Visión general
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Tabla de contenido
¿Qué es el acero 4340?
El acero 4340, un acero de aleación resistente y de alta resistencia, es conocido por su templabilidad, resistencia y tenacidad. Está clasificado como miembro de la familia de aceros Ni-Cr-Mo y recibe la designación 4340 por la norma AISI (American Iron and Steel Institute) SAE (Society of Automotive Engineers). La cantidad de níquel, cromo y molibdeno es grande en este tipo de acero, lo que se traduce en sus excelentes propiedades mecánicas. El acero 4340 tiene amplias aplicaciones en piezas o componentes donde es necesaria una resistencia a la tensión adicional, como componentes aeroespaciales, algunas piezas de automóviles o engranajes, ejes y componentes estructurales. Puede recibir diferentes niveles de dureza mediante tratamiento térmico y normalmente se proporciona como un producto templado y revenido para aumentar su resistencia y tenacidad. Además, el acero 4340 tiene una buena resistencia a la fatiga que lo dota de superioridad para las aplicaciones desafiantes que se encuentran bajo cargas cíclicas.
¿Cuáles son las desventajas del acero 4340?
El acero 4340 es mecánicamente resistente y posee excelentes propiedades, aunque también se notan algunas deficiencias. En primer lugar, el mayor contenido de aleaciones, especialmente níquel, cromo y molibdeno, aumenta el coste del producto, lo que se refleja en los precios, lo que afecta a la asequibilidad. Además, soldar acero 4340 es difícil porque tiene una alta templabilidad y, por lo tanto, es necesario precalentarlo y realizar un tratamiento térmico posterior a la soldadura para limitar al mínimo el riesgo de agrietamiento. El mecanizado también presenta algunos problemas, como el desgaste de las herramientas y las dificultades de mecanizado, principalmente debido a los elementos de aleación que requieren una selección cuidadosa de los parámetros de corte y de las herramientas. Además de eso, la resistencia a la corrosión del grado 4340 no es perfecta y, por lo tanto, requiere más mantenimiento de las superficies pintadas adecuadamente para evitar la corrosión en ambientes corrosivos. Estas son algunas de las características clave a considerar al analizar su aplicabilidad a diferentes situaciones.
¿Qué especificación lleva el nombre del acero 4340?
El acero 4340 lleva el nombre del sistema de especificaciones AISI (Instituto Americano del Hierro y el Acero) SAE (Sociedad de Ingenieros Automotrices). En este sistema, el prefijo "43" indica acero al cromo-molibdeno y los números "40" indican el contenido aproximado de carbono en centésimas de por ciento. Por lo tanto, el acero 4340 significa un acero al cromo-molibdeno con un contenido de carbono de aproximadamente 0,401 TP3T. Esta convención de nomenclatura proporciona una forma estandarizada de clasificar e identificar diferentes tipos de acero en función de su composición química y propiedades mecánicas.
¿Cuáles son los otros nombres del acero 4340?
Principalmente el acero 4340, muy apreciado por su alta resistencia, tenacidad y templabilidad, se conoce en la práctica con diferentes nombres según las normas locales o los nombres de la industria. Además de su denominación AISI 4340, también recibe nombres como SAE 4340 en los sectores de automoción y maquinaria. Por otro lado, en los países europeos el acero está simbolizado como 1.6565 según la norma EN. Estos nombres alternativos se utilizan para agrupar y marcar el acero de aleación de níquel, cromo y molibdeno y se utiliza principalmente en los sectores aeroespacial, automotriz y de maquinaria para crear piezas con propiedades mecánicas excepcionales.
Composición química de 4340 Acero
El acero 4340 se clasifica como acero de baja aleación, caracterizado por una alta templabilidad, resistencia, tenacidad, resistencia a la fatiga y resistencia a la fluencia similar a acero 4140. Normalmente se utiliza para componentes de maquinaria de sectores industriales sujetos a una mayor resistencia a la tracción en comparación con el acero 4140, como husillos, engranajes, pasadores, acoplamientos y más.
| Componente | Peso % |
| Carbono (C) | 0.37 – 0.43 |
| Hierro (Fe) | 95.195 – 96.33 |
| Cromo (Cr) | 0.70 – 0.90 |
| Manganeso (Mn) | 0.60 – 0.80 |
| Molibdeno (Mo) | 0.20 – 0.30 |
| Níquel (Ni) | 1.65 – 2.0 |
| Fósforo (P) | 0.0 – 0.035 |
| Silicio (Si) | 0.15 – 0.30 |
| Azufre (S) | 0.0 – 0.04 |
La influencia de la composición elemental en el rendimiento del acero 4340
El rendimiento del acero 4340 está controlado por su composición elemental, de forma muy limitada. El cromo mejora la templabilidad y la resistencia a la corrosión, mientras que el molibdeno aporta solidez y resistencia a altas temperaturas. El níquel funciona como refinador de granos y tiende a mejorar la tenacidad y la resistencia al impacto del material mediante la creación de potentes microestructuras durante el enfriamiento. El contenido de carbono también rige la dureza y la resistencia y deben gestionarse bien para equilibrar las propiedades. El manganeso endurece y ayuda a producir granos de tamaños uniformes, lo que a su vez aumenta la tenacidad. El silicio favorece la desoxidación y el refinamiento del grano, pero al mismo tiempo aumenta la fuerza y la resistencia a la oxidación. Estos elementos en conjunto ajustan la propiedad del acero 4340 a un nivel de rendimiento que lo hace adecuado para amplias aplicaciones en la fabricación aeroespacial, automotriz y de maquinaria.
