Ficha 4340.pdf
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RO
DE
200
6
SAE 4340Acero ingeniería
de alta resistencia
BUCARAMANGACra. 14 No. 23 - 02 PBX: 6337 708/8323 Fax: 6332 779
MEDELLÍNCalle 32 No. 41 - 139 Itagüi PBX: 3724 500/3738 111 Fax: 2776 088
www.cga.com.co - e-mail: [email protected]
SUCURSALES C.G.A.
PRINCIPAL BOGOTÁ D.C.Av. 68 No. 37B - 51 Sur PBX: 7700 560 Fax: 7700 530/550
Call Center: 7700 590 - Línea de Servicio al Cliente: 7700 543
CALICra. 31A No. 15 - 59 Acopi - Yumbo PBX: 6918 585 Call Center: 6918 586 Fax: 6658 593
BARRANQUILLAVía 40 No. 51 - 444 PBX: 3444 188/3720 222 Fax: 3443 328/3720 220
COMPORTAMIENTO EN TORSIÓN EN FUNCIÓN DEL DIÁMETRO(Templado en aceite)
Temperaturade revenido (°C)
Diámetro de la barra = 28 mm Diámetro de la barra = 88.9 mm
Esfuerzomáximo (Mpa)
Límiteelástico (Mpa)
Esfuerzomáximo (Mpa)
Límiteelástico (Mpa)
370 1412 965 1240 758
430 1275 896 1116 689
485 1151 792 1034 620
540 1034 689 937 551
595 965 620 882 510
650 910 580 827 468
705 875 551 792 454
EFECTO MASA EN LAS PROPIEDADES MECÁNICAS
PROPIEDADESMECÁNICAS
Redondo de 76 mm Redondo de 101 mm Redondo de 152.6 mm
Temperaturade temple: 800°C
Temperaturade revenido: 650°C
Temperaturade temple: 815°C
Temperaturade revenido: 650°C
Temperaturade temple: 815°C
Temperaturade revenido: 650°C
Resistenciaa la tracción (Mpa)
1054 1033 1000
Límite de fluencia (Mpa) 930 896 848
% de Elongación (en 50 mm) 18 17 16
% de reducción de área 52 50 44
Dureza Brinell 340 330 322
VARIACIÓN DE LA DUREZA DEBIDO AL EFECTO MASA
EFECTO MASA SOBRE LA TEMPLABILIDAD
Temperatura de revenido
(°C)
Sección de 12.7 mm Sección de 25.4 mm Sección de 76.0 mm Sección de 152.6 mm
Superficie 1/2 R Centro Superficie 1/2 R Centro Superficie 1/2 R Centro Superficie 1/2 R Centro
430 ---- 410 410 410 410 410 410 400 370 395 360 320
540 ---- 355 355 355 355 355 355 350 320 325 280 260
650 ---- 310 310 310 310 310 310 300 290 285 250 240
Temple en aceite / Dureza Brinell
CONFORMABILIDADLa temperatura de forja recomendada está en el rango entre 1070 y 1230°C finalizando con
una temperatura no inferior a 980°C. Después de la forja se recomienda enfriamiento lento en un sitio seco.
SOLDABILIDADEl acero puede ser soldado y es necesario realizar un precalentamiento a 200-300°C y mantener esta temperatura durante el proceso de soldadura. Se recomienda la soldadura de arco clase AWS E8016-B2. Como el acero presenta propiedades de temple al aire, después de la soldadura el acero debe ser sometido a relevado de tensiones a 570°C.
APLICACIONESSe utiliza generalmente en la industria automotriz para la fabricación de piezas que requieran una dureza y tenacidad elevadas como por ejemplo: tornillería de alta resistencia (grado 8) tem-plada y revenida de gran sección, levas de mando, engranajes para maquinaria templados por inducción, ejes para carros y camiones, cárdanes, bielas para motores, árboles para tritura-dores, árboles excéntricos, árboles para carros y camionetas, ejes de transmisión de grandes
dimensiones, mandriles, portaherramientas, etc. Repuestos de maquinaria como tornillos extrusores, ejes de bombas, brazos de dirección, discos de embrague, bujes, columnas. Se utiliza generalmente en estado bonificado a una resistencia a la tracción entre 900 y 1000 N/mm2.
