Propriedades do aço SAE AISI 4140, tratamento térmico do material, dureza Rockwell

Propriedades do aço SAE AISI 4140, tratamento térmico do material, dureza Rockwell

Material de liga de aço ASTM AISI SAE 4140

Aço de liga SAE AISI 4140

SAE 4140 (aço AISI 4140) é uma série Cr-Mo (Chrome série molibdênio) aço de baixa liga, o material tem alta resistência e temperabilidade, boa tenacidade, pequena deformação durante a têmpera, alta resistência à fluência e resistência duradoura em alta temperatura.

Usos do aço 4140

O aço-liga AISI SAE 4140 pode ser transformado em barra de aço redonda, barra de aço plana e quadrada, chapa de aço, tubo de aço e tem muitos usos nas indústrias aeroespacial, de petróleo e gás e automotiva, os usos típicos são vasos de pressão de paredes finas, forjados engrenagens e eixos (eixos de motores, eixos de bombas, eixos hidráulicos, etc.), fusos (fusos de torno, fusos de fresagem, etc.), colares, braçadeiras, parafusos de alta resistência, castelo de válvula, parafusos, porcas, sem-fim, pinças, barras de torção e diversas peças carburadas.

Folha de dados e especificações

Abaixo estão as planilhas de dados de liga de aço 4140, incluindo composição química, propriedades e gráfico equivalente, etc.

Composição Química AISI SAE 4140

A tabela abaixo lista a composição química do AISI 4140.

Composição Química AISI SAE 4140 (%)
Aço (UNS) C Si Mn P(≤) S (≤) Cr Mo Não
4140 (G41400) 0,38-0,43 0,15-0,35 0,75-1,00 0,035 0,040 0,80-1,10 0,15-0,25

Propriedades Mecânicas do Aço AISI 4140

As propriedades mecânicas do material 4140 são fornecidas na tabela abaixo.

Aço Resistência à tração, Mpa (ksi) Força de rendimento, Mpa (ksi) Alongamento em 50 mm (2 pol.), % Redução de área, % Dureza (HB) Diâmetro da amostra Condições
AISI4140 1020 (148) 655 (95) 17,7 46,8 302 25,4 mm (1 pol.) Normalizado a 870 °C (1600 °F)
655 (95) 414 (60) 25,7 56,9 197 Recozido a 815 °C (1500 °F)
1075 (156) 986 (143) 15,5 56,9 311 Água temperada a 845 °C (1550 °F) e temperada a 540 °C (1000 °F)

Propriedades Físicas SAE 4140

Notas: 10-6/K = 10-6.K-1 = (µm/m)/°C

Material 4140 coeficientes de expansão térmica linear
Temperatura, °C (°F) Valor (10-6/K) Tratamento ou condição
20-100 (68-212) 12.2 Óleo endurecido, temperado
20-200 (68-392) 12.6
20-400 (68-752) 13.6
20-600 (68-1112) 14,5
4140 condutividade térmica
Valor (W/m·K) Temperatura, °C (°F) Tratamento ou condição
42,7 100 (212) Endurecido e
temperado
42,3 200 (392)
37,7 400 (752)
33.1 600 (1112)
Calor Específico AISI/SAE 4140
Valor (J/Kg·K) Temperatura, °C (°F) Tratamento ou condição
473 20-200 (68-392) Endurecido e
temperado
519 20-400 (68-752)
561 20-600 (68-1112)
Resistividade Elétrica Mateiral 4140
Valor (μΩ·m) Temperatura, °C (°F) Tratamento ou condição
0,22 20 (68) Endurecido e
temperado
0,26 100 (212)
0,33 200 (392)
0,48 400 (752)
0,65 600 (1112)

Tratamento térmico de aço material 4140

A tabela a seguir mostra o tratamento térmico do aço AISI 4140, dureza Rockwell.

Tratamento térmico de material 4140 Temperatura, °C (°F) Dureza do aço 4140 Resfriamento/Agente
Normalizando 870 (1600) 302 HB Ar
anelamento 790-845 (1455-1555) 197 HB Resfriamento do forno
Têmpera 830-845 (1525-1555) Óleo
Temperagem (2 horas) 205 (400) 58 HRC Endurecimento de óleo
260 (500) 54 HRC
315 (600) 50 HRC
370 (700) 47 HRC
425 (800) 45 HRC
480 (900) 40 HRC
540 (1000) 35 HRC
595 (1100) 33 HRC
650 (1200) 28 HRC

Normalizando

O aço-liga 4140 é normalmente normalizado a 870 °C (1600°F) e deve ser resfriado a uma temperatura especificada em ar parado.

Recozimento Esferoidizante

Para o recozimento esferoidizante da liga de aço 4140, ele precisa de tratamento térmico a 749 °C (1380 °F), seguido de resfriamento lento até 666 °C (1230 °F) a uma taxa de 6 °C (10 °F)/hora, ou resfriamento rápido a 675 °C (1250 °F) para recozimento isotérmico.

Recozimento Completo

Tratamento térmico a 845 °C (1555 °F), resfriamento lento de 755 °C (1390 °F) a uma taxa de 14 °C (25 °F)/hora até 665 °C (1230 °F) ou resfriamento rápido a 675 °C (1250 °F) por 5 horas de recozimento isotérmico.

Temperamento

A temperatura de revenido da liga de aço 4140 pode ser de 204-649 ° C (400-1200 ° F) após a normalização e têmpera em óleo, e a dureza Rockwell correspondente pode ser obtida.

Forjamento

A temperatura de forjamento do material 4140 é de cerca de 1232 °C (2250 °F).

Soldagem de Aço 4140

Todos os processos comuns de soldagem a arco, como (SAW, SMAW, FCAW, GMAW, GTAW) podem ser usados ​​para soldar liga de aço 4140, mas para evitar trincas, deve ser pré-aquecido a 170-350 °C (350-650 ° F) antes da soldagem, a temperatura interpasse de pré-aquecimento depende da espessura da seção do aço.

Material Equivalente

O material equivalente ao AISI 4140 está listado na tabela abaixo.

Material equivalente a AISI 4140
EUA União Europeia China Japão ISO
Padrão Nota (UNS) Padrão Classe (Número do Aço) Padrão Nota Padrão Nota Padrão Nota
AISI-SAE;
ASTM A29/A29M
4140 (G41400) EN 10083-3 42CrMo4 (1,7225) GB/T 3077 42CrMo JISG 4105 SCM440

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