Barra de acero de aleación 4340

Barra de acero de aleación 4340
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Detalles

Barra de acero de aleación AISI 4340, 36CrNiMo4, 1.6511, EN24, 817M40, SNCM439

El acero AISI 4340 es un acero de baja aleación de carbono medio conocido por su tenacidad y resistencia en secciones relativamente grandes. AISI 4340 es también un tipo de aceros de níquel, cromo y molibdeno. El acero de aleación 4340 generalmente se suministra endurecido y templado en el rango de tracción de 930 - 1080 Mpa. Los aceros 4340 pre endurecidos y templados pueden endurecerse aún más en la superficie mediante endurecimiento por llama o por inducción y por nitruración. El acero 4340 tiene buena resistencia a golpes e impactos, así como resistencia al desgaste y a la abrasión en condiciones de endurecimiento. Las propiedades del acero AISI 4340 ofrecen una buena ductilidad en el estado recocido, lo que le permite doblarse o formarse. La soldadura por fusión y resistencia también es posible con nuestro acero de aleación 4340. El material ASTM 4340 a menudo se utiliza donde otros aceros aleados no tienen la templabilidad para proporcionar la resistencia requerida. Para piezas muy estresadas es una excelente elección. El acero aleado AISI 4340 también puede mecanizarse por todos los métodos habituales.

Debido a la disponibilidad, el acero de grado ASTM 4340 a menudo se sustituye por los estándares basados ​​en Europa 817M40 / EN24 y 1.6511 / 36CrNiMo4 o acero SNCM439 con base en Japón. Tienes los datos detallados del acero 4340 a continuación.

1. Gama de suministro de acero AISI Alloy 4340

Barra redonda de acero 4340: diámetro 8 mm - 3000 mm
Placa de acero 4340: grosor 10 mm - 1500 mm x ancho 200 mm - 3000 mm
4340 Cuadrado de grado de acero: 20 mm - 500 mm

Acabado superficial: negro, mecanizado en bruto, torneado o según los requisitos dados.

2. Especificaciones de acero AISI 4340 y normas relevantes

País

Estados Unidos

Bretaña

Bretaña

Japón

Estándar

ASTM A29

EN 10250

BS 970

JIS G4103

Los grados

4340

36CrNiMo4 /
1.6511

EN24 / 817M40

SNCM 439 / SNCM8

3. Composición química de aceros y equivalentes ASTM 4340

Estándar

Grado

C

Minnesota

PAG

S

Si

Ni

Cr

Mes

ASTM A29

4340

0.38-0.43

0.60-0.80

0,035

0,040

0.15-0.35

1.65-2.00

0.70-0.90

0.20-0.30

EN 10250

36CrNiMo4 /
1.6511

0.32-0.40

0.50-0.80

0,035

0,035

≦ 0.40

0.90-1.20

0.90-1.2

0.15-0.30

BS 970

EN24 / 817M40

0.36-0.44

0.45-0.70

0,035

0,040

0.1-0.40

1.3-1.7

1.00-1.40

0.20-0.35

JIS G4103

SNCM 439 / SNCM8

0.36-0.43

0.60-0.90

0,030

0,030

0.15-0.35

1.60-2.00

0.60-1.00

0.15-0.30

4. Propiedades mecánicas de acero de aleación AISI 4140

Propiedades mecanicas


(Condición de tratamiento térmico)

Condición

Sección gobernante
mm

Resistencia a la tracción MPa

Fuerza de rendimiento
MPa

Elong
%

Impacto Izod
J

Brinell
Dureza

T

250

850-1000

635

13

40

248-302


T

150

850-1000

665

13

54

248-302


U

100

930-1080

740

12

47

269-331










V

63

1000-1150

835

12

47

293-352


W

30

1080-1230

925

11

41

311-375


X

30

1150-1300

1005

10

34

341-401










Y

30

1230-1380

1080

10

24

363-429


Z

30

1555-

1125

5 5

10

444-


Propiedades termales

Propiedades

Métrico

Imperial

Coeficiente de expansión térmica (20 ° C / 68 ° F, espécimen endurecido con aceite, temple a 600 ° C (1110 ° F)

12,3 µm / m ° C

6.83 µin / in ° F

Conductividad térmica (acero típico)

44,5 W / mK

309 BTU en / hr.ft². ° F

5. Forja de acero aleado 4340

Precaliente el acero 4340 primero, caliente hasta 1150 ° C - 1200 ° C máximo para forjar, mantenga hasta que la temperatura sea uniforme en toda la sección.

No forjar por debajo de 850 ° C. El 4340 tiene buenas características de forjado, pero se debe tener cuidado al enfriar ya que el acero muestra susceptibilidad a agrietarse. Después de la operación de forjado, la pieza de trabajo debe enfriarse lo más lentamente posible. Y se recomienda enfriar en arena o cal seca, etc.

