O aço é feito adicionando carbono ao ferro fundido. Várias quantidades de carbono produzem diferentes tipos de aço. Cada tipo de aço é designado por um número. Portanto, 4140 é a designação de apenas um tipo de aço, contendo um teor de carbono de 0,38% a 0,43%. É importante, no entanto, entender os usos desse tipo de aço e suas características de funcionamento.
Qualidades de Endurecimento
Quando o aço sai pela primeira vez do forno de fusão e pode esfriar, ele é um metal macio. Se o aço for aquecido até quase derreter e resfriado rapidamente, geralmente por imersão em água muito fria, ele se torna muito duro. Este processo é chamado de têmpera e têmpera. Aço com baixo teor de carbono não endurece bem, por isso não pode ser usado para fazer ferramentas como brocas. Aço com conteúdo de carbono superior a 4140 torna-se muito duro. Eles são usados para fazer máquinas-ferramentas, como brocas de roteador. O aço 4140 está a meio caminho entre o aço macio e o aço para ferramentas. Os especialistas em aço da Interalloy Materials Company observam que 4140 tem boas propriedades de endurecimento.
Qualidades de usinagem
Antes do 4140 ser endurecido, ele é macio e corta facilmente à máquina. Uma lâmina de serra irá cortá-lo. De acordo com a Interalloy, ele também forja. O forjamento é um processo no qual o aço é aquecido quase até a fusão e depois amassado. Este processo junta as moléculas, criando um aço mais denso e forte. Após o endurecimento, ele usina razoavelmente bem em operações como serrar, fresar ou retificar. Os instrutores da oficina mecânica da Fox Valley Technical College recomendam várias velocidades de corte para os moinhos. Se estiver usando brocas de corte de aço de ferramenta regular, a velocidade de fresamento é de 60 a 100 pés por minuto ou fpm. Se estiver usando brocas de metal duro muito duras, a velocidade de fresamento é de 275 a 450 fpm. Como acontece com todos os aços, o uso de um fluido de resfriamento nas ferramentas de corte auxilia muito no processo de usinagem.
Propriedades de Soldagem
Os especialistas da Speedy Metals Supply Company e da Interalloy concordam que o 4140 não solda bem. Devido à sua composição química, desenvolvem-se fissuras de tensão nas soldas. Portanto, um projetista ou engenheiro de máquina projeta uma área soldada com outros tipos de aço em oposição a 4140. A Interalloy recomenda que se a soldagem for feita, ela deve ser concluída antes do aço ser endurecido.
Formas e usos típicos
O aço 4140 está disponível em barra redonda, barra quadrada, estoque plano e tubo oco. Você pode solicitar praticamente qualquer tamanho, forma ou quantidade de uma grande variedade de fornecedores. O aço 4140 é amplamente utilizado para fazer engrenagens, rolamentos, eixos de máquinas, rolos e parafusos. No geral, esse tipo de aço é barato e abundante, então você não precisa se preocupar com o custo se cometer um erro nas primeiras peças.