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.

4130 alloy steel is a strong material, categorized as a medium-carbon low-alloy steel within the family of “ultrahigh-strength steels”. Its strength can vary significantly depending on its condition, such as heat treatment (annealed, normalized, quenched, and tempered), processing (drawn, cast), and even the section size.

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.

Yes, 4130 steel has good weldability because of its lower carbon content, which reduces weld hardening and cracking risk. Standard processes like GTAW (TIG) or SMAW can be used. Best practices include preheating for sections thicker than 0.12 inches (to about 300°F/150°C), using a suitable filler material like ER70S-2, avoiding excessive heat, and allowing mild cooling. Post-weld heat treatment may be necessary for critical applications to relieve residual stresses and improve weld toughness.

4130 steel is a type of low-alloy steel commonly known as Chromium-Molybdenum (Chromoly) steel. It is popular across various industries for its strength, relatively lightweight, and good weldability.

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” is an informal term for the SAE 41xx family of steel grades. These steels, including 4130, are alloyed with chromium and molybdenum, giving them an excellent strength-to-weight ratio and making them considerably stronger and harder than standard 1020 steel.

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.

4130 steel primarily consists of Carbon (C) (0.28% – 0.33%), Chromium (Cr) (0.8% – 1.1%), and Molybdenum (Mo) (0.15% – 0.25%). It also contains Manganese (0.40% – 0.60%) and Silicon (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:
Aerospace: Aircraft fuselage components, landing gear, engine mounts.
Automotive/Motorsports: Roll cages in race cars, suspension components, drivetrain parts, chassis.
Bicycle Frames: High-end mountain bike and custom frames.
Oil and Gas: Drill collars and wellhead components.
Firearms: Barrel sleeves and receiver components.
Industrial Machinery: Bearings, gears, shafts, axles, and some tooling.

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.

4130 steel is known for its excellent strength-to-weight ratio. While aluminum typically has a higher stiffness-to-weight ratio, steel (including 4130) has a higher strength-to-weight ratio. 4130’s yield strength (435 MPa) significantly surpasses that of most aluminum alloys.

Stainless steels (e.g., 304) offer superior corrosion resistance due to their higher chromium content. However, stainless steels tend to be denser and generally do not match 4130’s exceptional strength-to-weight ratio. While 4130 is weldable, stainless steel may require more precise heat control during welding to maintain its properties.

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.