MAQUINABILIDADLos ejes calibrados tienen una maquinabilidad aproximadamente del 55% y los ejes recocidos del 45%
con referencia al acero SAE 12L14. Puede ser mecanizado sin dificultad por arriba de 260 Brinell. Una estructura parcialmente globulizada obtenida por normalizado y calibrado a 650°C es la más adecuada para obtener una optima maquinabilidad. Este acero presenta un excelente acabado superficial después de mecanizado en estado bonificado.
PROFUNDIDADDE CORTE
SAE 4340
HERRAMIENTA DE ACERO RÁPIDO HERRAMIENTA DE CARBURO
Vel. de corte m/min. Avance mm/rev. Vel. de corte m/min. Avance mm/rev.
Torneado
Dureza del material: 175 - 225 HB
1 41 0.18 150 0.18
4 32 0.40 120 0.50
8 24 0.50 95 0.75
16 20 0.75 76 1.00
Dureza del material: 275 - 325 HB
1 27 0.18 135 0.18
4 21 0.40 105 0.40
8 17 0.50 82 0.50
Fresado
Dureza del material: 175 - 225 HB
1 53 0.20 170 0.20
4 41 0.30 135 0.30
8 35 0.40 105 0.40
Dureza del material: 275 - 325 HB
1 32 0.15 145 0.15
4 26 0.23 115 0.20
8 20 0.30 88 0.25
Taladrado con broca de acero rápido
Durezadel material
Velocidad m/min. Diámetro de la broca 1.5 mm 3 mm 6 mm 12 mm 18 mm 25 mm
225 a 275 HB 20Avance en mm
0.025 0.075 0.15 0.25 0.36 0.40
275 a 325 HB 14 ---- 0.050 0.102 0.15 0.20 0.23
Para todas las operaciones de mecanizado, se recomienda utilizar aceites de corte sulfurizados
Ace
ro S
AE 4
340 ACERO SAE 4340
DIN 40Cr Ni Mo 7AFNOR 38NC D6CENIM F 1272SAE 4340
CARACTERÍSTICAS DE EMPLEO
Acero al cromo-níquel-molibdeno que se caracteriza por su gran combinación de ductilidad, tenacidad y resistencia a la fatiga en piezas de gran sección sometidas a altos esfuerzos diná-micos. No presenta fragilidad de revenido razón por la cual mantiene una adecuada resistencia mecánica hasta 400ºC. Se puede aumentar la resistencia mecánica por medio de tratamiento térmico. Su buena penetración de dureza se ve reflejada en excelentes propiedades de torque. Se suministra en estado bonificado y libre de tensiones internas, lo que significa que las barras no se flectan o deforman durante el maquinado. Se recomienda para trabajo pesado o de alta resistencia.
COMPOSICIÓN QUÍMICA
COMPOSICION QUÍMICA C % Mn % P máx.% S máx.% Si máx.% Cr % Mo % Ni %
Análisis típico en %0.380.43
0.60.8
0.035 0.040.150.35
0.70.9
0.20.3
1.652.0
Estado de suministro: BonificadoDureza de suministro: 270 - 330 Brinell
PROPIEDADES FÍSICASEstos valores son obtenidos a partir de probetas bajo condiciones específicas de laboratorio y
deben ser usados como referencia.
• Densidad → 7.85 gr/cm3.
• Punto de fusión → 1500ºC.
• Coeficiente de expansión térmica / °C → 20 a 100°C = 12.3 x 10-6
20 a 600°C = 14.5 x 10-6
• Conductividad térmica → W/(m·ºC).
20 a 100°C = 45
• Calor específico J/kg/°C: 20 a 200°C = 473
• Módulo de elasticidad → 2x1011 Pa (29x106 PSI)
• Coeficiente de Poisson → 0,3
• Resistividad eléctrica (microhm-cm): a 50°C = 30 a 300°C = 48
PROPIEDADES MECÁNICAS A TEMPERATURA AMBIENTE
Estado de SuministroResistencia
a la tracción MPaLimite elástico
MPaAlargamiento %
Reducciónde área %
Dureza Brinell aprox.
