Características generales de AISI/SAE 4130

El grado AISI o SAE 4130 es un acero de baja aleación que contiene cromo y molibdeno como agentes de refuerzo. El acero tiene buena resistencia y tenacidad, soldabilidad y maquinabilidad.

El grado AISI/SAE 4130 es una aleación versátil con buena resistencia a la corrosión atmosférica y resistencia razonable. Muestra buenas combinaciones generales de resistencia y dureza. y resistencia a la fatiga.

Aplicaciones

Este acero de baja aleación encuentra muchas aplicaciones como piezas forjadas en las industrias aeroespacial y de petróleo y gas, como cuerpos de válvulas y bombas forjadas, así como en las industrias automotriz, agrícola y de defensa.

Forja

El acero tipo 4130 debe forjarse entre 2250 y 1750 º F (1230 y 950 º C.) Cuanto menor sea la temperatura de acabado de la forja, más fino será el tamaño de grano. Si la aleación se forja a una temperatura demasiado baja, existe el riesgo de que se forme una estructura no uniforme en ciertas áreas de la pieza forjada, lo que requiere un tratamiento de normalización, antes de un tratamiento térmico posterior, después de la forja.

Tratamiento térmico

El tratamiento térmico después de la forja se lleva a cabo para hacer que el acero sea adecuado para el mecanizado y para 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 es solo a través de la práctica que se pueden definir la temperatura y las condiciones óptimas. La siguiente información debe tomarse únicamente como guía.

Recocido

El recocido de 4130 piezas forjadas puede llevarse a cabo transfiriendo la pieza directamente desde la operación de forja a un horno a una temperatura adecuada, alrededor de 1575 º F (860º C) para el recocido, manteniéndose durante un tiempo adecuado y luego enfriándose el horno. De esta manera se puede obtener una estructura adecuada para el mecanizado. Este tratamiento se utiliza mejor para piezas con formas simples. Si la forja es tal que algunas secciones (de la forja) terminarán mucho más frías que otras, entonces no se obtendrá una estructura uniforme y, para obtener los mejores resultados, se puede usar un recocido esferoidizante a alrededor de 1380 º F (750 º C). Es seguro decir que la experiencia por sí sola decidirá el mejor tipo de tratamiento de recocido que se utilizará antes del mecanizado.

Normalización

Este proceso se define como calentar un acero a una temperatura por encima de la temperatura de transformación de ferrita a austenita, luego enfriarse en aire a una temperatura muy por debajo de esta temperatura de transformación. El tratamiento podrá llevarse a cabo sobre productos forjados o laminados 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 4130 es de 1650 º F (900 º C), pero la experiencia de producción puede requerir una temperatura de 50 º F (10 º C) por encima o por debajo de esta cifra. De hecho, cuando las piezas forjadas se normalizan antes, por ejemplo, de la carburación o el 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 lugar a la formación de martensita después del enfriamiento, por lo tanto, un gran aumento en la dureza y la resistencia a la tracción, junto con algo de fragilidad. El acero debe austenitizarse, es decir, todos los micro constituyentes transformados en austenita, a 1500 a 1600 º F (815 a 870 º C). La temperatura de austenización real es una función de la composición química dentro del rango de análisis, el tamaño de la sección y el método de enfriamiento. Las secciones más pequeñas de 4130 podrían apagarse en aceite, las secciones más pesadas en agua.

Revenido

El revenido se lleva a cabo para aliviar las tensiones del proceso de endurecimiento, pero principalmente para obtener las propiedades mecánicas requeridas 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 ensayo y error.

Mecanizado

La aleación es fácilmente mecanizable. Las formas simples se pueden mecanizar siguiendo un tratamiento de normalización, mientras que las formas más complejas requerirán recocido. Para una maquinabilidad óptima, normalmente se recomienda una estructura perlítica gruesa con un mínimo de ferrita.

La soldabilidad de 4130 es buena, y la aleación se puede soldar utilizando cualquier método comercial.

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