O aço 4140, usado na construção mecânica para beneficiamento, é uma liga de cromo e molibdênio. O teor de cromo fornece boa penetração da dureza e a de molibdênio garante dureza uniforme e alta resistência!

As propriedades dessa liga incluem tenacidade superior, boa ductibilidade, boa resistência ao desgaste na condição temperada e temperabilidade média (laminada e sem tratamento térmico). Continue a leitura e descubra tudo sobre o aço 4140!

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Veja um guia prático sobre o aço 4140.

Composição Química do SAE 4140

Esse é um aço de baixa liga. Isso significa que ele leva outros elementos, e não apenas ferro e carbono, para aprimorar suas propriedades mecânicas. O aço 4140 contém adições de cromo, molibdênio e manganês para aumentar sua resistência e temperabilidade.

Assim, é amplamente utilizado em vários setores, sendo uma excelente escolha devido à sua tenacidade, alta resistência à fadiga e resistência à abrasão e impacto. Confira na tabela a composição química que permite as boas propriedades dessa liga:

Elementos %
Cromo 0.38 a 0.43
Manganês 0.75 a 1.00 máx
Carbono 0.80 a 1.10
Silício 0.20 a 0.35
Molibdênio 0.15 a 0.25
Enxofre 0.040 máx
Fósforo 0.035 máx
Ferro O que sobra

Aplicação

O aço 4140 é um aço muito versátil, com diversas aplicações! Tem uso na condição forjada nas indústrias aeroespacial e de petróleo e gás. Sem contar as inúmeras aplicações nas indústrias automotiva e agrícola.

De modo geral, a liga 4140 é utilizada em sistemas mecânicos de uso geral. Suas aplicações típicas são em engrenagens e eixos forjados, eixos (hidráulico e furado), rolamentos, anéis, porcas, parafusos, cilindros, moldes e porta moldes, etc.

É fornecido em barras laminadas e forjadas, nos formatos bloco, quadrado e redondo.

Veja as aplicações do aço sae 4140.

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Aço 4140 – Propriedades

Existem várias propriedades mecânicas importantes do SAE 4140. A adição de cromo e molibdênio promove resistência à corrosão. O molibdênio é particularmente útil em resistir à corrosão devido a cloretos.

Já o manganês na liga 4140 tem propriedade de aumentar a temperabilidade e também como desoxidante. Nos aços-liga, o manganês também pode se combinar com o enxofre melhorando a usinabilidade e tornando o processo de cementação mais eficaz.

Possui resistência à tração de aproximadamente 95.000 psi e densidade de 7.7-8.03 (x1000 kg/m³) em temperatura de 25ºC. Veja abaixo mais sobre suas propriedades mecânicas!

Forjamento

O forjamento deste aço deve ser realizado entre 1200º C e 900º C. Quanto menor for a temperatura de acabamento do forjamento, mais fino será o tamanho do grão.

Não é recomendado forjar essa liga abaixo de 900º C. Ela também deve ser resfriada lentamente após o forjamento.

Tratamento Térmico

O tratamento térmico é realizado após o trabalho a quente para tornar o aço para usinagem. Também é importante para atender às faixas de propriedades mecânicas especificadas para aplicações particulares do aço.

Conheça as propriedades do aço de liga 4140.

Soldabilidade

O processo de soldagem é um pouco complicado no SAE 4140, quando comparado com outras ligas. Porém, a soldagem pode ser realizada usando qualquer um dos métodos comuns para isso sem nenhum problema. A soldagem pode ser feita pré-aquecendo a seção e garantindo que o alívio do estresse ocorra após seu término.

É recomendado tomar cuidado na soldagem desse aço na condição temperada. Caso seja necessária uma soldagem nessa condição, a peça de trabalho deve ser resfriada instantaneamente e a tensão aliviada a 15º C abaixo da temperatura da têmpera original.

Já a soldagem na condição de nitretação, chama ou endurecimento por indução não é recomendada. Entretanto, a soldagem do aço 4140 na condição recozida é amplamente preferida.

Nitretação

Para esse processo, aqueça a 500º C-530º C e mantenha-o por tempo suficiente para desenvolver a profundidade da caixa necessária. As peças devem ser pré-temperadas e revenidas conforme necessário, e também pré-usinadas, deixando apenas uma pequena margem de retificação.

Temperabilidade

Aqueça a 450º C-700º C frio em ar parado. A têmpera na faixa de 200º C a 420º C causa fragilidade do temperamento e deve ser evitada.

Usinabilidade

A liga 4140 é fácil de ser usinada. Formas simples podem ser usinadas após um tratamento normalizador, enquanto formas mais complexas exigirão recozimento.

Peças de máquinas feitas de aço 4140.

Endurecimento

A liga 4140 pode ser endurecida por trabalho a frio ou aquecimento e resfriamento.

Recozimento

O aço 4140 é recozido a 872º C, seguido de resfriamento lento no forno.

Trabalho a frio

Pode ser trabalhado a frio por meio de métodos convencionais na condição de recozimento.

Aço 4140 – Preço

O preço do aço 4140 pode variar dependendo das dimensões da barra e da quantidade necessária.

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