Acero 42CrMo4 Técnico Descripción general

Descripción técnica del acero 42CrMo4: El 42CrMo4 (también conocido bajo la norma EN 1.7225), un acero estructural de aleación ampliamente utilizado, es valorado por su resistencia, tenacidad y templabilidad. Con más de 20 años de experiencia en forja, en Aobo Steel comprendemos la importancia crucial de este material en aplicaciones de ingeniería exigentes. A continuación, presentamos su perfil técnico.

1. Acero 42CrMo4 Composición química

El rendimiento del 42CrMo₄ se basa en su composición química específica. Si bien existen ligeras variaciones entre los estándares, la composición típica generalmente se encuentra dentro de estos rangos:

• Carbono (C): 38% – 0.45% (Algunas normas pueden especificar 0.38% – 0.42%)
• Silicio (Si):≤ 0,40% (a menudo especificado como 0,10%- 0,40%)
• Manganeso (Mn): 60% – 0.90% (A veces 0.50% – 0.80%)
• Cromo (Cr): 90% – 1.20%
• Molibdeno (Mo): 15% – 0.30% (las normas ASTM suelen citar 0.15% – 0.25%)
• Fósforo (P):≤ 0,035% (Algunas especificaciones más estrictas requieren ≤ 0,025%)
• Azufre (S):≤ 0,035% (Algunas especificaciones más estrictas requieren ≤ 0,025%)

Nota: La variante 42CrMoS4 Incluye una adición controlada de azufre (típicamente 0,0201 TP³T – 0,0401 TP³T) específicamente para mejorar la maquinabilidad. Confirme siempre la especificación exacta requerida para su aplicación.

2. Acero 42CrMo4 Estándares equivalentes

El 42CrMo₄ está reconocido internacionalmente bajo diversas denominaciones. Comprender estas equivalencias es crucial para el abastecimiento y la especificación:

• ES: 42CrMo4 (Número de material: 1.7225)
• ISO: 42CrMo4
• ASTM/AISI (EE. UU.): Comúnmente comparado con 4140 (G41400) y 4142 (G41420)
• JIS (Japón): SCM440 / SCM445
• GOST (Rusia): 38XM
• DIN (Alemania): 42CrMo4
• Licenciatura (Reino Unido):  42CrMo4 / 708M40
• NF (Francia): 42CrMo4
• GB/T (China): 42CrMo (A30422) / 42CrMoH (A30425)

Acero Aobo Podemos suministrar 42CrMo4 según el estándar requerido.

3. Tratamiento térmico de acero 42CrMo4

Comprender las opciones de tratamiento térmico del acero aleado 42CrMo4 es fundamental para lograr las propiedades mecánicas deseadas en aplicaciones específicas. Aobo Steel cuenta con una amplia experiencia con este material, y esta guía describe los procesos de tratamiento térmico más comunes.

3.1 Condiciones iniciales de suministro

El acero 42CrMo4 suele suministrarse en condiciones específicas que influyen en el procesamiento posterior. Comprenderlas es el primer paso.

3.1.1 Estado recocido

El tratamiento térmico se realiza típicamente entre 830 y 850 °C, seguido de un enfriamiento lento en horno. El tiempo de mantenimiento depende del espesor de la sección (p. ej., 3-4 horas para secciones estándar). Este proceso produce una microestructura más blanda (dureza máxima ≤217 HBW), ideal para la maquinabilidad antes de tratamientos posteriores.

3.1.2 Condición normalizada

El normalizado implica calentar a 870-880 °C durante 1-2 horas, seguido de enfriamiento por aire. Esto refina la estructura del grano, creando una base uniforme para el tratamiento térmico posterior. La dureza suele ser ≤255 HBW. Ocasionalmente, se realiza un revenido a 480 °C (900 °F) o superior tras el normalizado para reducir el límite elástico si es necesario.

3.2 Temple y revenido (Q&T)

Para aplicaciones que exigen mayor resistencia y dureza, el temple y revenido (Q&T) es el proceso estándar aplicado a 42CrMo4.

3.2.1 Endurecimiento (temple)

Este paso implica calentar el 42CrMo₄ a su temperatura de austenización, generalmente entre 850 y 880 °C. Un tiempo de remojo adecuado a esta temperatura es crucial para obtener una estructura austenítica homogénea. Posteriormente, un enfriamiento rápido (templado) transforma la austenita en martensita dura.

