Primjena čelične cijevi 4130 u utrkama: bešavne čelične cijevi za automobilski okvir za prevrtanje
Prema zahtjevima pravilnika o okviru, struktura trkaćeg automobila mora uključivati dva rol kaveza sa osloncem, prednju pregradu sa potpornim sistemom i tampon strukturom, te bočnu protukolizijsku strukturu, odnosno glavni prsten, prednji prsten , kosi oslonac kaveza i njegova potporna struktura, bočna struktura protiv sudara, prednja pregrada i sistem potpore prednje pregrade. Sve jedinice okvira mogu prenijeti opterećenje sistema za zadržavanje vozača na osnovnu konstrukciju. Jedinica okvira se odnosi na najkraće, nerezane i kontinuirane pojedinačne cijevne spojnice. Jedna od funkcija okvira je da izdrži različita opterećenja iznutra i izvan vozila, ali mehanička svojstva različitih materijala uvelike variraju, što otežava dizajnerima i sucima da utvrde da li nosivost okvira zadovoljava standarde. Legirani čelik je ugljična legura željeza nastala dodavanjem odgovarajuće količine jednog ili više legirajućih elemenata običnom ugljičnom čeliku. Dodavanjem različitih elemenata i upotrebom različitih tehnika obrade, mogu se postići posebna svojstva kao što su visoka čvrstoća, visoka žilavost, otpornost na habanje, otpornost na koroziju, otpornost na niske temperature, otpornost na visoke temperature i nikakav magnetizam. A puno ime našeg protagonista je 30CrMo cijev, također poznata kao 4130 čelična cijev. Ima visoku čvrstoću i žilavost, dobru otvrdljivost i prečnik otvrdljivosti od 15-70mm u ulju. Čelik ima dobru termičku čvrstoću, u rasponu od 500 ˚ ispod C, ima dovoljnu čvrstoću pri visokim temperaturama i dobre performanse zavarivanja.
4130 domaće klase 30CrMo je legirani čelik koji sadrži krom i molibden, sa vlačnom čvrstoćom općenito iznad 750MPa. Najčešće viđeni na tržištu su šipke i debele ploče. Za izradu okvira za bicikle koristit će se tankozidne čelične cijevi 4130. Ovo je odvojivi sklop čelične cijevi. Izrađen je od hladno vučenih bešavnih cijevi od ugljičnog čelika savijenih i postavljenih jedna po jedna prema konturi unutrašnjosti vagona. Ako uklonite školjku karoserije, ono što vidite je metalni kavez napravljen od nekoliko čeličnih cijevi, pa ga ljudi u Hong Kongu nazivaju i "rol kavezom". Sa ovim dragocenim dijamantskim oklopom, čak i ako se vozilo nekoliko puta prevrne i spoljašnjost vozila je nepodnošljiva, trkači unutra će i dalje biti sigurni i zdravi. Materijal čelične cijevi i otpornost na uvijanje koji se koriste za okvir protiv prevrtanja određuju se težinom karoserije vozila i općenito moraju biti u stanju izdržati udar veći od dvostruke težine karoserije vozila. Zbog ravne kolovozne podloge terenske trke pad gotovo da i nema. U poređenju sa reli trkama na planinskim putevima i off-road trkama u divljini, ako dođe do prevrtanja, oštećenje karoserije će biti veće. Dakle, snaga nosača protiv prevrtanja u reli i off-road trkačkim automobilima je veća, a struktura cijevi je gušća. Profesionalno ugrađeni okvir protiv prevrtanja ne samo da može da se nosi sa neočekivanim situacijama, već i pojačava snagu i zaštitu od uvrtanja karoserije vozila. Na primjer, spajanjem nekoliko pozicija zavarivanja kaveza za prednje i stražnje sjedalo amortizera, čak i ako vozilo često skače, dio udarne sile od tla će se raspršiti na kavez, što pruža zaštitu za karoserija vozila.
4130 se uglavnom koristio u industriji aviona, ali početkom i sredinom{1}}, kada je ušao u trkačku strukturu šasije, situacija je počela da se mijenja. Baš kao i u zrakoplovnoj industriji, upotreba 4130 kao glavnog konstrukcijskog materijala šasije u utrkama postepeno se razvijala tokom godina.
