4130 ACERO DE ALEACIÓN

1. ¿El 4130 es un acero con alto contenido de carbono?
No, el 4130 no está clasificado como un acero con alto contenido de carbono; es un acero de baja aleación y con contenido medio de carbono.

2. ¿Se oxida el acero 4130?
Sí. Si bien el acero 4130 contiene cromo, no lo contiene en cantidades suficientes para ofrecer la resistencia a la corrosión del acero inoxidable. Por lo tanto, es propenso a la oxidación. El molibdeno mejora su resistencia a la corrosión localizada, como las picaduras.

3. ¿Qué tan fuerte es el acero de aleación 4130?
El acero de aleación 4130 es un material resistente, clasificado como acero de baja aleación con contenido medio de carbono dentro de la familia de los aceros de ultraalta resistencia. Su resistencia puede variar significativamente en función de su estado, como el tratamiento térmico (recocido, normalizado, templado y revenido), el procesamiento (estampado, fundición) e incluso el tamaño de la sección.

4. ¿Es difícil mecanizar el acero 4130?
El acero 4130 es mecanizable, pero la facilidad o dificultad de mecanizarlo depende significativamente de su tratamiento térmico y de la dureza resultante.

5. ¿El acero 4130 es flexible?
El acero 4130 se puede doblar, especialmente cuando ha sido recocido o templado adecuadamente para mejorar su ductilidad y reducir su límite elástico.

6. ¿Se puede soldar el acero 4130? ¿Y cuáles son las mejores prácticas para soldarlo?

Sí, el acero 4130 ofrece buena soldabilidad gracias a su bajo contenido de carbono, lo que reduce el riesgo de endurecimiento y agrietamiento de la soldadura. Se pueden utilizar procesos estándar como la soldadura GTAW (TIG) o la soldadura SMAW. Las prácticas recomendadas incluyen el precalentamiento para secciones de más de 0,12 pulgadas de espesor (a unos 300 °F/150 °C), el uso de un material de aportación adecuado como el ER70S-2, evitar el calor excesivo y permitir un enfriamiento suave. El tratamiento térmico posterior a la soldadura puede ser necesario en aplicaciones críticas para aliviar las tensiones residuales y mejorar la tenacidad de la soldadura.

7: ¿Qué es el acero 4130?

El acero 4130 es un tipo de acero de baja aleación, comúnmente conocido como acero al cromo-molibdeno (Chromoly). Es popular en diversas industrias por su resistencia, peso relativamente ligero y buena soldabilidad.

8. ¿Qué significa la designación “4130” en la clasificación del acero?

En el sistema de clasificación de cuatro dígitos SAE-AISI, el primer dígito (4) indica que pertenece a la clase de acero de aleación de molibdeno. El segundo dígito (1) especifica una concentración aproximada de cromo y molibdeno 1% en masa. Los dos últimos dígitos (30) representan el contenido de carbono, que es de 0,30%.

9. P: ¿Qué es el acero “Chromoly”?

«Chromoly» es un término informal para la familia de aceros SAE 41xx. Estos aceros, incluido el 4130, están aleados con cromo y molibdeno, lo que les confiere una excelente relación resistencia-peso y los hace considerablemente más resistentes y duros que el acero 1020 estándar.

10. ¿Cuáles son los principales elementos de aleación del acero 4130 y cuáles son sus efectos?

Los principales elementos de aleación son el cromo (Cr) y el molibdeno (Mo). El carbono (C) aumenta la resistencia y la dureza. El cromo mejora la templabilidad, la resistencia a la corrosión y al desgaste. El molibdeno mejora la resistencia a altas temperaturas, la resistencia a la fluencia y la tenacidad, y refina la estructura del grano.

11. ¿Cuál es la composición química típica del acero 4130?

El acero 4130 se compone principalmente de carbono (C) (0,28% – 0,33%), cromo (Cr) (0,8% – 1,1%) y molibdeno (Mo) (0,15% – 0,25%). También contiene manganeso (0,40% – 0,60%) y silicio (0,15% – 0,35%).

12. ¿Cuáles son las propiedades mecánicas clave del acero 4130?

El acero 4130 tiene una resistencia a la tracción que oscila entre 560 MPa (81 000 psi) y 725 MPa (105 000 psi) y un límite elástico de aproximadamente 460 MPa (67 000 psi), dependiendo del tratamiento térmico. Ofrece buena resistencia al impacto y presenta una alta ductilidad (alargamiento de rotura entre 21,50% y 25,5%). Su dureza Rockwell B suele ser de 92-95.

13. ¿Cuál es la densidad del acero 4130?

La densidad del acero 4130 es 7,85 g/cm³ (0,284 lb/in³).

14. ¿El acero 4130 tiene buena resistencia a la fatiga y a la fluencia?

