O aço 4340 é uma liga para beneficiamento com elevada temperabilidade, utilizado na fabricação de diferentes peças da construção mecânica. Está buscando mais informações sobre a liga SAE 4340? Então esse artigo é para você!

Continue a leitura e saiba como esse aço pode ser utilizado na sua indústria. Veja a composição química, propriedades mecânicas, usos, tratamento térmico, dureza e preço do AISI 4340.

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O aço 4340 é uma liga utilizada para construção mecânica, especialmente na fabricação de peças de maquinário grande porte.

Composição química do Aço SAE 4340

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O aço de liga SAE ou AISI 4340 (nomenclaturas internacionais) é uma liga tratável termicamente. Em sua composição química contém cromo, níquel e molibdênio. Possui alta tenacidade e força quando tratado termicamente.

Confira abaixo a concentração de cada componente químico que permite esse alto desempenho:

Elementos %
Ferro (Fe) 95 a 96
Níquel (Ni) 1,5 a 2
Cromo (Cr) 0.70 a 0.90
Manganês (Mn) 0.60 a 0.80
Carbono (C) 0.37 a 0.43
Molibdênio (Mo) 0.20 a 0.30
Silício (Si) 0.15 a 0.30
Enxofre (S) 0.040 (máximo)
Fósforo (P) 0.035 (máximo)

Propriedades do Aço 4340

🔹Densidade (x 1000 Kg/m³): 7,7-8,03 a 25ºC

🔹Ponto de fusão: 1427ºC

🔹Proporção de Poisson: 0.27-0.30 a 25ºC

🔹Módulo Elástico (GPa): 190-210 a 25ºC

🔹Resistência à tração 744.6 Mpa ou 108,000 psi

Confira abaixo como as propriedades mecânicas dessa liga desempenham em diferentes trabalhos.

Usinagem

A usinagem é melhor realizada com esta liga nas condições recozida ou normalizada e temperada. O aço 4340 pode ser usinado por todos os métodos convencionais.

Entretanto, nas condições de alta resistência de 200 ksi ou mais, a usinabilidade é de apenas 25% a 10% da liga na condição recozida.

Forjamento

O forjamento deve ser realizado na temperatura mínima de 900ºC e máxima de 1220º.

Barra de aço SAE 4340 em processo de forjamento, que precisa ser realizado na temperatura máxima de 1220ºC.
Aço SAE 4340 sendo forjado.

Soldagem

A soldagem do aço 4340 na condição endurecida e temperada (como normalmente fornecida) não é recomendada e deve ser evitada. Isso porque há perigo de trincas, pois as propriedades mecânicas serão alteradas na zona afetada pelo calor da solda.

Se for necessário realizar a soldagem, aqueça previamente de 200ºC a 300°C e mantenha-a durante a soldagem. Imediatamente após o esforço de soldagem, alivie de 550ºC a 650°C, antes do endurecimento e revenimento.

Trabalho a frio

Esse aço também pode ser trabalhado a frio, na condição recozida, por métodos e ferramentas convencionais. Apresenta boa ductilidade (maleabilidade).

Aço 4340 em Tratamento Térmico

Veja abaixo como é o desempenho da liga 4340 em diferentes tratamentos térmicos.

Alívio da tensão

Para o aço pré-endurecido, o alívio da tensão é obtido pelo aquecimento entre 500ºC e 550ºC. Aqueça de 600ºC a 650ºC, mantenha até a temperatura ficar uniforme em toda a seção. Deixe de molho por 1 hora por seção de 25 mm e deixe esfriar em ar parado.

Anelamento

Um recozimento total pode ser feito a 844ºC, seguido de resfriamento controlado (forno) a uma taxa não superior a 10ºC por hora, até 315ºC. A partir dessa temperatura, pode ser resfriado a ar.

Barras de aço redondas da liga 4340.

Revenimento

Essa liga deve estar tratada termicamente ou normalizada e tratada termicamente antes da têmpera. A temperatura de revenimento depende do nível de força desejado.