Laminado en Caliente 620 - 750 441 20 50 210 - 240
Calibrado 750 - 850 635 10 30 240 - 260
Bonificado 860 - 1080 785 19 45 260 - 320
Nota: Estas propiedades mecánicas son tomadas sobre redondos de 25 mm. Para mayores o menores dimensiones hay que considerar el efecto de masa.
ENSAYO CHARPY A BAJA TEMPERATURA, JOULES (ENTALLA EN “V”)
Dureza del materialTemperatura del ensayo
20°C - 10°C - 40°C - 70°C
40 HRC 16.8 10 8.7 6.5
35 HRC 110.9 111.6 118.1 104.8
28 HRC 126.9 105.8 101.4 48.8
TRATAMIENTOS TÉRMICOS
TRATAMIENTO TÉRMICO TEMPERATURA °C MEDIO DE ENFRIAMIENTO
Forja 850-1100 Ceniza 0 arena
Temple 820-860 Aceite
Normalizado 850-870 Aire
Recocido 690-720 Horno
Revenido 540-660 Aire
TEMPLABILIDAD DEL ACERO 4340
Diámetro crítico: Dimensiones máximas en las que se consigue un temple aceptable en el centro de la pieza (50% de martensita):180 mm de diámetro con enfriamiento en aceite35 mm de diámetro con enfriamiento en aire
4340
Distancia desdeel extremo templado
Dureza, HRCDistancia desde
el extremo templadoDureza, HRC
1/16 in mm Máx. Mín. 1/16 in mm Máx. Mín.
1 1.58 60 53 13 20.54 59 50
2 3.16 60 53 14 22.12 58 49
3 4.74 60 53 15 23.70 58 49
4 6.32 60 53 16 25.28 58 48
5 7.90 60 53 18 28.44 58 47
6 9.48 60 53 20 31.60 57 46
7 11.06 60 53 22 34.76 57 45
8 12.64 60 52 24 37.92 57 44
9 14.22 60 52 26 41.08 57 43
10 15.80 60 52 28 44.24 56 42
11 17.38 59 51 30 47.40 56 41
12 18.96 59 51 32 50.56 56 40
PROPIEDADES MECÁNICAS EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA DE REVENIDO (Templado en aceite)
Temperatura de revenido (°C) 200 315 430 540 650 700
Resistencia a la tracción (Mpa) 1980 1757 1495 1240 1020 861
Límite de fluencia (Mpa) 1860 1620 1364 1158 861 744
% de Elongación (en 50 mm) 11 12 14 17 20 23
% de Reducción de área 39 44 48 53 60 63
Dureza Brinell 520 490 440 360 290 250
Torsión, esfuerzo último (MPa) ----- 1550 1275 1068 910 875
Torsión, límite elástico (MPa) ----- 1000 896 717 606 551
Impacto Izod, Joules 20 13.5 16.2 47.4 100 101.6
Banda de Templabilidad70
60
50
40
30
20
0 4 8 12 16 20 24 28 32
Distancia desde el extremo templado, 1/16 pulgadas
Dure
za H
RC
Diagrama de Revenido
60
50
40
30
20
10
200 300 400 500 600 700
Temperatura de Revenido ºC
Dure
za R
ockw
ell C
Probeta Ø 1templada de 840ºC en aceite
DIAGRAMA TTT(TIEMPO-TEMPERATURA-TRANSFORMACIÓN)
Tiempo en horasTe
mpe
ratu
ra e
n ºC
Diagrama Tiempo Temperatura Transformación1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0100 101 102 103 104 105 106
Tiempo ensegundos
Tiempo enminutos
100 101 102 103 104
100 101 102
A
Ms
M
B
3
20
AC3
AC1
10
2575
1010
33
60 80 90 9091 100 97 97 87 70
532 558 517 542 510 438 345 319 304 297 274 229
286
F P