Propriedades do aço SAE AISI 4340, tratamento térmico, equivalente, gráfico de dureza, densidade, usinabilidade

Aço SAE AISI 4340 (UNS G43400)

O aço AISI 4340 (UNS G43400) é um aço de ultra-alta resistência, médio carbono e baixa liga, que combina temperabilidade profunda, alta ductilidade, tenacidade e resistência, e possui alta resistência à fadiga e à fluência. Não é particularmente afetado por revenimento e fragilização e apresenta boa retenção de resistência em altas temperaturas e não é facilmente amolecido. Em seções finas, este aço é endurecido ao ar. Na prática, geralmente é temperado com óleo.

Folha de dados de aço de liga 4340

As tabelas e listas a seguir fornecem folhas de dados e especificações do aço-liga 4340, incluindo composição química, propriedades físicas e mecânicas, tratamento térmico, soldagem, etc.

Composição química

A composição química do material de aço AISI 4340 está listada na tabela a seguir com base na análise de fundição.

Propriedades do aço AISI 4340

As tabelas abaixo listam as propriedades do aço AISI 4340, incluindo propriedades físicas e mecânicas.

Propriedades físicas

As propriedades físicas do aço-liga 4340 são fornecidas nas listas a seguir, incluindo densidade, expansão térmica, módulo de elasticidade, condutividade térmica, capacidade térmica específica e resistência elétrica.

Notas:

• 10^-6·K^-1 = 10^-6/K
• 1Ω·mm²/m = 1 μΩ·m
• 1 g/cm3 = 1 kg/dm3 = 1000 kg/m3
• 1 GPa = 1kN/mm2
• 1 MPa = 1 N/mm2

Propriedades mecânicas

As propriedades mecânicas do aço 4340 estão listadas nas tabelas a seguir.

Tratamento térmico de aço 4340

Tratamento térmico de liga de aço 4340, incluindo: normalização, recozimento, endurecimento, revenido, esferoidização, alívio de tensão, etc. (tratamento térmico 4340)

• Normalização: Aquecer a 845 a 900 °C (1550 a 1650 °F) e manter por um período de tempo, que depende da espessura da seção; resfriamento de ar.
• Recozimento: Aquecimento a 830 a 860 °C (1525 a 1575 °F) e manutenção por um período de tempo, que depende da espessura da seção ou da carga do forno; resfriamento do forno.
• Esferoidização: O cronograma preferido é pré-aquecer a 690 °C (1275 °F) por 2 h, aumentar a temperatura para 745 °C (1375 °F) por 2 h e resfriar até 650 °C (1200 °F)) E mantenha por 6 horas, resfrie o forno a cerca de 600 °C (1100 °F) e, finalmente, resfrie ao ar até a temperatura ambiente. Outro arranjo é aquecer a temperatura para 730 a 745 °C (1350 a 1375 °F), mantê-la por várias horas e depois resfriar o forno até a temperatura ambiente.
• Endurecimento: Aquecer a 800 a 845 °C (1475 a 1550 °F) por 15 minutos (mínimo 15 minutos) por 25 mm (1 polegada) de espessura; temperar em óleo abaixo de 65 °C (150 °F) ou temperar em sal fundido a 200 a 210 °C (390 a 410 °F), manter por 10 minutos e depois resfriar ao ar abaixo de 65 °C (150 °F). F).
• Têmpera: Mantenha a 200 a 650 °C (400 a 1200 °F) por pelo menos meia hora; resfriamento de ar. A temperatura e o tempo na temperatura dependem principalmente da dureza final necessária.
• Alívio de tensão: Após endireitamento, conformação ou processamento, a tensão da peça pode ser liberada a uma temperatura de 650 a 675 °C (1200 a 1250 °F).
• Cozimento: Para evitar a fragilização por hidrogênio, as peças chapeadas devem ser cozidas por pelo menos 8 horas a uma temperatura de 185 a 195 °C (365 a 385 °F) o mais rápido possível após o chapeamento.
• Forjamento: o aço 4340 é geralmente forjado a uma temperatura de 1.065 a 1.230 °C (1.950 a 2.250 °F); após o forjamento, as peças podem ser resfriadas ao ar em local seco ou preferencialmente em forno.

Soldagem do Aço AISI 4340

O aço AISI 4340 apresenta boa soldabilidade. Pode ser facilmente soldado a gás ou a arco, mas devem ser utilizados eletrodos da mesma composição. Como o aço-liga 4340 é endurecido ao ar, as peças soldadas devem ser recozidas ou normalizadas e revenidas logo após a soldagem.

A alta dureza da liga de aço 4340 exige que o material seja soldado no estado recozido ou revenido e depois tratado termicamente para resistir à formação de martensita e trincas a frio. No entanto, como em aplicações em eixos de motores, sob condições de têmpera e revenido, o aço 4340 normalmente utiliza alto pré-aquecimento em processos com baixo teor de hidrogênio. Recomenda-se o pré-aquecimento ou aquecimento interpasse do metal de solda e das zonas afetadas pelo calor. O controle do hidrogênio também é essencial para evitar rachaduras na solda. O aço fundido a vácuo extremamente limpo é a primeira escolha para soldagem.

Usinabilidade e Usinagem

Formulários

O aço SAE AISI 4340 é normalmente utilizado em locais onde existem condições severas e peças pesadas que exigem alta resistência, podendo ser amplamente utilizado como tarugo, barra, barra, forjamento, chapa, tubo e fio de solda. O aço AISI 4340 também pode ser produzido como placas leves e peças fundidas. As aplicações típicas incluem parafusos, parafusos e outros fixadores. Engrenagens, pinhões, eixos e componentes mecânicos semelhantes; virabrequins e bielas de motores; e trens de pouso e outros componentes estruturais importantes das aeronaves.

Equivalente

Aço ASTM AISI 4340 equivalente a SAE, padrão europeu (DIN alemão, BSI britânico, NF francês), JIS japonês e GB chinês (para referência).