Acero 4140 vs 4130: El acero adecuado para su proyecto

Dos aleaciones de acero comúnmente utilizadas en metalurgia son los aceros 4140 y 4130. Ambos son aceros de alta resistencia y baja aleación, muy tenaces y resistentes al desgaste. Sin embargo, no comparten la misma composición, propiedades ni usos.

Por lo tanto, este estudio examinará las diferencias entre los aceros 4140 y 4130. También analizará sus propiedades, su uso y aspectos importantes a considerar al elegir el grado de acero adecuado. Continúe leyendo.

¿Qué es el acero de aleación 4140?

El acero 4140, que contiene cromo, fósforo, azufre, molibdeno y manganeso, es una aleación de baja aleación que puede utilizarse en diversas aplicaciones. Gracias a su contenido de carbono, puede templarse y calentarse para obtener diversas resistencias.

Además, el acero 4140 es muy resistente, resistente al desgaste y a altas tensiones. Por ello, es una opción popular cuando se requieren materiales de alto rendimiento. Ejes, palieres, engranajes y componentes hidráulicos se incluyen en esta categoría.

Propiedades del acero 4140

Las propiedades únicas del acero 4140 se deben a la forma en que el metal se integra en sí mismo, lo que lo hace adecuado para diversas tareas de procesamiento de acero CNC y fabricación de chapa metálica. Estas son algunas de las características clave del acero 4140:

• Alta resistencia a la tracción y a la fatiga:El acero 4140 tiene una alta resistencia a la tracción y a la fatiga, lo que lo hace adecuado para piezas muy estresadas, como cigüeñales, engranajes y ejes.
• Excelente tenacidad y durezaEl acero 4140 se somete a un tratamiento térmico para alcanzar una dureza muy alta de 58 HRC, lo que lo hace ideal para una amplia gama de aplicaciones. Además, el acero 4140 es lo suficientemente resistente como para soportar cargas pesadas sin romperse, ya que no se agrieta ni se rompe fácilmente al impactar.
• Buena resistencia a la corrosiónLos agentes oxidantes tienen mayor dificultad para destruir el acero 4140, especialmente en comparación con otros aceros aleados. Por lo tanto, es una buena opción para piezas sometidas a condiciones adversas. Sin embargo, cabe destacar que la resistencia a la corrosión del acero inoxidable es mayor que la del acero 4140.
• MaquinabilidadEl acero 4140 no es difícil de mecanizar, especialmente después del calentamiento. Sin embargo, una vez endurecido, es difícil de mecanizar.
• Buena resistencia al desgasteEl acero 4140 presenta una buena resistencia al desgaste, por lo que puede utilizarse para fabricar piezas resistentes al desgaste.
• Buena soldabilidadEl acero 4140 se puede soldar mediante técnicas de soldadura estándar. Sin embargo, esto puede requerir precalentamiento y un tratamiento térmico posterior a la soldadura. Esto evita que el metal se agriete y garantiza sus propiedades mecánicas adecuadas.
• Excelente ductilidadEl acero 4140 posee una excelente ductilidad y es fácil de moldear. Además, es altamente resistente a los impactos y tenaz, y no se rompe fácilmente al impactar. Por lo tanto, puede soportar cargas pesadas sin romperse ni agrietarse.

¿Qué es el acero de aleación 4130?

El acero 4130 también es un acero de baja aleación. Este acero tiene un contenido de carbono relativamente bajo. También contiene cromo, azufre, silicio, molibdeno, manganeso y fósforo. Al combinar estos elementos, el acero 4130 adquiere sus cualidades únicas, como alta resistencia, tenacidad, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión. Por ello, se utiliza en la fabricación de numerosos aviones y otros componentes sometidos a altas cargas.

Propiedades del acero 4130

Debido a sus propiedades, el acero 4130 se utiliza en diversos procesos industriales. A continuación, se presentan algunas de las propiedades más importantes del acero 4130:

