Aço 1018 vs. 4140: como escolher entre duas classes?

1018 versus 4140

O aço ainda é um dos materiais mais importantes utilizados em diversas indústrias atualmente. Este metal possui diversas propriedades que levam muitos gerentes de projetos e fabricantes a escolhê-lo para seus projetos. Dois dos tipos de aço usados ​​hoje são o aço 1018 e o aço 4140. Embora compartilhem algumas semelhanças, há muitos pontos comparando o aço 1018 com o aço 4140.

Ao selecionar os tipos de materiais de aço para o seu projeto, você precisa entender as diferenças entre suas propriedades. Veja como descobrir qual se adapta melhor ao seu projeto. Portanto, este artigo explica as diferentes propriedades do aço 1018 e do aço 4140. Isso lhe dará uma ideia mais clara de onde esses tipos de aço são bons e onde não devem ser usados.

O que é aço 1018?

O aço 1018 é um aço-carbono de médio a baixo carbono. Graças ao seu baixo teor de manganês, este aço é conhecido pela sua excelente combinação de resistência, dureza e ductilidade. Embora alguns outros tipos de aço possam exceder suas propriedades mecânicas, o aço 1018 é fácil de usinar e tratável termicamente. Isso reduz custos e o torna ideal para uma ampla gama de componentes.

aço 1018

Vantagens e desvantagens do aço 1018

Por

  • Fácil de usinar, moldar, soldar e fabricar.
  • Você pode soldar facilmente este aço sem pré-aquecimento ou pós-aquecimento.
  • Adequado para técnicas de conformação a frio, incluindo dobra, crimpagem e forjamento.
  • Pode ser endurecido por cementação ou carbonitretação.

Desvantagens

  • Baixa resistência à corrosão.
  • Sua resistência ao escoamento e baixa ductilidade podem afetar a resistência da borda.

O que é aço 4140?

O aço 4140 é uma liga de aço cromo-molibdênio com maior resistência e dureza. Seu teor de cromo confere excelente penetração na dureza, enquanto o molibdênio garante alta resistência e dureza uniforme. Portanto, esse tipo de aço possui alta resistência à fadiga, resistência à torção e resistência ao impacto.

Outras propriedades desejáveis ​​do aço 4140 incluem boa ductilidade, tenacidade superior e excelente resistência ao desgaste nos estados revenido e temperado. Além disso, o aço 4140 pode ser endurecido usando vários métodos, incluindo trabalho a frio ou aquecimento e têmpera. Poucos tipos de aço podem igualar a utilidade e versatilidade do 4140.

aço 4140

Vantagens e desvantagens do aço 4140

Por

  • Possui excelente tenacidade e alta resistência à fadiga.
  • Também possui boa resistência à corrosão.
  • O 4140 tratado termicamente tem boa resistência, excelentes propriedades mecânicas abrangentes e alto limite de escoamento.

Desvantagens

  • Requer cuidados especiais durante a soldagem.

Diferenças entre o aço 1018 e 4140: uma comparação detalhada

Agora que temos uma visão geral dos dois tipos de aço, precisamos examinar as principais diferenças entre o aço 1018 e o aço 4140. Portanto, iremos compará-los com base no seguinte conteúdo:

Compare 1018 e 4140

Composição química (composição da liga)

Você já pode ver a primeira diferença entre o aço 1018 e o aço 4140 nos quatro números. O primeiro dígito indica que tipo de aço é, enquanto o segundo dígito indica se há alguma alteração nas ligas. Os dois últimos dígitos indicam o teor de carbono do aço acabado.

Disto você pode concluir que o aço 1018 é aço carbono sem quaisquer modificações. Ele também contém cerca de 0,18% de carbono. Já o aço 4140 é o aço molibdênio com modificações (adições de cromo). Ele também contém cerca de 0,40% de carbono. A tabela abaixo mostra o detalhamento da composição química dos aços 4140 e 1018.

