Standardization (CEN). EN Stahl Standards & Numbering System. cencenelec.eu