Aço 4140 vs 4130: o aço certo para o seu projeto

Duas ligas de aço comumente utilizadas na metalurgia são os aços 4140 e 4130. Ambos são aços de alta resistência e baixa liga, muito tenazes e resistentes ao desgaste. No entanto, eles não têm a mesma composição, propriedades e aplicações.

Portanto, este estudo examinará as diferenças entre os aços 4140 e 4130. Também discutirá suas propriedades, como são utilizados e aspectos importantes a serem considerados na escolha do tipo de aço correto. Continue lendo.

O que é aço-liga 4140?

Contendo cromo, fósforo, enxofre, molibdênio e manganês, o aço 4140 é uma liga de baixa liga que pode ser usada em diversas aplicações. Por conter uma certa quantidade de carbono, pode ser temperado e aquecido para obter diversas resistências.

Além disso, o aço 4140 é muito tenaz, resistente ao desgaste e possui alta resistência à tensão. Como resultado, é uma escolha popular onde se exigem materiais de alto desempenho. Eixos, eixos, engrenagens e componentes hidráulicos se enquadram nessa categoria.

Propriedades do aço 4140

As propriedades únicas do aço 4140 advêm da forma como o metal interage internamente, tornando-o adequado para diversas tarefas de processamento CNC de aço e fabricação de chapas metálicas. Aqui estão algumas das principais características do aço 4140:

• Alta resistência à tração e à fadiga: O aço 4140 tem alta resistência à tração e à fadiga, tornando-o adequado para peças altamente tensionadas, como virabrequins, engrenagens e eixos.
• Excelente tenacidade e dureza: O aço 4140 é tratado termicamente até atingir uma dureza altíssima de 58 HRC, o que o torna ideal para uma ampla gama de aplicações. Além disso, o aço 4140 é resistente o suficiente para suportar cargas pesadas sem quebrar, pois não racha nem quebra facilmente com o impacto.
• Boa resistência à corrosão: Agentes de ferrugem têm dificuldade em destruir o aço 4140, especialmente quando comparado a outros aços-liga. Portanto, é uma boa escolha para peças frequentemente submetidas a condições adversas. Observe, no entanto, que a resistência à corrosão do aço inoxidável é maior do que a do aço 4140.
• Usinabilidade: O aço 4140 não é difícil de usinar, especialmente após o aquecimento. No entanto, uma vez endurecido, é difícil de usinar.
• Boa resistência ao desgaste: O aço 4140 possui boa resistência ao desgaste. Portanto, pode ser usado para fabricar peças resistentes ao desgaste.
• Boa soldabilidade: O aço 4140 pode ser soldado usando técnicas de soldagem padrão. No entanto, isso pode exigir pré-aquecimento e tratamento térmico pós-soldagem. Isso evita que o metal rache e garante que ele tenha as propriedades mecânicas adequadas.
• Excelente Ductilidade: O aço 4140 possui excelente ductilidade e é fácil de conformar. Além disso, é altamente resistente a impactos e tenaz, não quebrando facilmente com o impacto. Portanto, pode suportar cargas pesadas sem quebrar ou rachar.

O que é aço-liga 4130?

O aço 4130 também é um aço de baixa liga. Este aço possui um teor de carbono relativamente baixo. Contém também cromo, enxofre, silício, molibdênio, manganês e fósforo. A combinação desses elementos confere ao aço 4130 qualidades únicas, como alta resistência, tenacidade, resistência ao desgaste e resistência à corrosão. Por isso, é utilizado na fabricação de diversos aviões e outros componentes altamente carregados.

Propriedades do aço 4130

Devido às suas propriedades, o aço 4130 é utilizado em diversos processos industriais. Aqui estão algumas das propriedades mais importantes do aço 4130:

• Dureza e Resistência à TraçãoAssim como o aço 4140, o aço 4130 é muito duro e possui alta resistência à tração, podendo ser utilizado em aplicações de alta tensão. Comparado ao aço carbono, o aço 4130 apresenta uma relação peso-resistência maior. Por isso, é ideal para trabalhos de fabricação onde o peso é crucial.
• Elasticidade: O aço 4130 é altamente elástico, com um limite de escoamento de 460 MPa. Isso significa que o material pode suportar altos níveis de tensão e ainda assim retornar à sua forma original.
• Ductilidade: O aço 4130 é muito dúctil, especialmente após o recozimento. Como resultado, linhas podem ser facilmente fabricadas com este aço.
• Resistência à corrosão e à temperatura: O aço 4130 também é muito resistente à corrosão e altas temperaturas sem perder sua forma ou estrutura.
• Boa soldabilidade: Técnicas de soldagem padrão podem ser usadas para unir aços 4130. Soldagem a arco com gás tungstênio (GTAW), soldagem a arco metálico com proteção gasosa (GMAW) e soldagem a arco metálico com proteção gasosa (SMAW) são maneiras fáceis de uni-los.
• Resistência excepcional: O aço 4130 possui alta tenacidade. Suporta cargas de choque e não quebra sob tensão.
• Boa resistência à fadiga:O aço 4130 não é suscetível ao desgaste, portanto pode ser usado onde as tensões ou cargas variam ao longo do tempo.
• Adequado para usinagem: O aço 4130 é fácil de usinar, especialmente em condições temperadas ou recozidas. Métodos de usinagem convencionais podem ser usados para processá-lo, como furação, fresamento, torneamento e retificação.

Qual é a semelhança entre o aço 4140 e o aço 4130?

4140 e 4130 são aços de baixa liga e são semelhantes em muitos aspectos. Aqui estão algumas das principais semelhanças entre os dois aços:

• Composição: 4140 e 4130 são aços cromo-molibdênio. Isso significa que ambos são compostos de carbono, além de cromo e molibdênio. Esses elementos de liga conferem a ambos os aços boa resistência, tenacidade e resistência ao desgaste.
• Tratabilidade Térmica: Tanto o aço 4140 quanto o 4130 podem ser endurecidos e modificados por meio de etapas de tratamento térmico, como têmpera e revenimento. Isso significa que podem ser usados em aplicações onde a resistência mecânica e a resistência ao desgaste são importantes.
• Propriedades Mecânicas: Quando tratados termicamente corretamente, os aços 4140 e 4130 apresentam alta resistência à tração e ao escoamento, além de alta dureza. São também tenazes e resistentes ao desgaste. Portanto, podem ser utilizados em aplicações que envolvem carregamento cíclico.
• Soldabilidade: Tanto o aço 4140 quanto o 4130 podem ser soldados. No entanto, deve-se tomar cuidado para evitar trincas por hidrogênio e outros problemas que podem ocorrer durante a soldagem.
• Usinabilidade: Os aços 4140 e 4130 apresentam boa usinabilidade. Portanto, podem ser usinados utilizando métodos padrão.
• Aplicações: Porque os aços 4140 e 4130 têm propriedades semelhantes. Portanto, podem ser usados para fabricar eixos, engrenagens, rolamentos, ferramentas e outras peças industriais que precisam ser fortes e resistentes ao desgaste.

Estas são algumas das características comuns entre os aços 4140 e 4130. No entanto, eles têm composições e propriedades diferentes, portanto, um pode ser melhor que o outro para alguns usos. No geral, porém, ambos são aços de cromo-molibdênio de baixa liga e têm muito em comum.

Diferença entre aço 4130 e aço 4140

Existem vários tipos de aços-liga, cada um com suas próprias propriedades e características e, portanto, adequados para aplicações específicas. O aço 4140 e o aço 4130 são dois tipos de aço que são frequentemente comparados.

Esses dois tipos de aço são fortes e tenazes, sendo aços de baixa liga utilizados em diversas aplicações. No entanto, eles são completamente diferentes em alguns aspectos importantes. Aqui estão algumas dessas diferenças:

Composição

A principal diferença entre os aços 4140 e 4130 é a composição química, assim como a principal diferença entre os aços 1018 e 4140. A composição química dos dois aços está listada abaixo.

A composição química do aço 4140 é a seguinte:

• Carbono: 0,38%-0,43
• Cromo: 0,8%-1,1%
• Manganês: 0,75%-1,0
• Fósforo: 0,035% (máx.)
• Enxofre: 0,040% (máx.)
• Silício: 0,15%-0,35% (máx.)
• Molibdênio: 0,15%-0,25

O aço 4130 consiste na seguinte composição química:

• Carbono: 0,28%-0,33
• Cromo: 0,8%-1,1%
• Manganês: 0,40%-0,60
• Fósforo: 0,035% (máx.)
• Enxofre: 0,040% (máx.)
• Silício: 0,15%-0,35% (máx.)
• Molibdênio: 0,15%-0,25

Como pode ser observado pela composição química acima, o aço 4140 possui maior teor de carbono e manganês do que o aço 4130. No entanto, ambos os aços possuem aproximadamente a mesma quantidade de cromo e enxofre.