Elementos químicos aço 1018 aço 4140
Carbono (C) 0,0018 0,004
Manganês (Mn) 0,60% a 0,90% 0,75% a 1,00%
Enxofre (S) 0,0005 0,0004
Fósforo (S) 0,0004 0,00035
molibdênio 0,15% a 0,25%
cromada 0,80% a 1,10%
silício 0,15% a 0,30%
ferro 98,81% a 99,26% 96,79% a 97,78%

Propriedades mecânicas

Limite de estiramento

O aço 4140 tem uma resistência ao escoamento maior de 60.200 PSI (415 MPa) do que o aço 1018 a 53.700 PSI (370 MPa). Portanto, o aço 4140 pode suportar mais impacto e pressão sem deformar. Seu maior limite de escoamento é resultado de sua composição química. No entanto, o aço 1018 também tem um limite de escoamento relativamente alto, o que significa que não é um metal fraco.

elasticidade

Esta propriedade é um meio de compreender a elasticidade e resistência à deformação de um material. A elasticidade também está relacionada à rigidez do metal. O aço 1018 tem módulo de elasticidade de 205 GPa, enquanto o aço 4140 está entre 190 e 210 GPa. Isto mostra que ambos os tipos de aço respondem de forma semelhante à deformação elástica.

Dureza do material

A dureza de um material indica sua capacidade de resistir à deformação por penetração, indentação ou outros meios. O aço 4140 tem dureza Brinell de 200, enquanto o aço 1018 tem dureza de 130 a 140. Isso mostra que o primeiro é muito mais difícil que o segundo. No entanto, ambos os materiais de aço têm dureza suficiente para suportar a pressão sem deformar.

Resistência à corrosão

O aço 4140 é mais resistente à corrosão do que o 1018 graças ao teor de cromo. Esta é uma das propriedades do aço 4140 que o torna mais útil para aplicações externas. Os fabricantes costumam escolher esse material de aço para produzir componentes que possam entrar em contato com materiais corrosivos.

Propriedades do aço 1018 e 4140

Propriedades térmicas e elétricas

Resistência à temperatura

Comparamos a resistência à temperatura dos aços 1018 e 4140 analisando seus pontos de fusão. Ambos os tipos de aço têm o mesmo ponto de fusão de 1420 °C a 1460 °C. Portanto, ambas as ligas podem suportar altas temperaturas e responder excelentemente ao tratamento térmico. Portanto há uma excelente distribuição dos elementos dentro dos metais.

Condutividade térmica

Os materiais de aço são geralmente maus condutores de calor. No entanto, o aço 1018 tem uma condutividade térmica superior à do aço 4140. Isto se deve às diferentes composições químicas. A condutividade térmica de 1018 é 52 W/mK enquanto a de 4140 é 43 W/mK.

Condutividade elétrica

Apesar de sua baixa condutividade térmica, os materiais de aço são relativamente bons condutores de eletricidade. Portanto, são uma excelente opção para ambientes de altas temperaturas. Embora a diferença na condutividade elétrica seja pequena, o aço 4140 é um melhor condutor de eletricidade do que o 1018.

peça de aço personalizada

Fabricação e tratamento térmico

Maquinabilidade

O aço-liga 4140 é muito fácil de usinar quando recozido. A sua elevada ductilidade facilita a moldagem através de técnicas tradicionais. No entanto, devido à sua tenacidade, requer maior pressão e força para uma modelagem suficiente.

Da mesma forma, as barras de aço 1018 laminadas a frio são fáceis de usinar, moldar, soldar e fabricar. O maquinista não terá problemas em conseguir exatamente o que está escrito em seu projeto. Você pode até soldar esse tipo de aço sem nenhum tratamento de pré ou pós-aquecimento. Além disso, funciona bem com qualquer processo de soldagem tradicional. No entanto, pode não ser uma boa ideia soldar um aço 1018 carbonitretado ou carburizado.

Tratamento térmico

O aço AISI 4140 resiste a tratamentos térmicos sem deformar. Pode ser aquecido a 845°C e depois temperado em óleo. Alguns fabricantes também o aquecem a 913°C antes do resfriamento e endurecimento ao ar. Em geral, este material de aço pode suportar os seguintes tratamentos térmicos:

  • Forja
  • Conformação a quente
  • Trabalho a frio
  • Brilho
  • Temperamento
  • Endurecimento

Aço 1018 ou 4140: Qual é o melhor para você?

Escolher entre diferentes tipos de metal pode ser fácil. No entanto, decidir entre ligas do mesmo metal pode ser bastante complicado. Neste caso, o tipo de aço que você escolher dependerá de suas aplicações e especificações desejadas. Aqui estão os principais fatores que você deve considerar para tomar as melhores decisões:

Força

A resistência à tração do aço é um fator crucial a ser considerado, especialmente se seus componentes forem usados ​​em ambientes de alta tensão. Isso garante que o material possa suportar a tensão sem deformar.