Propiedades mecánicas de 4340 Acero
| Propiedades mecánicas | Métrico | inglés |
| Resistencia a la tracción | 1282MPa | 185900 psi |
| Resistencia a la tracción | 862MPa | 125000psi |
| Alargamiento a la rotura | 12.2 % | 12.2 % |
| Reducción del área | 36.3 % | 36.3 % |
| Dureza, Brinell | 363 | 363 |
| Dureza, Nudo | 392 | 392 |
| Dureza, Rockwell B | 100 | 100 |
| Dureza, Rockwell C | 40 | 40 |
| Dureza, Vickers | 384 | 384 |
| Módulo de elasticidad | 200 GPa | 29000 ksi |
| Módulo de volumen | 159 GPa | 23100 ksi |
| Módulo de corte | 78,0 GPa | 11300 ksi |
| El coeficiente de Poisson | 0.29 | 0.29 |
| maquinabilidad | 50 % | 50 % |
Propiedades físicas de 4340 Acero
| Propiedades físicas | Métrico | inglés | Comentarios |
| Densidad | 7,85 g/cc | 0,284 libras/pulgada² | |
| Propiedades electricas | |||
Resistividad electrica | 0.0000248 ohm-cm | 0.0000248 ohm-cm | Temperatura 20 °C/68,0 °F |
| 0,0000298 ohm-cm | 0,0000298 ohm-cm | Temperatura 100 °C/212 °F | |
| 0,0000552 ohm-cm | 0,0000552 ohm-cm | Temperatura 400 °C/752 °F | |
| 0,0000797 ohm-cm | 0,0000797 ohm-cm | Temperatura 600 °C/1110 °F | |
| Propiedades termales | |||
| Capacidad calorífica específica | 0.475 J/g-°C | 0.114 BTU/lb-°F | Acero típico de la serie 4000 |
| Conductividad térmica | 44.5 W/mK | 309 BTU-in/hr-ft²-°F | Acero típico |
Materiales equivalentes de 4340 Acero
| UE | ES | 34CrNiMo6 (1.6582) | ||
| EE.UU | – | 4340 | ||
| Alemania | DIN,WNr | 34CrNiMo6 GS-34CrNiMo6V | ||
| Japón | JIS | SNCM447 | ||
| Francia | AFNOR | 35NCD6 | ||
| Inglaterra | licenciatura | 817M40 | ||
| Italia | UNI | 35CrNiMo6 35NiCrMo6KB | ||
| Porcelana | ES | 34CrNi3Mo 34CrNiMo ZG34CrNiMo | ||
| Suecia | SS | 2541 | ||
| Polonia | PN | 34HNM | ||
| Chequia | CSN | 16342 16343 16444 | ||
| Rusia | GOST | 36KH2N2MFA 38KH2N2MA 40KHN2MA | ||
| Enterrar | YO ASI | 36CrNiMo6 | ||
¿Cuáles son los desafíos de procesamiento del acero 4340?
Trabajar en acero 4340 es difícil porque se puede endurecer con elementos de aleación. La maquinabilidad es otro problema, especialmente si el material está en estado endurecido porque los elementos de aleación aumentan el desgaste de las herramientas y también la fuerza de corte. La soldadura es una aplicación difícil debido a las posibilidades de agrietamiento y, por lo tanto, se requiere un proceso de calentamiento antes de la soldadura, un tratamiento térmico posterior a la soldadura, así como una atención especial a los parámetros. El ajuste del tratamiento térmico debe controlarse con precisión para evitar la distorsión y lograr las propiedades adecuadas. El enrutamiento de distorsión es la norma y normalmente se espera durante el procesamiento, lo que significa que los proveedores tienen que agregar procesos de fijación y liberación de tensiones. Incluso con las dificultades, muchas técnicas sofisticadas y un monitoreo cuidadoso pueden producir componentes de alta calidad y alta aptitud con las propiedades mecánicas únicas del acero 4340.
Aplicaciones del acero 4340
Automotor:
- 4340 Steel mejora componentes automotrices como espaciadores de ruedas, adaptadores, tapas de valvulas, y varillas medidoras, asegurando durabilidad y rendimiento óptimo.
Aeroespacial:
- En el sector aeroespacial, el acero 4340 es crucial para colectores de escape, impulsores, accesorios de tuberia, y cuerpos de válvulas, proporcionando fuerza en condiciones de vuelo exigentes.
Componentes médicos:
- Conocido por su precisión, el acero 4340 se utiliza en medicina. componentes de precisión y carcasas de fuente de alimentación del sensor, garantizando la precisión en los equipos sanitarios.
Productos personalizados:
- El versátil acero 4340 es ideal para productos personalizados como bisagras de piano, bisagras de bala, y piezas BMX personalizadas, ofreciendo fuerza y flexibilidad.
Motocicleta:
- El acero 4340 contribuye a la resistencia y resistencia de componentes de motocicletas como piñones, ruedas, protectores de radiador, y estriberas.
Remolque:
- El resistente acero 4340 es esencial en los remolques y se utiliza en acopladores, bolas de enganche, ganchos de pivote, gatos de remolque, y rampas para confiabilidad y seguridad.
Bicicleta:
- Aplicado en componentes de bicicletas como tallos, platos, centros, pedales, y bielasEl acero 4340 proporciona resistencia y durabilidad.
Kart:
- El acero 4340 juega un papel vital en los componentes de karting, incluidos piñones, lavadoras, espaciadores, aspectos, volantes, y llanta de la ruedas, asegurando un alto rendimiento.
Tipos de servicios de mecanizado proporcionados por HDC
