Primjena čelične cijevi 4130 u utrkama: bešavna čelična cijev za okvir automobila
Prema zahtjevima pravila o okviru, struktura trkaćeg automobila mora uključivati dva sigurnosna okvira s potporom, prednju pregradu s potpornim sustavom i odbojnom strukturom te bočnu strukturu protiv sudara, odnosno glavni prsten, prednji prsten , kosi nosač sigurnosnih kaveza i njegova potporna struktura, bočna struktura protiv sudara, prednja pregrada i sustav potpore prednje pregrade. Sve jedinice okvira mogu prenijeti opterećenje sigurnosnog sustava vozača na osnovnu strukturu. Jedinica okvira odnosi se na najkraće, neobrezane i kontinuirane pojedinačne cijevne spojnice. Jedna od funkcija okvira je izdržati različita opterećenja iznutra i izvana vozila, ali mehanička svojstva različitih materijala uvelike variraju, što otežava dizajnerima i sucima da utvrde zadovoljava li nosivost okvira standarde. Legirani čelik je legura željeza i ugljika nastala dodavanjem odgovarajuće količine jednog ili više legirajućih elemenata običnom ugljičnom čeliku. Dodavanjem različitih elemenata i korištenjem različitih tehnika obrade mogu se postići posebna svojstva kao što su visoka čvrstoća, visoka žilavost, otpornost na trošenje, otpornost na koroziju, otpornost na niske temperature, otpornost na visoke temperature i bez magnetizma. A puno ime našeg protagonista je 30CrMo cijev, također poznata kao 4130 čelična cijev. Ima visoku čvrstoću i žilavost, dobru kaljivost i promjer kaljivosti od 15-70 mm u ulju. Čelik ima dobru toplinsku čvrstoću, u rasponu od 500 ˚ ispod C, ima dovoljnu čvrstoću na visokim temperaturama i dobre performanse zavarivanja.
4130 domaće kvalitete 30CrMo je legirani čelik koji sadrži krom i molibden, s vlačnom čvrstoćom općenito iznad 750MPa. Na tržištu se najčešće mogu vidjeti šipke i debele ploče. Cijevi od čelika 4130 tankih stijenki koristit će se za izradu okvira za bicikle. Ovo je sklop čelične cijevi koji se može odvojiti. Izrađen je od hladno vučenih bešavnih cijevi od ugljičnog čelika savijenih i ugrađenih jedna po jedna u skladu s konturom unutrašnjosti kolica. Ako uklonite školjku karoserije, ono što vidite je metalni kavez napravljen od nekoliko čeličnih cijevi, pa ga ljudi u Hong Kongu zovu i "roll cage". S ovim dragocjenim dijamantnim oklopom, čak i ako se vozilo nekoliko puta prevrne i vanjski izgled vozila bude nepodnošljiv, trkači unutra će i dalje biti sigurni i zdravi. Materijal čelične cijevi i otpornost na uvijanje koji se koriste za okvir za sprječavanje prevrtanja određeni su težinom karoserije vozila i općenito moraju biti u stanju izdržati udar više od dvostruke težine karoserije vozila. Zbog ravne kolničke podloge terenske utrke gotovo da i nema pada. U usporedbi s rally utrkama na brdskim cestama i off-road utrkama u divljini, ako dođe do prevrtanja, oštećenje karoserije bit će veće. Dakle, čvrstoća nosača protiv prevrtanja u reli i terenskim trkaćim automobilima je veća, a struktura cijevi je gušća. Profesionalno ugrađeni okvir protiv prevrtanja ne samo da može izaći na kraj s neočekivanim situacijama, već i povećati snagu i zaštitu od uvijanja karoserije vozila. Na primjer, povezivanjem nekoliko mjesta zavarivanja sigurnosnog kaveza s prednjim i stražnjim sjedalima amortizera, čak i ako vozilo često poskakuje, dio udarne sile s tla raspršit će se na sigurnosni kavez, što pruža zaštitu za karoserija vozila.
4130 se uglavnom koristio u zrakoplovnoj industriji, ali početkom i sredinom -1950-ih godina, kada je ušao u strukturu trkaće šasije, situacija se počela mijenjati. Kao iu zrakoplovnoj industriji, korištenje 4130 kao glavnog strukturnog materijala šasije u utrkama postupno se razvijalo tijekom godina.
