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4140 | 42CrMo4 | Barra de aço 42CrMo

4140 | 42CrMo4 | Barra de aço 42CrMo

A barra 4140 é uma liga de aço conhecido como AISI/SAE 4140, amplamente utilizado nos EUA. O "4140" indica sua composição e padrão. Ele oferece alta resistência, tenacidade e resistência ao desgaste. Comumente usado na produção de engrenagens, eixos e peças de maquinário, o aço 4140 pode ser recozido, normalizado ou temperado e revenido.

Descrição

O que é a barra de aço 4140?

A barra de aço 4140, composta de ferro 98%, carbono 0,40% e elementos de liga como cromo, molibdênio e manganês, é uma liga de aço de alta resistência. Conhecido por sua tenacidade e resistência ao desgaste, é laminado a quente e usado em engrenagens, eixos e peças de máquinas. Pode ser recozido, normalizado ou temperado e revenido. É amplamente utilizado nos setores automotivo, aeroespacial, de petróleo e gás e de construção.

Características da barra de aço 4140

A barra de aço 4140 apresenta uma microestrutura de granulação fina que aprimora suas propriedades mecânicas. Ela pode ser tratada termicamente para atingir níveis variados de dureza e resistência. A presença de cromo e molibdênio melhora a resistência à corrosão e o desempenho em altas temperaturas, tornando-o adequado para uma ampla gama de aplicações em ambientes agressivos. O vantagens do aço 4140 incluem durabilidadeA alta resistência e a tenacidade garantem um desempenho duradouro em aplicações exigentes, reduzindo a frequência de substituições e manutenção. Suas excelente resistência ao desgaste aumenta a vida útil das peças feitas de aço 4140, tornando-o econômico para usos em serviços pesados. Além disso, a capacidade de ser recozido, normalizado ou temperado e revenido permite a personalização das propriedades mecânicas para atender às necessidades de aplicações específicas. No entanto, existem desvantagens a considerar. O alta dureza e resistência da barra de aço 4140 pode ser um desafio para a usinagem, exigindo ferramentas e técnicas especializadas. Além disso, custos mais altos de material e processamento em comparação com aços de menor resistência pode ser uma consideração para projetos sensíveis ao orçamento. Para facilitar a usinagem, considere o uso de Aço 1018.

Composições químicas

ElementoComposição
Carbono (C)0.38-0.43%
Manganês (Mn)0.75-1.00%
Silício (Si)0.15-0.35%
Cromo (Cr)0.80-1.10%
Molibdênio (Mo)0.15-0.25%
Fósforo (P)0,035% máximo
Enxofre (S)0,040% máximo

Propriedades físicas

PropriedadeMétricoImperial
Densidade7,85 g/cm³0,284 lb/in³
Ponto de fusão1425-1460°C2597-2660°F
Condutividade térmica42,7 W/m-K24,7 BTU-ft/h-°F
Resistividade elétrica0,24 µΩ-m0,24 µΩ-m
Capacidade térmica específica460 J/kg-K0,11 BTU/lb-°F
Coeficiente de expansão térmica11,1 µm/m-K6,17 µin/in-°F
Módulo elástico210 GPa30,5 Msi

Propriedades mecânicas

PropriedadeMétricoImperial
Resistência à tração (Rm)655-1170 MPa95-170 ksi
Resistência ao escoamento (Rp0.2)415-950 MPa60-138 ksi
Dureza Brinell (HBW)197-241 HBW197-241 HBW
Dureza Rockwell (HRC)22-32 HRC22-32 HRC
Dureza Vickers (HV)207-248 HV207-248 HV
Alongamento (A)17-30%17-30%
Módulo elástico190-210 GPa27,6-30,5 Msi

Propriedades QT da barra de aço 4140

PropriedadeMétricoImperial
Resistência à tração (Rm)930-1080 MPa135-157 ksi
Resistência ao escoamento (Rp0.2)780-930 MPa113-135 ksi
Resistência ao impacto (KV/Ku)≥ 39 J≥ 28,8 pés-lb
Alongamento (A)≥ 12%≥ 12%
Redução da área (Z)≥ 45%≥ 45%
Dureza Brinell (HBW)241-285 HBW241-285 HBW

Setores e aplicações

SetorAplicativos
Setor automotivoVirabrequins, eixos de comando de válvulas e engrenagens de transmissão
Setor de petróleo e gásColares de perfuração, barras estabilizadoras e eixos de ferramentas de fundo de poço
Setor de construçãoParafusos de ancoragem, tirantes e eixos de suporte para serviços pesados
Fabricação de máquinasEixos, roletes e eixos de acionamento
Indústria aeroespacialSuportes do trem de pouso, eixos do motor e hastes de suporte estrutural
Indústria de mineraçãoDentes de escavadeiras, mandíbulas de britadores e componentes de peneiramento
Equipamentos agrícolasArados, discos de grade e peças de tratores

Usinagem

4140 Tratamento térmico

  1. Tratamento de soluções: Aqueça a 840-880°C, mantenha e resfrie rapidamente (geralmente em água ou óleo).
  2. Tratamento do envelhecimento: Aqueça a 150-200°C por um período prolongado.
  3. Resfriamento: Aqueça até 850-880°C e, em seguida, resfrie rapidamente (geralmente em óleo).
  4. Têmpera: Reaqueça o aço temperado a 540-680°C e, em seguida, resfrie-o.
  5. Normalização: Aqueça a 870-900°C e, em seguida, resfrie ao ar.
  6. Recozimento: Aqueça a 680-720°C, mantenha e, em seguida, resfrie lentamente no forno.

4140 Acabamento da superfície

  1. Endurecimento de superfície: Inclui endurecimento por chama e indução.
  2. Carburização: Calor em um ambiente rico em carbono em alta temperatura.
  3. Nitretação: Aqueça em uma atmosfera de nitrogênio ou amônia.
  4. Carbonitretação: Semelhante à cementação, mas com adição de nitrogênio.
  5. Galvanoplastia: Depositar eletroquimicamente uma camada de metal (por exemplo, cromo, níquel).
  6. Pulverização térmica: Aplique um revestimento de alta dureza e resistente ao desgaste.

Os requisitos de tratamento de superfície personalizados podem ser atendidos mediante solicitação.

Isenção de responsabilidade

As instruções de tratamento térmico e os métodos de processamento de acabamento de superfície acima para o 4140 são fornecidos apenas para fins informativos. Os resultados reais podem variar de acordo com as condições específicas e o equipamento utilizado. Recomenda-se realizar testes e consultar um especialista em metalurgia ou o fornecedor do material para garantir que os processos sejam adequados à sua aplicação específica. O usuário assume todos os riscos e a responsabilidade pelo uso dessas informações.

Nosso serviço

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