6. Tratamiento térmico de grado de acero AISI 4340

  • Aliviar el estrés

Para el acero endurecido previamente, el alivio de la tensión se logra calentando el acero 4340 a entre 500 y 550 ° C. Calentar a 600 ° C - 650 ° C, mantener hasta que la temperatura sea uniforme en toda la sección, remojar durante 1 hora por sección de 25 mm y enfriar en aire quieto.

  • Recocido

Se puede realizar un recocido completo a 844 ° C (1550 F) seguido de enfriamiento controlado (horno) a una velocidad no más rápida que 10 ° C (50 F) por hora hasta 315 ° C (600 F). A partir de 315 ° C 600 F se puede enfriar al aire.

  • Templado

El acero aleado AISI 4340 debe estar en condiciones de tratamiento térmico o normalizado y tratado térmicamente antes del revenido. La temperatura de revenido depende del nivel de resistencia deseado. Para niveles de resistencia en el rango de temperatura de 260-280 ksi a 232 ° C (450 F). Para resistencia en el rango de temperatura de 125-200 ksi a 510 ° C (950 F). Y no temple los aceros 4340 si está en el rango de resistencia de 220 - 260 ksi, ya que el templado puede provocar la degradación de la resistencia al impacto para este nivel de resistencia.

Se debe evitar el temple si es posible dentro del rango de 250 ° C a 450 ° C debido a la fragilidad del temple.

  • Llama o endurecimiento por inducción

Como se mencionó anteriormente, las barras o placas de acero 4340 previamente templadas y templadas pueden endurecerse aún más en la superficie mediante métodos de endurecimiento por llama o por inducción, lo que da como resultado una dureza de la carcasa superior a Rc 50. Las piezas de acero AISI 4340 deben calentarse lo más rápido posible. el rango de temperatura austenítica (830 ° C - 860 ° C) y la profundidad de la caja requerida seguida de un enfriamiento inmediato con aceite o agua, dependiendo de la dureza requerida, el tamaño / forma de la pieza de trabajo y los arreglos de enfriamiento.

Después de enfriar a mano caliente, templar a 150 ° C - 200 ° C reducirá las tensiones en el caso con un efecto mínimo sobre su dureza.

Todo el material de la superficie sin carburar primero debe eliminarse para garantizar los mejores resultados.

  • Nitruración

El acero de aleación 4340 endurecido y templado también puede nitrurarse, lo que proporciona una dureza superficial de hasta Rc 60. Caliente a 500 ° C - 530 ° C y manténgalo durante el tiempo suficiente (de 10 a 60 horas) para desarrollar la profundidad de la carcasa. La nitruración debe ir seguida de un enfriamiento lento (sin enfriamiento) que reduce el problema de la distorsión. Por lo tanto, los materiales de grado nitrurado 4340 pueden mecanizarse hasta un tamaño casi final, dejando solo un pequeño margen de molienda. La resistencia a la tracción del núcleo del material de acero 4340 generalmente no se ve afectada ya que el rango de temperatura de nitruración generalmente está por debajo de la temperatura de templado original empleada.

La dureza de la superficie alcanzable es de 600 a 650HV.

7. Maquinabilidad

El mecanizado se realiza mejor con el acero aleado 4340 en estado recocido o normalizado y templado. Puede mecanizarse fácilmente mediante todos los métodos convencionales, como serrar, tornear, taladrar, etc. Sin embargo, en condiciones de alta resistencia de 200 ksi o más, la maquinabilidad es solo del 25% al ​​10% de la aleación en estado recocido.

8. Soldadura

No se recomienda soldar el acero 4340 en la condición endurecida y templada (como se suministra normalmente) y debe evitarse si es posible, debido al peligro de agrietamiento por enfriamiento rápido, ya que las propiedades mecánicas se verán alteradas dentro de la zona afectada por el calor de la soldadura.

Si se debe realizar una soldadura, precaliente de 200 a 300 ° C y manténgalo durante la soldadura. Inmediatamente después de soldar, alivie el estrés a 550 a 650 ° C, antes de endurecer y templar.

Si es realmente necesario soldar en la condición endurecida y templada, entonces la pieza de trabajo, inmediatamente después de enfriar para calentar a mano, debería ser posible si se alivia el estrés a 15 ° C por debajo de la temperatura de templado original.

9. Aplicación de acero 4340

El acero AISI 4340 se utiliza en la mayoría de los sectores industriales para aplicaciones que requieren una resistencia a la tracción / a la tensión más alta que la que puede proporcionar el acero 4140.

Algunas aplicaciones típicas como:

  • Tren de aterrizaje de aeronaves

  • Automotor,

  • Perforación de petróleo y gas,

  • Forjar,

  • Formación cálida y fría,

  • Construcción de máquinas,

  • Sistemas de transferencia, como engranajes y ejes de transmisión de potencia.

  • Industrias de ingeniería general y aplicaciones de uso estructural, tales como: ejes de servicio pesado, engranajes, ejes, husillos, acoplamientos, pasadores, mandriles, moldes, etc.

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