El acero se fabrica agregando carbono al hierro fundido. Varias cantidades de carbono producen diferentes tipos de acero. Cada tipo de acero se designa con un número. Por lo tanto, 4140 es una designación de un solo tipo de acero, que contiene un contenido de carbono de .38 por ciento a .43 por ciento. Sin embargo, es importante comprender los usos de este tipo de acero y sus características de trabajo.
Cualidades de endurecimiento
Cuando el acero sale por primera vez del horno de fusión y se deja enfriar, es un metal blando. Si el acero se calienta hasta casi derretirse y se enfría rápidamente, generalmente sumergiéndolo en agua muy fría, se vuelve muy duro. Este proceso se llama temple y revenido. El acero con bajo contenido de carbono no se endurecerá bien, por lo que no se puede utilizar para fabricar herramientas como brocas. El acero con un contenido de carbono superior al 4140 se vuelve muy duro. Estos se utilizan para fabricar máquinas herramienta, como brocas de enrutador. El acero 4140 está a medio camino entre el acero blando y el acero para herramientas. Los expertos en acero de Interalloy Materials Company señalan que 4140 tiene buenas propiedades de endurecimiento.
Cualidades de mecanizado
Antes de que 4140 se endurezca, es suave y la máquina corta fácilmente. Una hoja de sierra para metales lo cortará. Según Interalloy, también se fragua. La forja es un proceso en el que el acero se calienta casi hasta que se derrite y luego se machaca. Este proceso empaqueta las moléculas más juntas, lo que lo convierte en un acero más denso y resistente. Después del endurecimiento, se mecaniza bastante bien en operaciones como aserrado, fresado o rectificado. Los instructores del taller de maquinaria de Fox Valley Technical College recomiendan varias velocidades de corte para los molinos. Si utiliza brocas de corte de grado de acero para herramientas regulares, la velocidad de fresado es de 60 a 100 pies por minuto o fpm. Si utiliza brocas de carburo muy duro, la velocidad de fresado es de 275 a 450 fpm. Al igual que con todos los aceros, el uso de un líquido refrigerante en las herramientas de corte es de gran ayuda en el proceso de mecanizado.
Propiedades de soldadura
Los expertos de Speedy Metals Supply Company e Interalloy coinciden en que 4140 no suelda bien. Debido a su composición química, se desarrollan grietas por tensión en las soldaduras. Por lo tanto, un diseñador o ingeniero de máquinas diseña un área soldada con otros tipos de acero en lugar de 4140. Interalloy recomienda que si se va a soldar, se debe completar antes de que el acero se endurezca.
Formas y usos típicos
El acero 4140 está disponible en barra redonda, barra cuadrada, material plano y tubo hueco. Puede pedir casi cualquier tamaño, forma o cantidad que desee a una multitud de proveedores. El acero 4140 se usa ampliamente para fabricar engranajes, cojinetes, ejes de máquinas, rodillos y pernos. En general, este tipo de acero es barato y abundante, por lo que no tiene que preocuparse por el costo si comete un error en la primera parte o dos.