• Dureza y resistencia a la tracciónAl igual que el acero 4140, el acero 4130 es muy duro y posee una alta resistencia a la tracción, por lo que puede utilizarse en aplicaciones de alta tensión. En comparación con el acero dulce, el acero 4130 presenta una mayor relación peso-resistencia. Por ello, es ideal para trabajos de fabricación donde el peso es crucial.
• ElasticidadEl acero 4130 es altamente elástico, con un límite elástico de 460 MPa. Esto significa que el material puede soportar grandes tensiones y aun así recuperar su forma original.
• DuctilidadEl acero 4130 es muy dúctil, especialmente después del recocido. Por ello, se pueden fabricar fácilmente líneas con este acero.
• Resistencia a la corrosión y a la temperatura:El acero 4130 también es muy resistente a la corrosión y a las altas temperaturas sin perder su forma ni estructura.
• Buena soldabilidadSe pueden utilizar técnicas de soldadura estándar para unir aceros 4130. La soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW), la soldadura por arco metálico con protección de gas (GMAW) y la soldadura por arco metálico con protección (SMAW) son métodos sencillos para unirlos.
• Dureza excepcionalEl acero 4130 posee alta tenacidad. Soporta cargas de impacto y no se rompe bajo tensión.
• Buena resistencia a la fatiga:El acero 4130 no es susceptible al desgaste, por lo que se puede utilizar donde las tensiones o cargas varían con el tiempo.
• Adecuado para mecanizadoEl acero 4130 es fácil de mecanizar, especialmente en estado templado o recocido. Se pueden utilizar métodos de mecanizado convencionales, como taladrado, fresado, torneado y rectificado.

¿Cuál es la similitud entre el acero 4140 y el acero 4130?

Tanto el 4140 como el 4130 son aceros de baja aleación y presentan muchas similitudes. Estas son algunas de las principales similitudes entre ambos aceros:

• ComposiciónTanto el 4140 como el 4130 son aceros al cromo-molibdeno. Esto significa que ambos están compuestos de carbono, además de cromo y molibdeno. Estos elementos de aleación les confieren buena resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste.
• Tratabilidad térmicaLos aceros 4140 y 4130 pueden endurecerse y modificarse mediante tratamientos térmicos como el temple y el revenido. Esto significa que pueden utilizarse en aplicaciones donde la resistencia y la resistencia al desgaste son importantes.
• Propiedades mecánicasCon un tratamiento térmico adecuado, los aceros 4140 y 4130 presentan altos límites de tensión, resistencia a la fluencia y dureza. Además, son tenaces y resistentes al desgaste. Por lo tanto, pueden utilizarse en aplicaciones con cargas cíclicas.
• SoldabilidadTanto el acero 4140 como el 4130 son soldables. Sin embargo, se debe tener cuidado para evitar el agrietamiento por hidrógeno y otros problemas que pueden ocurrir durante la soldadura.
• MaquinabilidadLos aceros 4140 y 4130 presentan buena maquinabilidad, por lo que pueden mecanizarse con métodos estándar.
• AplicacionesDebido a que los aceros 4140 y 4130 tienen propiedades similares, se pueden utilizar para fabricar ejes, engranajes, cojinetes, herramientas y otras piezas industriales que requieren resistencia y durabilidad.

Estos son algunos de los aspectos que los aceros 4140 y 4130 tienen en común. Sin embargo, presentan composiciones y propiedades diferentes, por lo que uno puede ser mejor que el otro para ciertos usos. En general, ambos son aceros de cromo-molibdeno de baja aleación y tienen mucho en común.

Diferencia entre el acero 4130 y el acero 4140

Existen varios tipos de aceros aleados, cada uno con sus propias propiedades y características y por tanto adecuados para aplicaciones específicas. El acero 4140 y el acero 4130 son dos tipos de acero que a menudo se comparan.

Estos dos tipos de acero son fuertes y tenaces, y son aceros de baja aleación que se utilizan en numerosas aplicaciones. Sin embargo, presentan diferencias importantes. A continuación, se presentan algunas de ellas:

Composición

La principal diferencia entre los aceros 4140 y 4130 reside en su composición química, al igual que la principal diferencia entre los aceros 1018 y 4140. La composición química de ambos aceros se detalla a continuación.

La composición química del acero 4140 es la siguiente:

• Carbono: 0,38%-0,43
• Cromo: 0,8%-1,1%
• Manganeso: 0,75%-1,0
• Fósforo: 0,035% (máx.)
• Azufre: 0,040% (máx.)
• Silicio: 0,15%-0,35% (máx.)
• Molibdeno: 0,15%-0,25

El acero 4130 consta de la siguiente composición química:

• Carbono: 0,28%-0,33
• Cromo: 0,8%-1,1%
• Manganeso: 0,40%-0,60
• Fósforo: 0,035% (máx.)
• Azufre: 0,040% (máx.)
• Silicio: 0,15%-0,35% (máx.)
• Molibdeno: 0,15%-0,25

Como se puede observar en la composición química anterior, el acero 4140 tiene un mayor contenido de carbono y manganeso que el acero 4130. Sin embargo, ambos aceros tienen aproximadamente la misma cantidad de cromo y azufre.