O aço 4140 tem uma resistência à tração maior de 655 MPa do que o aço 1018 a 440 MPa. Portanto, o grau 4140 pode suportar mais pressão e impacto do que o grau 1018. Portanto, é uma escolha melhor para aplicações que exigem alta frequência de impacto.

peça de aço 1018

Propriedades de usinabilidade

A usinabilidade dos tipos de aço depende em grande parte da sua capacidade de serem modificados. Tanto o aço AISI 4140 quanto o 1018 são fáceis de usinar, fabricar, moldar e soldar quando recozidos. No entanto, a variante 4140 contém um teor de carbono mais elevado.

Portanto, precauções apropriadas devem ser tomadas durante a soldagem para evitar rachaduras. Embora o aço 1018 seja facilmente usinado e soldável, o aço 4140 pode exigir tratamento de pré-aquecimento e pós-aquecimento para evitar rachaduras.

Resistência à corrosão

Antes de escolher um tipo de aço, você também deve considerar o ambiente operacional do produto desejado. Influências externas podem afetar gravemente o desempenho do componente. O aço 4140 oferece melhor resistência à corrosão devido à sua composição química. Seu conteúdo de cromo e molibdênio confere notável resistência a ambientes corrosivos. Portanto, é um material confiável para componentes externos expostos a meios corrosivos.

Tratamento térmico para aço

Opções de tratamento térmico

Nem todos os tipos de aço podem ser tratados termicamente, o que torna este um fator importante a considerar antes de tomar sua decisão. Felizmente, tanto o aço 1018 quanto o 4140 podem ser facilmente tratados termicamente, resultando em maior resistência à tração e excelente dureza. Os processos de tratamento térmico também conferem aos materiais resistência à abrasão e ao desgaste sem comprometer sua ductilidade e tenacidade.

Aço 1018 vs. 4140: Aplicações

O aço 1018 possui uma ampla gama de aplicações e é útil para componentes que requerem conformação a frio. Também é adequado para componentes carburados, incluindo engrenagens, pinos, catracas, cavilhas, porta-ferramentas e outras peças de máquinas. Outros exemplos incluem fixadores, pinos, eixos, catracas, fusos, etc. O aço 1018 também é usado para fabricar produtos de consumo, como chumbadores, juntas e eixos. Alguns fabricantes também utilizam esse tipo de aço para aplicações estruturais.

Aplicações de aço 1018 e 4140

Por outro lado, o aço 4140 é adequado para a produção de peças forjadas de alta resistência devido à sua resistência, dureza e resistência à temperatura. Possui inúmeras aplicações na indústria automotiva e é utilizado pelos fabricantes para rodas motrizes, engrenagens de tração, eixos traseiros, braçadeiras de mola, etc. Outros componentes típicos feitos de aço 4140 incluem eixos, parafusos e porcas, gabaritos, engrenagens, suportes, etc.

Encontre um parceiro confiável que facilitará sua escolha

Oferecemos serviços personalizados de fabricação de metal para aço, alumínio, titânio, etc. Seja na prototipagem ou na produção de pequenos lotes, nossa equipe de engenharia pode selecionar o material certo para você e atender às suas necessidades com altos padrões. Em seguida, basta fazer upload do seu arquivo CAD para receber um orçamento instantâneo.

Diploma

A seleção e seleção de materiais é um aspecto extremamente importante do desenvolvimento de produtos. Ligas de aço são comumente usadas em projetos de fabricação de metal. Escolher a liga certa garante que você aproveite ao máximo seu projeto. Neste artigo, comparamos os aços 1018 e 4140 com base em vários parâmetros. Se quiser utilizar algum desses materiais em seu projeto, você deve observar suas propriedades e escolher o material ideal.

Perguntas frequentes

4140 é um aço carbono?

O aço 4140 é um aço de baixa liga ou aço carbono. A adição de molibdênio e cromo o torna um dos aços-liga mais comuns. O molibdênio aumenta sua tenacidade enquanto o cromo aumenta sua resistência à corrosão.

O aço 1018 é dúctil ou quebradiço?

A composição química do aço 1018 resulta em um material dúctil e forte, com dureza e tenacidade relativamente mais baixas do que outras ligas.

O que dizem os números do tipo aço?

O primeiro dígito indica que tipo de aço é, enquanto o segundo dígito indica se há alguma alteração nas ligas. Os dois últimos dígitos indicam o teor de carbono do aço acabado.

Conteúdo Relacionado

Voltar para o blog

Deixe um comentário

Os comentários precisam ser aprovados antes da publicação.