Aço de liga 4130

Não, o 4130 não é classificado como um aço de alto carbono; é um aço de médio carbono e baixa liga.

Sim. Embora o aço 4130 contenha cromo, ele não está presente em quantidades suficientes para oferecer a resistência à corrosão encontrada no aço inoxidável. Portanto, é propenso à ferrugem. O molibdênio melhora sua resistência à corrosão localizada, como a corrosão por pites.

O aço-liga 4130 é um material resistente, classificado como aço de médio carbono e baixa liga, pertencente à família dos "aços de ultra-alta resistência". Sua resistência pode variar significativamente dependendo de suas condições, como tratamento térmico (recozido, normalizado, temperado e revenido), processamento (trefilado, fundido) e até mesmo do tamanho da seção.

O aço 4130 é usinável, mas a facilidade ou dificuldade de usiná-lo depende significativamente do seu tratamento térmico e da dureza resultante.

O aço 4130 pode ser dobrado, especialmente quando recozido ou temperado adequadamente para aumentar sua ductilidade e reduzir seu limite de escoamento.

Sim, o aço 4130 apresenta boa soldabilidade devido ao seu menor teor de carbono, o que reduz o endurecimento da solda e o risco de trincas. Processos padrão como GTAW (TIG) ou SMAW podem ser utilizados. As melhores práticas incluem o pré-aquecimento para seções com espessura superior a 0,12 polegadas (a cerca de 300°F/150°C), o uso de um material de enchimento adequado como o ER70S-2, evitando calor excessivo e permitindo um resfriamento suave. O tratamento térmico pós-soldagem pode ser necessário em aplicações críticas para aliviar tensões residuais e melhorar a tenacidade da solda.

O aço 4130 é um tipo de aço de baixa liga comumente conhecido como aço cromo-molibdênio (Cromoly). É popular em diversos setores por sua resistência, leveza e boa soldabilidade.

No sistema de classificação SAE-AISI de quatro dígitos, o primeiro dígito (4) indica que o aço pertence à classe de liga de molibdênio. O segundo dígito (1) especifica uma concentração aproximada de cromo 1% e molibdênio em massa. Os dois últimos dígitos (30) representam o teor de carbono, que é de 0,30%.

“Chromoly” é um termo informal para a família de aços SAE 41xx. Esses aços, incluindo o 4130, são ligados com cromo e molibdênio, o que lhes confere uma excelente relação resistência-peso e os torna consideravelmente mais resistentes e duros do que o aço 1020 padrão.

Os principais elementos de liga são o cromo (Cr) e o molibdênio (Mo). O carbono (C) aumenta a resistência e a dureza. O cromo melhora a temperabilidade, a resistência à corrosão e a resistência ao desgaste. O molibdênio aumenta a resistência a altas temperaturas, a resistência à fluência e a tenacidade, além de refinar a estrutura dos grãos.

O aço 4130 é composto principalmente por Carbono (C) (0,28% – 0,33%), Cromo (Cr) (0,8% – 1,1%) e Molibdênio (Mo) (0,15% – 0,25%). Contém também Manganês (0,40% – 0,60%) e Silício (0,15% – 0,35%).

O aço 4130 possui resistência à tração variando de 560 MPa (81.000 psi) a 725 MPa (105.000 psi) e limite de escoamento de aproximadamente 460 MPa (67.000 psi), dependendo do tratamento térmico. Oferece boa resistência ao impacto e apresenta alta ductilidade (alongamento na ruptura entre 21,50% e 25,5%). Sua dureza Rockwell B é tipicamente de 92-95.

A densidade do aço 4130 é 7,85 g/cm³ (0,284 lb/in³).

Sim, o aço cromo 4130 possui altíssima resistência à fluência e à fadiga. Essa propriedade é crucial para aplicações que envolvem tensões repetidas ou cargas cíclicas.

O aço 4130 é considerado mais usinável do que aços com alto teor de carbono, como o 4140, principalmente devido ao seu menor teor de carbono. Oferece menor resistência às ferramentas de corte, resultando em cortes mais limpos, maior vida útil da ferramenta e menor formação de cavacos. Sua classificação média de usinabilidade na condição recozida é de cerca de 70%.

O revenimento é fundamental porque o aço 4130, em sua condição de têmpera, é muito frágil devido à sua alta dureza e tensões internas. O revenimento (reaquecimento a uma temperatura mais baixa) alivia essas tensões, reduz a fragilidade e melhora a tenacidade e a ductilidade, mantendo parte da dureza aumentada pela têmpera.

Sim, o aço cromo 4130 pode ser submetido a processos de encruamento. Processos mecânicos, como o trabalho a frio, podem aumentar ainda mais sua dureza, resistência à tração e limite de escoamento.

O aço 4130 é amplamente utilizado em aplicações que exigem um equilíbrio entre resistência, tenacidade e soldabilidade. Seus usos comuns incluem:
Aeroespacial: componentes da fuselagem da aeronave, trem de pouso, suportes de motor.
Automotivo/Esportes motorizados: Gaiolas de proteção em carros de corrida, componentes de suspensão, peças de transmissão, chassis.
Quadros de bicicleta: quadros de mountain bike de alta qualidade e personalizados.
Petróleo e gás: colares de perfuração e componentes de cabeça de poço.
Armas de fogo: Mangas de cano e componentes do receptor.
Máquinas industriais: rolamentos, engrenagens, eixos, eixos e algumas ferramentas.

A principal diferença é o teor de carbono: o 4130 tem um teor de carbono de 0,28%-0,33%, enquanto o 4140 tem um teor de carbono de 0,38%-0,43%. Esse teor de carbono mais alto torna o 4140 mais resistente e duro (maiores resistências à tração e ao escoamento), mas o 4130 oferece um melhor equilíbrio entre resistência e tenacidade, com uma resistência ao impacto ligeiramente superior. O 4130 também é mais usinável e tem melhor soldabilidade do que o 4140. O 4130 é geralmente um pouco mais barato. Para mais informações, leia Aço 4130 vs 4140.

Não, o aço 4130 é um aço de liga, especificamente um aço de baixa liga. O aço carbono (por exemplo, aço carbono 1018) é geralmente mais fraco e menos durável, carecendo dos elementos de liga especializados que conferem ao aço 4130 suas propriedades aprimoradas, como maior resistência à tração, tenacidade e resistência à fadiga.

O aço 4130 é conhecido por sua excelente relação resistência-peso. Enquanto o alumínio normalmente apresenta uma relação rigidez-peso mais alta, o aço (incluindo o 4130) apresenta uma relação resistência-peso mais alta. O limite de escoamento do 4130 (435 MPa) supera significativamente o da maioria das ligas de alumínio.

Aços inoxidáveis (por exemplo, 304) oferecem resistência superior à corrosão devido ao seu maior teor de cromo. No entanto, os aços inoxidáveis tendem a ser mais densos e geralmente não correspondem à excepcional relação resistência-peso do 4130. Embora o 4130 seja soldável, o aço inoxidável pode exigir um controle térmico mais preciso durante a soldagem para manter suas propriedades.

Após a têmpera, o aço 4130 pode atingir sua dureza máxima, potencialmente variando de 20 HRC a 50 HRC (escala Rockwell C), dependendo dos parâmetros específicos do tratamento térmico e da temperatura de revenimento. Para aplicações práticas que também exigem tenacidade, uma faixa de dureza mais comum após o revenimento adequado é de 38 HRC a 42 HRC. Em sua condição recozida, apresenta uma dureza em torno de 155 HRC (Dureza Brinell) e, após a normalização, varia de 165 a 220 HRC.