Tratamiento térmico

Tanto el acero 4140 como el 4130 pueden tratarse térmicamente para mejorar sus propiedades. Sin embargo, se requieren diferentes tratamientos térmicos para obtener las propiedades deseadas. Para que el acero 4140 sea muy resistente y tenaz, debe templarse y revenirse.

Para el temple, el acero 4140 se calienta a temperaturas de entre 1600 °F y 1650 °F. Posteriormente, se enfría en aceite o agua para alcanzar una dureza Rockwell de 40-45 HRC. Tras el temple, el acero se revene a entre 500 °F y 600 °F para aumentar su tenacidad y conservar su dureza.

Por otro lado, el acero 4130 suele normalizarse y templarse para obtener las mismas cualidades. Durante el proceso de enderezamiento, el acero 4130 se calienta a una temperatura de aproximadamente 1600 °F a 1700 °F y luego se enfría al aire. Esto aumenta su resistencia y tenacidad.

Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas de los aceros 4140 y 4130 varían según el método de calentamiento y la aplicación. A continuación, se muestra cómo difieren las propiedades mecánicas de estos aceros:

Dureza y fuerza

El acero 4140 es adecuado para piezas sometidas a altas tensiones gracias a sus límites de tracción y fluencia superiores a los del acero 4130. El acero 4140 tiene una resistencia a la tracción de entre 655 y 979 MPa, mientras que su límite de fluencia ronda los 415 MPa. Tras el temple y revenido, el acero 4140 presenta una dureza de entre 28 y 32 HRC. Sin embargo, tras el recocido, presenta una dureza inferior, de aproximadamente 17 HRC.

Por otro lado, el acero 4130 es más tenaz y más flexible que el acero 4140, pero su resistencia a la tracción y al rendimiento son menores. El acero 4130 tiene un límite elástico de aproximadamente 460 MPa y una resistencia a la tracción en el rango de 560 a 725 MPa. El acero 4130 tiene una dureza en el rango de 15 a 23 HRC.

Maquinabilidad

Debido a su menor contenido de carbono, el acero 4130 es más fácil de mecanizar que el 4140. Generalmente, los expertos utilizan técnicas estándar como taladrado, fresado y torneado para mecanizar el acero 4130 sin temor a quemar o dañar la pieza. Por otro lado, al trabajar con acero 4140, se debe tener más cuidado para evitar el agrietamiento.

Soldabilidad

Una de las ventajas del acero 4130 es su capacidad de soldadura. Gracias a su menor contenido de carbono, es más fácil de soldar que el acero 4140. El acero 4130 se puede soldar mediante cualquier método estándar, como la soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) o la soldadura por arco metálico con gas (GMAW).

Por otro lado, el acero 4140 debe calentarse y luego tratarse de manera diferente después de la soldadura para garantizar una soldadura fuerte, duradera y sin defectos.

Uso

Tanto el acero 4140 como el 4130 se utilizan ampliamente para diversas tareas en diversos campos. Sin embargo, dado que el acero 4140 es ligeramente más resistente que el 4130, ofrece una mayor vida útil. Por lo tanto, se utiliza a menudo en aplicaciones que requieren soportar condiciones más duras o niveles de tensión más elevados.

Proyección térmica

Al rociar metal fundido y caliente, este acabado facilita la prevención de rayones, descascarillado y agrietamiento en la superficie de las piezas metálicas. Puede facilitar la unión de piezas metálicas estampadas de gran tamaño.

¿Cómo elegir entre el acero 4130 y 4140?

Los aceros 4140 y 4130 son muy fuertes y resistentes, pero poseen propiedades inherentes diferentes. Por lo tanto, es necesario comprender las diferencias entre estos dos tipos de acero para elegir el más adecuado para su trabajo. En eso consiste la diferencia entre el acero 4140 y el 4130. Aquí tiene algunas sugerencias para ayudarle a elegir la opción correcta:

Comparar la composición química de los dos aceros

La cantidad de carbono, manganeso, cromo, silicio, azufre y molibdeno en el acero 4140 es diferente a la del acero 4130. Puede comparar la composición química de ambos aceros para encontrar el que mejor se adapte a sus necesidades.