Para níveis de força entre 260-280 ksi, tempere a 232ºC. Já para resistência na faixa de 125-200 ksi, o ideal é temperar a 510ºC.

Não é recomendado temperar o aço 4340 se ele estiver com força entre 220-260 ksi, pois a têmpera pode resultar em degradação da resistência ao impacto para esse nível de força.

Se possível, a têmpera deve ser evitada dentro da faixa de 250ºC a 450ºC, devido a fragilidade da têmpera.

Nitretação

Esse aço nitretado fornece uma dureza superficial de até 60 HRc. Para isso, aqueça de 500ºC a 530ºC e mantenha-o por tempo suficiente (de 10 a 60 horas) para desenvolver a profundidade da caixa.

A nitretação deve ser seguida de resfriamento lento, para evitar distorção. Os materiais nitretados da classe 4340 podem, portanto, ser usinados até o tamanho final, deixando apenas uma pequena margem de retificação.

A resistência à tração do núcleo do material de aço 4340 geralmente não é afetada, pois a faixa de temperatura de nitretação geralmente fica abaixo da temperatura de têmpera original empregada.

Endurecimento por chama ou indução

As barras de aço 4340 pré-temperado podem ser ainda mais endurecidas pela superfície pelos métodos de endurecimento por chama ou indução, resultando em uma dureza de caixa superior a HRc 50.

O aço de numeração 4340 é ideal para processos de tratamento térmico.

As peças de aço AISI 4340 devem ser aquecidas o mais rápido possível em temperatura austenita (830-860ºC) e a profundidade da caixa requerida, seguida por uma têmpera imediata com óleo ou água, dependendo da dureza necessária, tamanho/forma da peça e arranjos de têmpera.

Após a têmpera à quente, a têmpera de 150º a 200ºC reduzirá as tensões, com um efeito mínimo em sua dureza. Todo o material de superfície sem carburação deve primeiro ser removido para garantir melhores resultados.

Usos do Aço AISI 4340

A liga 4340 é aplicada em componentes de sistemas mecânicos, principalmente estruturais. Assim, os que necessitam de homogeneidade de dureza ao longo da seção transversal (em pequenas ou grandes seções) se beneficiam desse aço.

Seus principais usos são em eixos, engrenagens, engrenagens planetárias, colunas, mangas e cilindros. Também é usado para fabricar moldes plásticos de grande e médio porte, que exigem alta resistência e tenacidade.

Outras aplicações: peças de controle de qualidade importantes com boa tenacidade, alta resistência e tamanho grande, como máquinas pesadas e eixos de alta carga, diâmetro dos eixos de turbina maior que 250 mm, eixos de rotor de helicóptero, eixos de turbojato, lâminas, altas peças de transmissão de carga, elementos de fixação do vibraquim, etc.

Peça mecânica feita de aço SAE 4340.

Após a nitretação, ela também pode ser usada para fazer peças importantes para requisitos especiais de desempenho. É um ótimo material para peças de alta resistência e boa plasticidade após têmpera a baixa temperatura ou têmpera isotérmica.

No mercado, esse aço é encontrado em barras laminadas e forjadas nos formatos bloco, quadrado e redondo.

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Dureza da liga 4340

Dureza Brinell: 321

Dureza Knoop: 348 (convertido da dureza Brinell)

Dureza Rockwell B: 99 (convertido da dureza Brinell)

Dureza Rockwell C (HRc): 35 (convertido da dureza Brinell)

Dureza Vickers: 339 (convertido da dureza Brinell)

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Preço do Aço 4340 – Orçamento Online

O preço do aço 4340 varia de acordo com as dimensões da barra e a quantidade necessária para seu projeto. Por isso, a melhor maneira de saber o preço dessa liga é entrar em contato conosco. Aqui na Aços Nobre você encontra aços e metais não ferrosos que atendem a necessidade da sua indústria!

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