Aço 4140

Laminada

A barra laminada de aço 4140 é conhecida por suas propriedades mecânicas excepcionais, incluindo alta resistência à tração, boa resistência à fadiga, tenacidade e dureza. Essas características tornam o aço 4140 adequado para aplicações que exigem alta resistência, como eixos, engrenagens, componentes estruturais, cilindros hidráulicos, ferramentas de corte, entre outros.

Além disso, o aço 4140 pode ser tratado termicamente para melhorar ainda mais suas propriedades. Um tratamento comum é o têmpera e revenido, que envolve o aquecimento do aço a uma temperatura específica, seguido de um resfriamento rápido (têmpera) e um aquecimento subsequente em uma temperatura mais baixa (revenido) para ajustar a dureza e a resistência.

A escolha da barra laminada de aço 4140 depende das exigências específicas da aplicação, como as cargas e condições de trabalho esperadas.

Forjado

O aço 4140 forjado é valorizado pela sua alta resistência, tenacidade, capacidade de suportar cargas pesadas e resistência à fadiga.

Ao submeter o aço 4140 a esse processo, ele se torna mais denso, com uma estrutura de grãos refinada e mais uniforme. O forjamento também ajuda a alinhar as fibras do aço e a melhorar sua resistência, tenacidade e dureza. 

O resultado é um aço com propriedades mecânicas aprimoradas, tornando-o adequado para aplicações que exigem alta resistência, como componentes automotivos, ferramentas de corte, eixos, engrenagens, entre outros.

Além disso, o aço 4140 forjado pode ser submetido a tratamentos térmicos, como têmpera e revenido, para ajustar ainda mais suas propriedades e alcançar a dureza e a resistência desejadas.

Trefilado 

O aço 4140 trefilado apresenta várias vantagens. Algumas das principais são:

• Precisão dimensional: A trefilação permite obter barras ou fios com dimensões altamente precisas e tolerâncias apertadas. Isso é especialmente importante em aplicações que requerem encaixes precisos ou onde a consistência dimensional é crucial.

 

• Superfície lisa: O processo de trefilação melhora a qualidade da superfície do aço 4140, removendo imperfeições e proporcionando uma superfície mais lisa e uniforme. Isso pode ser vantajoso em aplicações que envolvem contato direto, minimizando o desgaste e o atrito.

 

• Propriedades mecânicas aprimoradas: O processo de trefilação também pode melhorar as propriedades mecânicas do aço 4140. As fibras do aço são alinhadas e alongadas durante o processo, o que pode resultar em uma maior resistência, tenacidade e ductilidade. Isso torna o aço 4140 trefilado adequado para aplicações que exigem alta resistência e desempenho estrutural.

 

A seguir características e propriedades mecânicas do aço 4140:

Densidade

7.85 g/cm3 ou 0.284 lb/in3.

Saiba mais sobre: Densidade.

Limite de escoamento

O limite de escoamento ou tensão de escoamento do 4140 é de 415 MPa, ou 60200 psi.

Resistência a tração

A resistência a tração do aço 4140 é de 655 MPa ou 95000 psi.

Tensão admissível

Depende do coeficiente de segurança do projeto.

Saiba mais sobre a tensão admissível.

Módulo de elasticidade

O módulo de elasticidade típico do aço 4140 é de 190 GPa (27557 ksi) podendo chegar a 210GPa (30458 ksi).

Coeficiente de Poisson

Varia entre 0,27 e 0,30.

Alongamento base

Resistência a tração

A resistência a tração do aço 4140 é de 655 MPa ou 95000 psi.

Tensão admissível

Depende do coeficiente de segurança do projeto.

Saiba mais sobre a tensão admissível.

Módulo de elasticidade

O módulo de elasticidade típico do aço 4140 é de 190 GPa (27557 ksi) podendo chegar a 210GPa (30458 ksi).

Coeficiente de Poisson

Varia entre 0,27 e 0,30

Alongamento base

18%

Saiba mais sobre: Alongamento.

Redução de área

56%

Saiba mais sobre a redução de área.

Dureza Brinell

197

O que é dureza Brinell?

Dureza Rockwell B

92

O que é dureza Rockwell?

Dureza Vickers

207

O que é dureza Vickers?

Condutividade térmica (@100°C)

42,6 W/mK ou 296 BTU in/hr.ft2.°F

Saiba mais sobre a condutividade térmica.

Coeficiente de expansão térmica (@0-100°C/32-212°F)

12,2 µm/m°C ou 6,78 µin/in°C

Outras características

Usinabilidade

A usinabilidade do aço 4140 é boa na condição recozida (ou recozido).

Conformabilidade

Este possui boa ductilidade e pode ser conformado no estado recozido. Requer mais força pois este aço é mais resistente que o aço carbono comum.

Soldagem

O aço 4140 pode ser soldado com processos tradicionais mas deve-se ter atenção devido ao seu alto teor de carbono.

Forjamento

O aço SAE 4140 pode ser forjado entre 926°C e 1205°C.

Recozimento

É possível recozer totalmente este material na temperatura de 872°C  seguindo-se de resfriamento dentro do forno.

Revenimento

O revenimento deve ser executado entre 205 e 649ºC, dependendo da resistência final desejada.

Por exemplo, o revenimento a 316ºC pode gerar um aço de 225 ksi, enquanto que um revenimento a 538°C pode gerar um aço de 130ksi de resistência mecânica.