Comprobación de las propiedades mecánicas de ambos aceros

Para aplicaciones que requieren alta resistencia y dureza, el acero 4140 puede ser una mejor opción. Este acero tiene un mayor contenido de carbono y manganeso, y es templable y revenido. Esto lo hace ideal para piezas sometidas a altos niveles de tensión.

Además, si su producto requiere menor resistencia y mayor ductilidad, el acero 4130 también es una mejor opción. Por lo tanto, verifique la resistencia a la tracción, el límite elástico y la dureza de ambos aceros para determinar cuál se adapta mejor a sus necesidades.

Determinar los requisitos de maquinabilidad

Si su aplicación requiere fácil maquinabilidad, el acero 4130 es una buena opción. Esto se debe a su menor resistencia al esfuerzo cortante, lo que significa que elimina las virutas más rápido y requiere menos fuerza de corte al mecanizar formas complejas.

Sin embargo, si su aplicación requiere piezas muy resistentes y difíciles de mecanizar, utilice acero 4140. Este acero es más difícil de mecanizar para las máquinas, ya que tarda más en eliminar las virutas y requiere mayor fuerza. Además, conviene asegurarse de que el acero que utilice sea compatible con el grabado láser antes de elegirlo.

Asegúrese de comprender las reglas del tratamiento térmico

Diferentes tipos de calentamiento. Por lo tanto, si el trabajo requiere un determinado tipo de tratamiento térmico, esto puede influir en la elección del acero.

Por lo tanto, necesita saber qué tratamiento térmico requiere su aplicación. Luego, compare sus propiedades con las de los dos aceros y tome su decisión.

Considere el precio

El precio de los aceros 4130 y 4140 puede variar por diversas razones, entre ellas, el proveedor, la cantidad de acero requerida, el grado específico del acero y las necesidades específicas de la aplicación.

Por lo tanto, revise el precio de ambos tipos de acero y elija el que mejor se adapte a sus necesidades. El acero 4140 suele ser un poco más caro que el acero 4130 porque es más fuerte y duro.

Aplicaciones para acero 4140 y 4130

Debido a sus propiedades metálicas, los aceros 4140 y 4130 se utilizan en numerosas industrias. A continuación, se presentan algunos ejemplos:

• Industria automotrizLos trabajadores de la industria automotriz utilizan acero 4140 para fabricar piezas importantes como bielas, cigüeñales y engranajes. Gracias a su gran resistencia al desgaste, el acero 4130 también se utiliza para fabricar chasis de autos de carreras, jaulas antivuelco y componentes de suspensión.
• Construcción:El acero 4140 también se utiliza en la industria de la construcción para componentes de edificios y puentes que necesitan ser fuertes y duraderos.
• AeroespacialLos profesionales de la industria aeroespacial utilizan acero 4140 y 4130 para fabricar componentes de aeronaves, como trenes de aterrizaje, alas, piezas de motor y otros componentes estructurales.
• Tubos estructurales:El acero 4130 se utiliza para fabricar cuadros de bicicletas, cuadros de motocicletas, equipos deportivos y otros tubos estructurales porque tiene una alta relación resistencia-peso y es fácil de soldar.

Yonglihao Machinery ofrece un servicio de alta calidad para el procesamiento de acero 4140 y 4130

El procesamiento del acero es probablemente uno de los métodos de fabricación más populares en muchos sectores hoy en día. Muchas empresas utilizan distintos grados de acero para distintos tipos de fabricación. Sin embargo, algunas personas tienen dificultades para elegir el grado de acero adecuado para sus proyectos debido a sus diferentes propiedades.

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Resumen

Los aceros 4140 y 4130 son de baja aleación y ofrecen alta resistencia, tenacidad y resistencia a la corrosión. Por ello, aún se utilizan en los procesos de fabricación de muchas empresas.

Si bien los aceros 4140 y 4130 se relacionan en algunos aspectos, también presentan diferencias importantes. La mejor manera de elegir el acero adecuado para su proyecto de fabricación es comprender las variaciones y similitudes entre estos grados.

Preguntas frecuentes

¿Es el acero 4140 mejor que el acero 4130?

El mejor acero depende de la aplicación y sus necesidades. En definitiva, es importante consultar con un ingeniero de materiales o un fabricante de piezas para determinar qué acero es el más adecuado para un trabajo específico.

¿Se oxidará el acero 4140?

El níquel, el cromo y el molibdeno del acero 4140 mejoran las propiedades de pasivación y lo hacen más resistente a la corrosión. Como resultado, este acero puede seguir utilizándose para fabricar artículos destinados a entornos agresivos y corrosivos.