Aço ferramenta 4140 vs. A2: principais diferenças e guia de seleção

Composição química do aço ferramenta 4140 versus A2

O aço A2 utiliza maior teor de carbono e cromo para construir uma resistência ao desgaste com suporte de carboneto. O aço 4140 utiliza uma quantidade moderada de carbono, juntamente com cromo e molibdênio, para manter a resistência, a tenacidade e a resistência à fadiga.

Os dados de composição são apenas para referência geral. Os valores reais variam de acordo com a norma, a usina e o número da corrida. Confirme os valores consultando o certificado de ensaio do material (MTC) ou entre em contato com a Aobo Steel.

O maior teor de carbono e cromo do A2 favorece a formação de carbonetos ricos em cromo. Esses carbonetos melhoram a resistência à abrasão e a retenção do fio, mas reduzem a ductilidade.

O aço 4140 não depende da formação de carbonetos em grande quantidade. Seu menor teor de liga confere-lhe uma matriz mais resistente, ideal para eixos, engrenagens, suportes e outras peças mecânicas sujeitas a cargas elevadas.

Propriedades mecânicas do aço ferramenta 4140 versus A2

O aço A2 atinge uma dureza muito maior do que o 4140, enquanto o 4140 mantém melhor ductilidade e tolerância ao impacto. Essa é a principal diferença mecânica entre os dois aços. Os dados de propriedades para o aço ferramenta são coletados em [inserir link aqui]. Propriedades do aço A2 página.

Para resistência e ductilidade:

O A2 é mais tenaz que os aços altamente ligados Aços ferramenta da série D como o D2, mas não é um aço resistente a choques como o S7. O aço 4140 é geralmente mais seguro para cargas dinâmicas, impacto, torção e fadiga. As faixas de dureza de trabalho para o A2 estão listadas na [inserir tabela aqui]. Dureza A2 página.

Em termos de resistência ao desgaste, o A2 é o material mais resistente. Sua composição de carbono 1% e cromo 5% proporciona resistência ao desgaste abrasivo e retenção de fio. O aço 4140 apresenta boa resistência à fadiga e ao impacto, mas não foi projetado como superfície de trabalho para estampagem, corte ou conformação de metais.

Tratamento térmico do aço ferramenta 4140 versus A2

A2 e 4140 exigem diferentes rotas de tratamento térmico. O A2 endurece ao ar. O 4140 geralmente precisa de têmpera em óleo. Essa diferença afeta fortemente o risco de distorção e a aplicação final.

A2 comportamento de endurecimento ao ar reduz a tensão de têmpera e melhora a estabilidade dimensional. Isso o torna útil para punções, matrizes, medidores e ferramentas com controle dimensional mais rigoroso.

O tratamento térmico em óleo do aço 4140 confere-lhe resistência, mas o resfriamento mais severo pode aumentar a movimentação e a distorção. Ainda assim, é um método prático para peças de máquinas, suportes e componentes de apoio onde a tenacidade é mais importante do que o controle dimensional preciso após o endurecimento.

O processo de revenimento também difere. O aço A2 normalmente necessita de revenimento duplo para estabilizar a estrutura endurecida e reduzir a fragilidade. O aço 4140, por sua vez, passa por um único revenimento para atingir o equilíbrio desejado entre resistência e tenacidade. Para o aço 4140, a faixa de revenimento de 230–370 °C deve ser geralmente evitada, pois pode reduzir a resistência ao impacto. As temperaturas de revenimento para ambos os métodos estão tabeladas na [referência]. tabela de têmpera, e a sequência A2 é detalhada em Guia de tratamento térmico A2.

O A2 pode reter mais austenita devido ao seu maior teor de carbono e elementos de liga. Tratamento subzero ou criogênico às vezes é usado quando a estabilidade dimensional é crítica. Aplicações estruturais padrão com 4140 geralmente não exigem essa etapa.

Aplicações comuns do aço ferramenta 4140 versus A2

O aço 4140 é selecionado para peças estruturais e ferramentas de suporte. O aço A2 é selecionado para superfícies de ferramentas de trabalho que exigem dureza, resistência ao desgaste e estabilidade dimensional. Ambos se encontram em pontos diferentes do mesmo mapa de seleção, que é apresentado em seleção por aplicação e no Propriedades do A2 referência.

Utilize o aço 4140 para o corpo, suporte, placa de apoio, base do molde ou peça de suporte estrutural. Utilize o aço A2 para o punção, aresta da matriz, lâmina, superfície de conformação, superfície de medição ou componente de ferramenta sujeito a desgaste.

Regra de seleção rápida de materiais para aço ferramenta 4140 vs A2

Não escolha entre 4140 e A2 apenas pela dureza. Escolha-os pelo modo principal de falha.

Para peças de máquinas e componentes de suporte, especifique aço 4140. Para ferramentas de trabalho a frio que devem resistir ao desgaste e manter as dimensões após o tratamento térmico, especifique aço ferramenta A2. A família mais ampla de ferramentas de trabalho a frio está coberta em [inserir referência aqui]. aços para ferramentas de trabalho a frio, e as etapas de decisão estão definidas em como selecionar aços para ferramentas.

Comparações relacionadas abrangem A2 contra D2 para resistência ao desgaste, H13 para serviços de trabalho a quente, e S7 para cargas de choque.

Os valores de composição e dureza são valores típicos publicados para A2 / 1.2363 / SKD12 e 4140 / 42CrMo4. Confirme a faixa exata no certificado do fabricante para o lote entregue.