Aço SAE 4140

AÇO SAE 4140

Generalidades

O aço SAE 4140 é um aço para beneficiamento com temperabilidade média, ligado ao cromo e molibdênio, utilizado na fabricação de diferentes componentes mecânicos onde se deseja uma boa combinação de resistência mecânica média e resistência à fratura. Também possui elevada resistência à fadiga.

Aplicações

Usado para fabricação de virabrequins, bielas, braços, eixos, peças para equipamentos de perfuração, engrenagens, parafusos de alta resistência, alavancas para peças de direção de veículos, estribos de molas, etc. Dentre os aços de mediano teor de liga é o que apresenta melhor dureza.

Composição Química

ABNT/SAE C Mn P máx. S máx. Si Cr Mo

4140 0,38 - 0,43 0,75 - 1,00 0,030 0,040 0,15 - 0,35 0,8 - 1,10 0,15 - 0,25

Tratamento Térmico

Recozimento: O tratamento deve ser feito na temperatura próxima de 850ºC por no mínimo 1 hora para cada 25 mm. Resfriar lentamente no forno.

Normalização: O tratamento deve ser feito na temperatura próxima de 870 –

900ºC por no mínimo 1 hora para cada 25 mm. Resfriar ao ar. Em casos especiais pode se utilizar ar forçado.

Têmpera: Austenitizar em temperatura entre 840 – 870ºC. Aquecer por 1 hora para cada 25 mm de espessura e adicionar 1 hora para cada 25 mm adicionais.

Resfriar em óleo ou polímero. O resfriamento em polímero conduz a menor variação dimensional e maior homogeneidade microestrutural.

Forjamento: O aço SAE4140 deve ser realizado na temperatura mínima de 925ºC e máxima de 1220ºC.

Revenimento: Deve ser realizado imediatamente após a têmpera quando a temperatura atingir ~ 70ºC. A temperatura de revenimento deve ser selecionada de acordo com a dureza especificada no componente. Para isto utilizar a curva de revenimento.

Manter na temperatura de revenimento por no mínimo 1 hora para cada 25 mm de espessura e utilizar no mínimo por duas horas. Não revenir entre 230-370ºC por causa da fragilidade ao revenido.

Nitretação: Este aço pode ser nitretado para elevar a resistência ao desgaste pelo endurecimento superficial. A dureza máxima depende da condição prévia de tratamento térmico. Componentes beneficiados antes da nitretação terão melhor característica de endurecimento atingindo dureza máxima próxima de 800 HV. Recomenda-se profundidade de endurecimento entre 0,30 e 0,60 mm.

Têmpera Superficial: Pode ser realizada por processo de chama ou indução para durezas superiores a 55 HRC.

Microestrutura

Aço 4140 temperado sem revenimento – 2000x

AÇO SAE 4340

Generalidades: O aço SAE 4340 é um aço para beneficiamento com elevada temperabilidade, ligado ao cromo-níquel-molibdênio, utilizado na fabricação de diferentes componentes mecânicos, inclusive com seções espessas, quando se deseja uma combinação de resistência mecânica média e resistência à fratura. Também possui elevada resistência à fadiga. Disponível em barras redondas, quadradas, e sextavadas, nos acabamentos - Laminados - Forjados - Trefilados - Retificados.

Aplicações: Utilizado para a fabricação de peças de maior porte ou que estarão sujeitas a um maior esforço mecânico de uso geral, que necessitam de alta dureza e resistência mecânica, para construção de máquinas e equipamentos aplicados, principalmente, na geração de energia, produção de autopeças, na siderúrgia, produção de açúcar e álcool, na mineração e na exploração de petróleo. Utilizado na fabricação de virabrequins para aviões, tratores, veículos em geral. Engrenagens, componentes com boas propriedades mecânicas e eixos muito solicitados.

Composição Química

ABNT/SAE C Mn P máx. S máx. Si Ni Cr Mo

4340 0,38 - 0,43 0,60 - 0,80 0,030 0,040 0,15 - 0,35 1,65 - 2,00 0,70 - 0,90 0,20 - 0,30

Forjamento: O aço SAE 4340 deve ser realizado na temperatura mínima de 900ºC e máxima DE 1220°C.

Tratamento Térmico

Recozimento: O tratamento deve ser feito na temperatura próxima de 850ºC por no mínimo 1 hora para cada 25 mm. Resfriar lentamente no forno.

Normalização: O tratamento deve ser feito na temperatura próxima de 860 –

880ºC por no mínimo 1 hora para cada 25 mm. Resfriar ao ar. Em casos especiais pode se utilizar ar forçado.

Têmpera: Austenitizar em temperatura entre 840 – 870ºC. Aquecer por 1 hora para cada 25 mm de espessura e adicionar 1 hora para cada 25 mm adicionais.

Resfriar em óleo ou polímero. O resfriamento em polímero conduz a menor variação dimensional e maior homogeneidade microestrutural.

Revenimento: Deve ser realizado imediatamente após a têmpera quando a temperatura atingir cerca de 70ºC. A temperatura de revenimento deve ser selecionada de acordo com a dureza especificada para o componente. Para isto utilizar a curva de revenimento orientativa. Manter na temperatura de revenimento por no mínimo 1 hora para cada 25 mm de espessura e utilizar no mínimo por duas horas. Não revenir no intervalo de temperatura entre 230-370ºC por causa da possibilidade de induzir à fragilidade ao revenido.

Nitretação: Este aço pode ser nitretado para elevar a resistência ao desgaste pelo endurecimento superficial. A dureza máxima depende da condição prévia de tratamento térmico. Componentes beneficiados antes da nitretação terão melhor característica de endurecimento atingindo dureza máxima próxima de 800 HV. Recomenda-se profundidade de endurecimento entre 0,30 e 0,60 mm.

Têmpera Superficial: Pode ser realizada por processo de chama ou indução para durezas superiores a 55 HRC.

Microestrutura

Aço SAE 4340 – Austempera 2500x. Nital 1%