| Introdução |
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Aço 4140 forjado
Provavelmente você já sabe que aço carbono não representa uma única categoria de metal. Trata-se, na verdade, de uma classe de metais, dentro do qual existem subtipos diversos. E nesta página falaremos em um especial: o aço carbono SAE 4140 (aço 4140 forjado).
O Aço SAE 4140 é uma liga metálica muito utilizada em processos de forjamento, devido à sua composição que leva crômio e molibdênio, que o torna altamente resistencia às deformações.
COMPOSIÇÃO DO AÇO 4140 FORJADO SAE
Também chamado de aço-cromo-molibdênio, é classificado comoaço médiocarbono com destino à beneficiada. Isso porque leva, em sua estrutura, algo que fica entre 0,3 e 0,5% de carbono, daí a sua classificação neste grupo.
| Composição | |||||||||
| Elemento | C | Cr | Fé | Mn | Mo | P | S | Sim | Nb |
| Min. (%) | 0,38 | 0,8 | 96,8 | 0,75 | 0,15 | 0 | 0 | 0,15 | _ |
| Max. | 0,43 | 1,1 | 97,8 | 1 | 0,25 | 0,035 | 0,04 | 0,35 | _ |
Essa categoria de aço carbono, pertence ao grupo dos metais chamados de baixa liga. Para que adquiram maior resistência e possam ser usados no maior leque de aplicações, deve passar por alguns processos que visam alterar as propriedades naturais desta liga, adquiridas no momento de sua composição.
CARACTERÍSTICAS DO AÇO 4140 SAE
O aço SAE 4140 não é facilmente soldável, razoavelmente usinável e altamente temperável. Isso aliado a grande facilidade para sofrer torções. Devido à sua dureza, é altamente empregado na indústria automobilística e para fabricação de outros equipamentos que exigem essa característica.
| Propriedades | ||||||
| Cara | Física | Termal | Elétrico | |||
| Medir | Densidade | Ponto de fusão | Tempetura de serviço | Condutividade térmica | Calor específico | Coeficiente de expansão térmica |
| Unidade | g/cm3 | °C | °C | W/m.°C | J/kg.°C | μstrain/°C |
| Min. | 7,8 | 1430 | 323 | 42 | 450 | 11,5 |
| Max. | 7,9 | 1510 | 350 | 48 | 490 | 13,5 |
| Propriedades Mecânicas | ||||||
| Medir | Módulo de elasticidade | Tensão de escoamento | Tensão Maxima | Alongamento | Tensão de compressão | Módulo de flexão |
| Unidade | GPa | Mpa | Mpa | % de tensão | Mpa | GPa |
| Min. | 208 | 370 | 595 | 20 | 370 | 208 |
| Max. | 216 | 460 | 720 | 31 | 460 | 216 |
UTILIZAÇÃO DO SAE 4140 (FORJADO)
É indicado em casos onde é uma necessária resistência média mecânica associada a uma boa resistência a fraturas. Todas as características mecânicas deste aço, bem como de outros metais, estão ligadas à composição microestrutural do metal.
Sendo assim, para alterar propriedades mecânicas deste aço, basta submetê-lo a um tratamento térmico, que consiste no aquecimento, manutenção da temperatura e posterior resfriamento do material.
Esse processo é capaz de alterar características microestruturais do aço e, consequentemente, também como mecânicas. É importante ter em mente que a temperatura a que resiste este aço sem ter as suas propriedades alteradas é 480ºC.
| Norma | Especificações |
| UNS | G41400 |
| NOS | SAE H41400, SAE 4140, SAE 4142, SAE 4140, ASTM J 70, ASTM J 65, ASTM J 55, ASTM 4140, ASTM G41420, ASTM E7140, ASTM B7M, ASTM B16, ASTM 4142H, ASTM 4142, ASTM 4140H, ASTM 4140, ASTM 4137H, ASTM 41, ~SAE 4137H, ~ASTM B4D, ~ASTM 6 |
| EME | ~42CrMoS4, ~42CrMo4 |
| EME | ~1.7227, ~1.7223 |
| ISO | ~ 42 CrMoS 4, ~ 42 CrMo 4, ~42CrMo4 |
| GB (Chinês) | ~42CrMo |
| JIS (japonês) | SNB22-5, SNB22-4, SNB22-3, SNB22-2 |
Temperaturas elevados acima disto, tendem a alterar as características do produto, portanto, são utilizados nos processos que visam especificamente alterar essas características.
PROCESSOS COM O AÇO SAE 4140
Existe o processo denominado como recozimento, no qual o metal é aquecido acima da temperatura crítica (pode passar de 900ºC), e depois de mantido por um tempo a essa temperatura, é lentamente frío (como quando deixamos um bolo dentro do forno, depois desliga-lo, por exemplo).
Durante o processo de fabricação do metal, originam-se tensões, provenientes dos processos de fundição, soldagem, laminação, dentre outros. E o objetivo do processo de recozimento é exatamente homogeneizar como microestruturas, a fim de reduzir essa dureza, tornando o material mais deformável.
| Recomendações |
| Tratamento Térmico – Recozimento: O tratamento deve ser feito na temperatura próxima de 850ºC para não haver no mínimo 1 hora para cada 25 mm. Pegar lentamente um resfriado não se forma. Normalização: O tratamento deve ser feito na temperatura próxima de 870 – 900ºC por não pelo menos 1 hora para cada 25 mm. Pegue um resfriado ao ar. Em casos especiais pode se usar ar forçado. Tempera: Austenitizar em temperatura entre 840 - 870ºC. Aquecer por 1 hora para cada 25 mm de espessura e adicione 1 hora para cada 25 mm adicionais. Resfriar em óleo ou polímero. O resfriamento em polímero conduz a menor variação dimensional e maior homogeneidade microestrutural. |
| Temperatura forjada – O aço GGD 4140 deve ser realizado na temperatura mínima de 925ºC e máxima 1220ºC |
| Soldagem – |
| Similar – |
| Corrosão PREN(numero de resistencia equivalente ao pite) |
| Equivalente de carbono – 4 – 5,17 |
Também para reduzir essa tensão natural adquirida na fabricação do aço, há o processo de normalização, onde a liga metálica é também aquecida até próximo de 950ºC e depois de ser mantida por um tempo temperatura nessa, é frío, dessa vez exposto a correntes de ar. Com isso, os grãos do material atingem um tamanho mais homogêneo e as tensões residuais são reduzidas.
Existem ainda outros tratamentos, como a nitretação, por exemplo, onde a resistência ao desgaste é aumentada, devido ao endidade da superfície da liga metálica e também a tempera superficial, que induz a liga a durezas superior a 55 HCR
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