Acero aleado 4340 | 34CrNiMo6 | 1.6582

4. Tratamiento térmico

El tratamiento térmico La fabricación del acero 4340 implica varios procesos clave, cada uno de los cuales influye en su microestructura final y sus propiedades mecánicas:

4.1 Forja

La temperatura de forja es 1065 a 1230 °C (1950 a 2250 °F)Tras el proceso de forjado, las piezas pueden enfriarse al aire en un ambiente seco o, preferiblemente, en un horno. La tensión de fluencia del acero 4340 puede aumentar aproximadamente en 151 TP3T con una disminución de 55 °C (100 °F) en la temperatura de forjado en caliente. 

4.2 Normalizando

La normalización puede mejorar la microestructura del acero 4340 tras un enfriamiento irregular a altas temperaturas. Este proceso también es aplicable a piezas forjadas, laminadas y fundidas de acero aleado.

Calentar el acero 4340 a una temperatura 55 a 85 °C (100 a 150 °F) por encima de su temperatura de transformación de fase (845 a 900 °C, o 1550 a 1650 °F)En este punto, la microestructura original se disuelve completamente en austenita. A continuación, el material se enfría al aire a temperatura ambiente.

4.3 Recocido

El recocido La temperatura del acero 4340 es de 790-845 °C (1450-1550 °F), con una dureza máxima del acero 4340 de 223 HB después del recocido.

4.4 Endurecimiento (temple)

Calentar el acero 4340 a su temperatura de transformación austenítica de 800 a 845 °C (1475 a 1550 °F)Generalmente seleccionamos una temperatura de austenización de 845 °C (1550 °F). Remojar durante aproximadamente 15 minutos por cada 25 mm (1 pulgada) de tamaño de sección, con un tiempo de retención mínimo de 150 minutos, seguido de recocidoPara el acero 4340 de sección delgada, el recocido se realiza mediante recocido al aire. Para secciones circulares con un diámetro no superior a 75 mm (3 pulgadas), se puede utilizar temple en aceite.

 Diagrama de transformación isotérmica para un acero 4340 que contiene 0,42% C, 0,78% Mn, 1,79% Ni, 0,80% Cr y 0,33% Mo. [Fuente: De The Making, Shaping and Treating of Steels, 9.ª ed., ibid.]

4.5 Templado

El revenido reduce eficazmente la fragilidad de la martensita sin revenido. Las temperaturas de revenido varían entre 200 a 650 °C (400 a 1200 °F) para alcanzar los niveles de resistencia requeridos, pudiendo alcanzar incluso hasta 705°C (1300°F).

Para el acero AISI 4340 templado en aceite a 845 °C (1550 °F), recomendamos encarecidamente una temperatura de revenido de 425 °C (800 °F), mientras que para el acero 4340 templado en agua, recomendamos encarecidamente una temperatura de revenido de 650 °C (1200 °F).

Variación de la dureza con la temperatura de revenido del acero 4340. Todas las muestras se templaron en aceite a 845 °C (1550 °F) y se revenieron durante 2 h a esa temperatura. AQ, recién templado. [Fuente: ASM International (1991)]. Manual ASM, Volumen 4: Tratamiento térmico (pág. 506). ASM Internacional.]

4.6 Alivio del estrés

Este paso está diseñado para reducir la tensión residual generada por procesos como el enderezado, el conformado o el mecanizado. El alivio de tensiones del acero 4340 se realiza antes del temple a una temperatura de 650 a 675 °C (1200 a 1250 °F). Para el acero 4340 ya endurecido, la temperatura de alivio de tensiones no debe superar la temperatura de revenido previa. 

4.7 Esferoidización

El objetivo del tratamiento de esferoidización es formar una microestructura de carburo esferoidal en la matriz ferrítica, lo que ablanda el acero. La temperatura máxima para el tratamiento de esferoidización del acero 4340 es de 760-775 °C (1400-1425 °F). Una estructura semiesferoidizada se obtiene mediante normalización seguida de revenido a 650 °C (1200 °F).