U to vrijeme, mnogi vozači su dovodili u pitanje sposobnost zavarivanja 4130 jer je TIG zavarivanje bila vrlo nova tehnologija, a većina proizvođača je koristila lemljenje za zavarivanje ovog materijala. Tek 1953. godine kompanija Boeing Aircraft Company snimila je i započela TIG zavarivanje svoje strukture 4130. Ne možemo odrediti šasiju prvog trkačkog automobila 4130, ali je vjerovatno da je prvi put korišten u utrkama automobila, kao što su SCCA trke, trke na vrhunskom gorivom, Indy trke ili trke Formule 1.
Do sredine {{0}} godina, mnogi automobili napravljeni od 4130 su se takmičili u više nivoa takmičenja koje je priznao SCCA. Godine 1953. Forest Edwards je proizveo Edwards/Blue Speical koristeći dotrajalu 51-godišnju Morris limuzinu i 4130. Charles Hall će voziti svoj "mali bager" kako bi osvojio SCCA H-klasu modificiranog prvenstva Pacific Coast, koji koristi okvir od 1,25 inča × A trapez napravljen od 0,030 inča 4130.
Drag Escort Cart: Dodd Martin i Jim Nelson i njihov Dragmaster Dart osnovali su Dragmaster Company u Carlsbadu u Kaliforniji otprilike 1959. ili 1960. godine 1962. Oni su na čelu trkačke tehnologije i osvojili su "Najbolji dizajn" na nacionalnom takmičenju NHRA. Za manje od godinu dana od otvaranja, Dragmaster je počeo proizvoditi šasiju pod nazivom "Dart", koja dolazi od dva materijala: 4130 i mekog čelika.
Godine 1965. debitovao je Brawner Hawk, zadnji motor napravljen od 4130, a vozio ga je Mario Andretti. Brawner Hawk su izgradili legendarni mehaničar Clint Browner i njegov učenik Jim McKee u to vrijeme. Dizajniran je na bazi Copper Climaxa, prvog automobila sa zadnjim motorom koji je ušao na startnu liniju od 500 milje u Indiji 1961. godine, a vozio ga je dvostruki šampion Formule 1 Jack Brabham. Te godine, pod Marijevom vožnjom, Braun Hawk je postigao veliki uspjeh. Na Husserl Grand Prixu održanom u Indianapolis Circuit Parku, Mario je postigao četiri rangiranja među prvih pet, jednu pol poziciju, pet najboljih pet i svoju prvu pobjedu na USAC-u. Takođe je osvojio šampionat USAC sezone 1965. i 500 'Stark Wetzel novajlija godine Indijanapolisa 1965.
Kasnih 1960-ih i ranih 1970-ih, Dennis Klingman i Wyatt Swaim iz Lincoln Electrica otišli su u Evropu da pouče proizvođače automobila Formule 1 kako TIG zavaruju cijevi 4130 umjesto lemljenja. Krajem 1970-ih, 4130 će postepeno ulaziti u druge oblike takmičenja. Oko 1971., Jerry Weeks Baker je napravio novi kavez koristeći 4130 na svom autu Austin Healy Sprite i takmičio se u SCCA priznatim događajima. Tada je pravilnik SCCA dozvoljavao upotrebu 4130, ali to nije bilo preporučljivo jer je zavarivanje bilo teško. Jerry je kasnije napravio 4130 mini automobil za Don Edmondsa da učestvuje u trci koju je priznala Američka automobilska asocijacija (USAC). Oko 1975. USAC je odredio da se 4130 može koristiti sve dok je u normaliziranom stanju.
Do kasnih 1970-ih, mnoge agencije za sertifikaciju počele su zahtijevati korištenje 4130 proizvedenih zaštitnih kaveza na najvišem nivou konkurencije. 12. decembra 1978. SFI je odredio da sve šasije vozila na gorivo najvišeg nivoa moraju biti napravljene od 4130 materijala. SFI je neprofitna organizacija koja ima za cilj objavljivanje i upravljanje standardima za profesionalnu/performansnu automobilsku i trkačku opremu. Do 1984. SFI je također odredio da se smiješni automobili moraju proizvoditi sa 4130.