Sí, el acero al cromo-molibdeno 4130 presenta una alta resistencia a la fluencia y a la fatiga. Esta propiedad es crucial para aplicaciones que implican tensiones repetidas o cargas cíclicas.

15. ¿Cómo se compara la maquinabilidad del acero 4130 con la de otros aceros?

El acero 4130 se considera más mecanizable que los aceros con alto contenido de carbono, como el 4140, principalmente debido a su menor contenido de carbono. Ofrece menor resistencia a las herramientas de corte, lo que resulta en cortes más limpios, mayor vida útil de la herramienta y menor formación de viruta. Su índice de maquinabilidad promedio en estado recocido es de aproximadamente 70%.

16. ¿Por qué es crucial el revenido para el acero 4130 después del temple?

El revenido es crucial porque el acero 4130, recién templado, es muy frágil debido a su alta dureza y tensiones internas. El revenido (recalentamiento a una temperatura más baja) alivia estas tensiones, reduce la fragilidad y mejora la tenacidad y la ductilidad, a la vez que conserva parte de la dureza obtenida durante el revenido.

17. ¿Se puede endurecer por trabajo el acero cromado 4130?

Sí, el acero al cromo-molibdeno 4130 puede someterse a procesos de endurecimiento por acritud. Procesos mecánicos como el trabajo en frío pueden aumentar aún más su dureza, resistencia a la tracción y límite elástico.

18. ¿Cuáles son las aplicaciones comunes del acero 4130?

El acero 4130 se utiliza ampliamente en aplicaciones que requieren un equilibrio entre resistencia, tenacidad y soldabilidad. Entre sus usos más comunes se incluyen:

• Aeroespacial: Componentes del fuselaje de aeronaves, tren de aterrizaje, soportes del motor.
• Automoción/Deportes de motor: Jaulas antivuelco en coches de carreras, componentes de suspensión, piezas de transmisión, chasis.
• Cuadros de bicicletas: Bicicletas de montaña de alta gama y cuadros personalizados.
• Petróleo y gas: Collares de perforación y componentes de cabezal de pozo.
• Armas de fuego: Manguitos de cañón y componentes del receptor.
• Maquinaria industrial: Cojinetes, engranajes, ejes, ejes y algunas herramientas.

19. ¿Cuáles son las diferencias clave entre el acero 4130 y 4140?

La principal diferencia radica en el contenido de carbono: el acero 4130 tiene un contenido de carbono de 0,28%-0,33%, mientras que el acero 4140 tiene un contenido de carbono de 0,38%-0,43%. Este mayor contenido de carbono hace que el acero 4140 sea más resistente y duro (mayor resistencia a la tracción y al límite elástico), pero el acero 4130 ofrece un mejor equilibrio entre resistencia y tenacidad, con una resistencia al impacto ligeramente superior. El acero 4130 también es más mecanizable y tiene mejor soldabilidad que el acero 4140. El acero 4130 suele ser ligeramente más económico. Para más información, consulte Acero 4130 frente a acero 4140.

20. ¿El acero 4130 se considera un “acero dulce”?

No, el acero 4130 es un acero de aleación, concretamente un acero de baja aleación. El acero dulce (p. ej., el acero al carbono 1018) suele ser más débil y menos duradero, ya que carece de los elementos de aleación especializados que le confieren al 4130 sus propiedades mejoradas, como mayor resistencia a la tracción, tenacidad y resistencia a la fatiga.

21. ¿Cómo se compara la relación resistencia-peso del acero 4130 con la del aluminio?

El acero 4130 es conocido por su excelente relación resistencia-peso. Mientras que el aluminio suele tener una mayor relación rigidez-peso, el acero (incluido el 4130) también la tiene. El límite elástico del 4130 (435 MPa) supera con creces el de la mayoría de las aleaciones de aluminio.

22. ¿Cómo se compara el acero 4130 con el acero inoxidable?

Los aceros inoxidables (p. ej., el 304) ofrecen una resistencia superior a la corrosión gracias a su mayor contenido de cromo. Sin embargo, tienden a ser más densos y, por lo general, no alcanzan la excepcional relación resistencia-peso del 4130. Si bien el 4130 es soldable, el acero inoxidable puede requerir un control térmico más preciso durante la soldadura para conservar sus propiedades.

23. ¿Qué niveles de dureza se pueden lograr con el acero 4130 tratado térmicamente?

Tras el temple, el acero 4130 puede alcanzar su dureza máxima, que puede oscilar entre 20 HRC y 50 HRC (escala Rockwell C), dependiendo de los parámetros específicos del tratamiento térmico y la temperatura de revenido. Para aplicaciones prácticas donde también se busca la tenacidad, un rango de dureza más común tras un revenido adecuado es de 38 HRC a 42 HRC. En estado recocido, presenta una dureza de alrededor de 155 HB (dureza Brinell), y tras la normalización, de 165 a 220 HB.