El AISI/SAE 4140 es un acero de templabilidad media utilizado principalmente en aplicaciones de maquinaria donde se requiere una combinación de resistencia mecánica, tenacidad y capacidad de tratamiento térmico.
Su composición química incluye carbono, manganeso, cromo y molibdeno. Este grado también se relaciona con las denominaciones ASTM A29/A29M 4140, DIN 1.7225 y JIS SCM440.
El acero 4140 puede suministrarse en diferentes condiciones según las necesidades de fabricación.
En estado recocido, presenta una dureza aproximada de 190 HB. También puede suministrarse pretemplado, tratado o bonificado, con valores aproximados de 248 a 301 HB, equivalentes a cerca de 24 a 32 HRC.
En condición pretemplada ofrece una buena combinación de tenacidad y resistencia, lo que permite utilizarlo directamente en diferentes componentes de maquinaria.
Su maquinabilidad es de aproximadamente 61 %, tomando como referencia un acero AISI 1112 con un valor de 100 %.
Otra característica importante es su capacidad de endurecimiento. En condición recocida puede someterse a temple y revenido, alcanzando durezas cercanas a 50 HRC. Cuando ya se encuentra pretemplado, también puede recibir procesos como nitruración, temple a la flama o temple por inducción.
A temperatura ambiente, sus valores mecánicos aproximados incluyen:
Estas características permiten considerarlo para componentes sometidos a esfuerzos mecánicos donde se busca mayor resistencia que la disponible en determinados aceros al carbono.
El AISI/SAE 4140 se emplea principalmente en partes mecánicas de maquinaria, especialmente en elementos relacionados con transmisión de movimiento o sujeción.
Entre sus aplicaciones se encuentran:
También puede utilizarse para fabricar porta moldes, porta troqueles, planchadores y piezas de sacrificio.
Además, puede sustituir a ciertos aceros al carbono cuando se requiere mayor resistencia mecánica o dureza, y puede considerarse como alternativa frente a grados como AISI 4340 y 9840.
Para su endurecimiento, el acero puede ausentarse dentro de un rango de 840 a 875 °C, seguido preferentemente de un temple en aceite.
Después del temple debe realizarse el revenido, con una temperatura mínima indicada de 200 °C, seleccionando el valor adecuado en función de la dureza final requerida.
También puede someterse a nitruración gaseosa cuando se busca generar una capa superficial dura y resistente al desgaste por abrasión.
La combinación de resistencia, tenacidad, maquinabilidad y posibilidades de tratamiento térmico hace del AISI/SAE 4140 un material adaptable a diferentes necesidades de fabricación.
Su capacidad para utilizarse recocido, pretemplado o posteriormente endurecido permite seleccionar la condición más adecuada según los requerimientos mecánicos y de manufactura de cada componente.
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