El 4140 (AISI/SAE 4140) es un acero de baja aleación al cromo-molibdeno con aproximadamente un 0,40 % de carbono: el «41» identifica la familia cromo-molibdeno y el «40» apunta al contenido aproximado de carbono. Se vende habitualmente con el nombre comercial «chromoly» o «acero cromo-molibdeno» y es uno de los aceros aleados de medio carbono más usados en la fabricación industrial y automotriz.
Composición química
| Elemento | Contenido |
|---|---|
| Carbono (C) | 0.38%–0.43% |
| Cromo (Cr) | 0.80%–1.10% |
| Molibdeno (Mo) | 0.15%–0.25% |
| Manganeso (Mn) | 0.75%–1.00% |
| Silicio (Si) | 0.15%–0.35% |
| Hierro (Fe) | Resto (~96,7 %–97,8 %) |
Por qué importan los elementos de aleación
El cromo aumenta la templabilidad y la resistencia al desgaste; el molibdeno mantiene la resistencia y la tenacidad uniformes en secciones más gruesas y mejora aún más la templabilidad. Juntos permiten que el 4140 responda con fuerza al tratamiento térmico: el temple y revenido pueden ajustar su dureza y resistencia en un amplio rango según los requisitos de la pieza.
Propiedades mecánicas
El 4140 tratado térmicamente puede alcanzar una amplia gama de resistencias a tracción según el estado y el procesado exactos. Usa el certificado de material del proveedor para el valor real; un rango general no es una especificación de diseño.
Aplicaciones típicas
| Categoría | Ejemplos |
|---|---|
| Automoción | Mangueta de dirección, bielas, árboles de transmisión, componentes de competición |
| Maquinaria industrial | Ejes, engranajes/piñones, cigüeñales, componentes hidráulicos |
| Herramientas | Portaherramientas |
| Elementos de fijación | Tornillos de alta resistencia |
| Petróleo y gas | Equipos de fondo de pozo y de superficie |
| Aeroespacial | Componentes estructurales, tren de aterrizaje |
Cómo se compara el 4140 con los grados cercanos
| Comparado con | En qué se diferencia el 4140 |
|---|---|
| 1018 (acero de bajo carbono) | Resistencia y dureza notablemente mayores, pero más caro y más difícil de soldar |
| 4130 (acero cromo-molibdeno) | El mayor contenido de carbono da al 4140 mayor dureza/resistencia alcanzable; el 4130 tiene mejor soldabilidad y es más ligero, por lo que es la opción habitual donde la soldabilidad o el peso importan más que la resistencia máxima |
| Acero inoxidable | Mecánicamente más resistente en muchos casos, pero el contenido de cromo está muy por debajo de los niveles de los inoxidables: el 4140 no ofrece resistencia a la corrosión de nivel inoxidable |
Nota sobre la soldabilidad
El contenido medio-alto de carbono y aleantes del 4140 hace que no sea un acero de soldadura fácil: normalmente se requieren precalentamiento y tratamiento térmico pos-soldadura para evitar fisuras. Es el mismo mecanismo de fondo tratado en ¿Qué es el acero al carbono?: un mayor contenido de carbono se resiste al calentamiento y enfriamiento localizado que la soldadura impone a la unión.
Lecturas relacionadas: ¿Qué es el acero al carbono? · ¿Cuál es la diferencia entre acero al carbono y acero de aleación?
