Superficie recocida laminada en caliente de acero 228HB de la barra redonda SAE4340 pelada

Descripción

ACERO ALEADO AISI/SAE 4340

CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL ACERO ALEADO 4340

4340 es un acero de aleación de níquel-cromo-molibdeno conocido por su dureza y su capacidad para alcanzar altas resistencias en condiciones de tratamiento térmico. Tiene muy buena resistencia a la fatiga.

Esta aleación, 4340, puede tratarse térmicamente para alcanzar altos niveles de resistencia manteniendo buenos niveles de tenacidad, resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga, combinados con buena resistencia a la corrosión atmosférica y solidez.

APLICACIONES

Aeronaves comerciales y militares, sistemas automotrices, aplicaciones hidráulicas forjadas y otras máquinas herramienta, cigüeñales de acero forjado.

FORJAR

El forjado debe realizarse entre 2250 y 1800 ºF (1230 y 980 ºC). Las piezas deben enfriarse lentamente después de forjarlas en cenizas o arena, etc.

TRATAMIENTO TÉRMICO

El tratamiento térmico después de la forja se lleva a cabo para hacer que el acero sea apto para el mecanizado y cumplir con los límites de propiedades mecánicas especificados para las aplicaciones particulares del acero. Hay varias formas de tratar térmicamente una pieza de acero determinada y sólo mediante la práctica se pueden definir la temperatura y las condiciones óptimas. La siguiente información debe tomarse únicamente como guía.

RECOCIDO

Para obtener una estructura perlítica en ciertas piezas para mecanizado, el 4340 debe recocerse a una temperatura nominal de 1525 ºF (830 ºC), enfriarse a 1350 ºF (730 ºC) y enfriarse en horno a 1130 ºF (610 ºC). ) a una velocidad de 20 ºF (11 ºC) por hora, luego enfriamiento por aire. Este proceso, conocido como recocido completo, requiere mucho tiempo ya que implica un enfriamiento lento en todo el rango de temperaturas desde la temperatura de austenización hasta una temperatura muy por debajo de aquella a la que se completa la transformación.

Para obtener una estructura esferoidizada en grado 4340 se requiere austenizar a 1380 ºF (750 ºC), enfriar en horno a 1300 ºF (705 ºC) y luego a 1050 ºF (565 ºC) a una velocidad de 5 ºF (3 ºC) por hora. Esta estructura probablemente dará como resultado una mejor maquinabilidad que la estructura de perlita laminar gruesa obtenida mediante el proceso de recocido completo.

NORMALIZANDO

Este proceso se define como calentar un acero a una temperatura superior a la temperatura de transformación de ferrita a austenita y luego enfriarlo en aire a una temperatura muy por debajo de esta temperatura de transformación. El tratamiento podrá realizarse sobre productos forjados como tratamiento de acondicionamiento previo al tratamiento térmico final. La normalización también sirve para refinar la estructura de las piezas forjadas que podrían haberse enfriado de manera no uniforme debido a su operación de forja. La temperatura de normalización nominal para el grado 4340 es 1500 ºF (815 ºC), pero la experiencia de producción puede requerir una temperatura 50 ºF (10 ºC) por encima o por debajo de esta temperatura. . Como regla general, cuando las piezas forjadas se normalizan antes, por ejemplo, de la carburación o del endurecimiento y revenido, se utiliza el rango superior de temperaturas de normalización. Cuando la normalización es el tratamiento térmico final, se utiliza el rango de temperatura más bajo.

ENDURECIMIENTO

Este tratamiento térmico da como resultado la formación de martensita después del enfriamiento, lo que aumenta la dureza y la resistencia a la tracción. Un rango de temperatura de 1500 – 1550 º F (815 – 845 º C) es la temperatura de austenitización normal para el endurecimiento directo del grado 4340. El enfriamiento con aceite se utiliza normalmente para 4340 ya que la templabilidad de la aleación es adecuada para este método de enfriamiento.

TEMPLADO

El templado se lleva a cabo para aliviar las tensiones del proceso de endurecimiento, pero principalmente para obtener las propiedades mecánicas necesarias para la aplicación final. La temperatura de templado real se elegirá para cumplir con las propiedades requeridas y, en muchos casos, será una cuestión de prueba y error.

Este grado 4340 también se puede endurecer mediante nitruración o endurecimiento por llama o por inducción.

MAQUINABILIDAD

Este grado es fácilmente mecanizable, siendo mejor una estructura perlítica laminar gruesa o una estructura esferoidizada, dependiendo del tamaño de la sección, la complejidad y la cantidad de mecanizado a realizar. Si hay dudas sobre la idoneidad de cualquier otra estructura, entonces se debe optar por una estructura esferoidizada en el tratamiento térmico.

SOLDADURA

Este grado se suelda fácilmente en estado recocido, pero se debe evitar la soldadura en estado endurecido y revenido siempre que sea posible debido al efecto sobre las propiedades mecánicas. No se recomienda soldar en condiciones de nitruración, llama o endurecimiento por inducción.

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