Tratamento térmico

Tanto o aço 4140 quanto o 4130 podem ser tratados termicamente para melhorar suas propriedades. No entanto, diferentes tratamentos térmicos são necessários para obter as propriedades desejadas. Para tornar o aço 4140 muito forte e tenaz, ele precisa ser temperado e revenido.

Para a têmpera, o aço 4140 é aquecido a temperaturas entre 1.600 °F e 1.650 °F. Em seguida, é resfriado em óleo ou água para atingir uma dureza Rockwell de 40-45 HRC. Após o endurecimento, o aço é revenido a temperaturas entre 500 °F e 600 °F para torná-lo mais tenaz, mantendo sua dureza.

Por outro lado, o aço 4130 é geralmente normalizado e revenido para obter as mesmas qualidades. O aço 4130 é aquecido a uma temperatura de aproximadamente 825°C a 825°C durante o processo de endireitamento e, em seguida, resfriado ao ar. Isso ajuda a aumentar sua resistência e tenacidade.

Propriedades Mecânicas

As propriedades mecânicas dos aços 4140 e 4130 variam dependendo do método de aquecimento e da aplicação. Veja como as propriedades mecânicas desses aços diferem:

Resistência e Força

O aço 4140 é adequado para peças altamente tensionadas, pois seus limites de resistência à tração e ao escoamento são superiores aos do aço 4130. O aço 4140 possui uma resistência à tração entre 655 e 979 MPa, enquanto seu limite de escoamento é de cerca de 415 MPa. Após têmpera e revenimento, o aço 4140 apresenta uma dureza de 28 a 32 HRC. No entanto, quando recozido, o aço 4140 apresenta uma dureza menor, de cerca de 17 HRC.

Por outro lado, o aço 4130 é mais resistente e flexível que o aço 4140, mas seus limites de resistência à tração e escoamento são menores. O aço 4130 tem um limite de escoamento de cerca de 460 MPa e uma resistência à tração na faixa de 560 a 725 MPa. O aço 4130 tem uma dureza na faixa de 15 a 23 HRC.

Usinabilidade

Devido ao seu menor teor de carbono, o aço 4130 é mais fácil de usinar do que o aço 4140. Em geral, os especialistas utilizam técnicas padrão, como furação, fresamento e torneamento, para usinar o aço 4130 sem medo de queimar ou danificar a peça. Por outro lado, ao trabalhar com aço 4140, é preciso ter mais cuidado para evitar rachaduras.

Soldabilidade

Uma das vantagens do aço 4130 é que ele pode ser soldado. Devido ao seu menor teor de carbono, é mais fácil de soldar do que o aço 4140. Você pode soldar o aço 4130 usando qualquer método padrão, como soldagem a arco de tungstênio a gás (GTAW) ou soldagem a arco metálico a gás (GMAW).

Por outro lado, o aço 4140 precisa ser aquecido e tratado de forma diferente após a soldagem para garantir uma solda forte, durável e sem defeitos.

Uso

Os aços 4140 e 4130 são amplamente utilizados para diversas tarefas em diversos setores. No entanto, como o aço 4140 é ligeiramente mais resistente que o 4130, sua vida útil é mais longa. Portanto, é frequentemente utilizado em aplicações que exigem resistência a condições mais severas ou níveis de estresse mais elevados.

Pulverização Térmica

Ao pulverizar metal fundido e aquecido, esse acabamento facilita a prevenção de arranhões, descamação e rachaduras na superfície de peças metálicas. Além disso, pode auxiliar na colagem de grandes peças estampadas de metal.

Como escolher entre aço 4130 e 4140?

Os aços 4140 e 4130 são muito fortes e tenazes, mas possuem propriedades inerentes diferentes. Portanto, você precisa entender as diferenças entre esses dois tipos de aço para escolher o ideal para o seu trabalho. É disso que se trata o aço 4140 vs. 4130. Aqui estão algumas sugestões para ajudá-lo a fazer a escolha certa:

Compare a composição química dos dois aços

A quantidade de carbono, manganês, cromo, silício, enxofre e molibdênio no aço 4140 é diferente daquela presente no aço 4130. Você pode comparar a composição química dos dois aços para encontrar o que melhor atende às suas necessidades.