El temple en aceite es estándar para el 42CrMo₄, lo que equilibra la velocidad de enfriamiento con un riesgo mínimo de distorsión, especialmente en secciones pequeñas y medianas. El temple en agua puede utilizarse para secciones más gruesas para lograr un temple completo, pero aumenta el riesgo de agrietamiento debido a un mayor choque térmico. Grados similares, como el 4140, también suelen templarse en aceite después de la austenización (845-925 °C / 1550-1700 °F).

3.2.2 Templado

La martensita templada es dura, pero generalmente demasiado frágil para su uso en ingeniería. El revenido es esencial para mejorar la tenacidad. Esto implica recalentar el acero templado a una temperatura específica inferior a Ac1 (normalmente 450-650 °C), mantenerla durante un tiempo determinado (p. ej., 2 horas) y luego enfriarla (generalmente al aire o en aceite).

La temperatura de revenido elegida controla directamente el equilibrio final de las propiedades mecánicas:

• Bajas temperaturas (por ejemplo, 450 °C): Estas temperaturas maximizan la dureza y la resistencia, haciéndolas adecuadas para aplicaciones de alta resistencia al desgaste.
• Temperaturas intermedias (por ejemplo, 500-600 °C): Ofrecen una combinación equilibrada de alta resistencia y buena tenacidad, común en componentes como engranajes y ejes. El revenido a 580 °C tras el temple en aceite a partir de 850 °C permite alcanzar una resistencia a la tracción de ≥1100 MPa y un límite elástico de ≥950 MPa.
• Altas temperaturas (por ejemplo, 650 °C): Producen menor resistencia y dureza, pero mejoran significativamente la ductilidad y la tenacidad al impacto.

Nota: En general, se debe evitar el revenido en el rango de 230 a 370 °C (450 a 700 °F) para el 42CrMo4, de forma similar al acero 4140, debido al riesgo de "fragilidad azul", que puede reducir la tenacidad.

3.3 Técnicas de endurecimiento de superficies

Algunas aplicaciones pueden beneficiarse del endurecimiento de la superficie para mejorar la resistencia al desgaste y mantener la tenacidad del núcleo.

3.2.3 Endurecimiento por inducción

Este proceso calienta rápidamente la capa superficial mediante un campo electromagnético hasta la temperatura de austenización, seguido de un temple inmediato (a menudo en emulsión). Un revenido a baja temperatura (p. ej., 150-180 °C) puede continuar para aliviar la tensión sin reducir significativamente la dureza superficial (potencialmente ≥56 HRC). El temple por inducción exitoso del 42CrMo₄ puede alcanzar una dureza superficial de alrededor de 670 Hv.

3.2.4 Nitruración y boronización

Para una mayor dureza superficial y resistencia al desgaste, se pueden aplicar procesos como la nitruración o el boronado después del tratamiento Q&T primario. Estos tratamientos termoquímicos modifican la composición de la superficie para crear capas extremadamente duras.

4. Propiedades mecánicas del acero 42CrMo4 (estado templado y revenido)

En estado templado y revenido (Q+T), el 42CrMo₄ ofrece un excelente rendimiento mecánico. Los valores típicos tras el temple en aceite (850 °C) y el revenido (580 °C) pueden incluir:

• Resistencia a la tracción (Rm): ≥ 1100 MPa
• Límite elástico (ReL): ≥ 950 MPa
• Elongación (A): ≥ 12%
• Resistencia al impacto (KV/KU o aK): Los valores dependen del método de prueba, pero una buena tenacidad es característica (por ejemplo, ≥ 80 J/cm²).

Recuerde que las propiedades finales dependen directamente de los parámetros de tratamiento térmico específicos utilizados.

5. Aplicaciones comunes

La combinación de resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste hace que el 42CrMo4 sea adecuado para una amplia gama de componentes exigentes:

• Construcción de máquinas: Piezas sometidas a altas tensiones, como engranajes, ejes, bielas, cigüeñales y pernos de alta resistencia.
• Estampación: Moldes de plástico de tamaño grande y mediano, marcos de moldes, matrices de forja (según las demandas de la aplicación), matrices de estampación en frío.
• Otro: Cilindros y componentes de gas de gran volumen que requieren alta resistencia a la fatiga.