U to su vrijeme mnogi vozači utrka dovodili u pitanje sposobnost zavarivanja 4130 jer je TIG zavarivanje bila vrlo nova tehnologija, a većina proizvođača koristila je tvrdo lemljenje za zavarivanje ovog materijala. Tek 1953. godine tvrtka Boeing Aircraft Company snimila je i započela TIG zavarivanje svoje strukture 4130. Ne možemo odrediti šasiju prvog trkaćeg automobila 4130, ali je vjerojatno da je prvi put korišten u automobilskim utrkama, kao što su SCCA utrke, utrke s najboljim gorivom, utrke Indy ili utrke Formule 1.
Do sredine{{0}}ih, mnogi automobili napravljeni od 4130 natjecali su se u više razina natjecanja koje je priznao SCCA. Godine 1953. Forest Edwards proizveo je Edwards/Blue Speical koristeći dotrajalu 51-godišnju limuzinu Morris i 4130. Charles Hall će voziti svoj "mali bager" kako bi osvojio SCCA H-klasu modificiranog prvenstva Pacific Coast, koje koristi 1,25 inča × A trapezoidni okvir. izrađen od 0,030 inča 4130.
Drag Escort Cart: Dodd Martin i Jim Nelson i njihov Dragmaster Dart osnovali su tvrtku Dragmaster Company u Carlsbadu u Kaliforniji oko 1959. ili 1960. godine 1962. Oni su na čelu trkaće tehnologije i osvojili su "Najbolji dizajn" u nacionalnom natjecanju NHRA. Unutar manje od godinu dana od otvaranja, Dragmaster je počeo proizvoditi šasiju pod nazivom "Dart", koja dolazi u dva materijala: 4130 i meki čelik.
Godine 1965. debitirao je Brawner Hawk, stražnji motor napravljen od modela 4130, a vozio ga je Mario Andretti. Brawner Hawk izgradili su tadašnji legendarni mehaničar Clint Browner i njegov učenik Jim McKee. Dizajniran je na temelju Copper Climaxa, prvog automobila sa stražnjim motorom koji je 1961. ušao na startnu liniju od 500. milje u Indiji, a vozio ga je dvostruki prvak Formule 1 Jack Brabham. Te je godine pod Mariovom vožnjom Braun Hawk postigao veliki uspjeh. Na Husserlovoj velikoj nagradi održanoj u Indianapolis Circuit Parku, Mario je ostvario četiri plasmana među prvih pet, jednu pole poziciju, pet među prvih pet i svoju prvu pobjedu na USAC-u. Također je osvojio prvenstvo sezone USAC 1965. i Indianapolis' 500 'Stark Wetzel Rookie of the Year 1965. godine.
Kasnih 1960-ih i ranih 1970-ih, Dennis Klingman i Wyatt Swaim iz Lincoln Electrica otišli su u Europu kako bi naučili proizvođače automobila Formule 1 kako TIG zavarivati cijevi 4130 umjesto lemljenja. U kasnim 1970-ima, 4130 će postupno ulaziti u druge oblike natjecanja. Oko 1971., Jerry Weeks Baker napravio je novi kavez koristeći 4130 na svom automobilu Austin Healy Sprite i natjecao se u SCCA priznatim događajima. U to je vrijeme SCCA-in pravilnik dopuštao upotrebu 4130, ali nije bio preporučljiv jer je zavarivanje bilo teško. Jerry je kasnije izradio mini automobil 4130 za Dona Edmondsa kako bi sudjelovao u utrci koju je priznala Američka automobilska udruga (USAC). Oko 1975., USAC je propisao da se 4130 može koristiti sve dok je u normaliziranom stanju.
Do kasnih 1970-ih, mnoge certifikacijske agencije počele su zahtijevati upotrebu 4130 proizvedenih zaštitnih kaveza na najvišoj razini natjecanja. 12. prosinca 1978. SFI je propisao da sve šasije vozila najviše razine moraju biti izrađene od 4130 materijala. SFI je neprofitna organizacija čiji je cilj objavljivanje i upravljanje standardima za profesionalnu/performansnu automobilsku i trkaću opremu. Do 1984. SFI je također propisao da se smiješni automobili moraju proizvoditi s 4130.