Verificação das Propriedades Mecânicas de Ambos os Aços

Para aplicações que exigem alta resistência e dureza, o aço 4140 pode ser uma escolha melhor. O aço 4140 possui maior teor de carbono e manganês e pode ser temperado e revenido. Isso o torna ideal para peças submetidas a altos níveis de estresse.

Além disso, se o seu produto exigir menor resistência e maior ductilidade, o aço 4130 também é uma escolha melhor. Portanto, verifique a resistência à tração, o limite de escoamento e a dureza de ambos os aços para ver qual é mais adequado às suas necessidades.

Determinar requisitos de usinabilidade

Se a sua aplicação exige usinabilidade fácil, o aço 4130 é uma boa escolha. Isso ocorre porque ele tem menor resistência ao cisalhamento, o que significa que remove cavacos mais rapidamente e requer menos força de corte na usinagem de formas complexas.

No entanto, se a sua aplicação exigir peças muito resistentes e difíceis de usinar, use aço 4140. O aço 4140 é mais difícil de usinar por máquinas, pois leva mais tempo para remover cavacos e exige mais força. Além disso, você pode querer certificar-se de que o aço que está usando pode ser gravado a laser antes de fazer sua escolha.

Certifique-se de entender as regras do tratamento térmico

diferentes tipos de aquecimento. Portanto, se o trabalho exigir um determinado tipo de tratamento térmico, isso pode influenciar na sua escolha do aço.

Portanto, você precisa saber qual tratamento térmico é necessário para a sua aplicação. Em seguida, compare suas propriedades com as dos dois aços e faça sua escolha.

Considere o preço

O preço dos aços 4130 e 4140 pode variar por diversos motivos, incluindo o fornecedor, a quantidade de aço necessária, o tipo específico de aço e as necessidades específicas da aplicação.

Portanto, verifique o preço dos dois tipos de aço e escolha o que melhor atende às suas necessidades. O aço 4140 costuma ser um pouco mais caro que o aço 4130 porque é mais forte e duro.

Aplicações para aço 4140 e 4130

Devido às suas propriedades metálicas, os aços 4140 e 4130 são utilizados em diversos setores. Aqui estão alguns deles:

• Indústria automotiva: Trabalhadores da indústria automotiva utilizam o aço 4140 para fabricar peças importantes, como bielas, virabrequins e engrenagens. Por ser tão forte e resistente ao desgaste, o aço 4130 também é usado na fabricação de chassis, gaiolas de proteção e componentes de suspensão de carros de corrida.
• Construção:O aço 4140 também é usado na indústria da construção para componentes de edifícios e pontes que precisam ser fortes e duráveis.
• AeroespacialProfissionais aeroespaciais utilizam os aços 4140 e 4130 para fabricar componentes de aeronaves, como trens de pouso, asas, peças de motor e outros componentes estruturais.
• Tubulação Estrutural:O aço 4130 é usado para fazer quadros de bicicleta, quadros de motocicleta, equipamentos esportivos e outros tubos estruturais porque tem uma alta relação resistência-peso e é fácil de soldar.

Yonglihao Machinery fornece serviço de alta qualidade para processamento de aço 4140 e 4130

O processamento de aço é provavelmente um dos métodos de fabricação mais populares em muitas áreas atualmente. Muitas empresas utilizam diferentes tipos de aço para diferentes tipos de fabricação. No entanto, algumas pessoas têm dificuldade em escolher o tipo certo de aço para seus projetos, pois cada um possui propriedades diferentes.

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Resumo

Os aços 4140 e 4130 são aços de baixa liga e ambos oferecem alta resistência, tenacidade e resistência à corrosão. Por isso, ainda são utilizados nos processos de fabricação de muitas empresas atualmente.

Embora os aços 4140 e 4130 sejam semelhantes em alguns aspectos, eles também são muito diferentes em outros aspectos importantes. A melhor maneira de escolher o aço certo para o seu projeto de fabricação é entender as variações e semelhanças entre esses graus.

Perguntas frequentes

O aço 4140 é melhor que o aço 4130?

A escolha do melhor aço depende da aplicação e das necessidades da aplicação. No fim das contas, é importante conversar com um engenheiro de materiais ou fabricante de peças para descobrir qual aço é mais adequado para um trabalho específico.

O aço 4140 enferruja?

O níquel, o cromo e o molibdênio presentes no aço 4140 melhoram as propriedades de passivação e o tornam mais resistente à corrosão. Como resultado, esse aço ainda pode ser usado na fabricação de itens para uso em ambientes agressivos e corrosivos.