42CrMo4 QT - Processo de têmpera e revenimento para aço 42CrMo4

O “QT” em 42CrMo4 QT significa têmpera e têmpera. Aço 42CrMo4 é designado como 1,7225 no sistema UNS e é um aço de liga de alta resistência amplamente utilizado.

Os graus equivalentes de 42CrMo4 incluem:

1. EUA (ASTM/AISI): AISI 4140, SAE 4140H, ASTM A193 B7.
2. Japão (JIS): SCM440, SCM440H
3. China (GB): 42CrMo
4. Reino Unido (BS): 708M40, EN19A
5. França (AFNOR): 42CD4

O aço 42CrMo4 apresenta uma profunda temperabilidade, excelentes propriedades mecânicas abrangentes e um baixo nível de têmpera significativa fragilidade. É amplamente utilizado em componentes de máquinas, fixadores, virabrequins, engrenagens e moldes.

O tratamento térmico padrão para 42CrMo4 geralmente consiste em têmpera e revenimento (Q&T), que envolve o aquecimento do aço para formar austenita, seguido de resfriamento rápido e então reaquecimento a uma temperatura mais baixa.

Aço 42CrMo4 Processo de resfriamento

A têmpera é o processo de resfriamento rápido de um objeto de aço a partir de sua temperatura de austenitização para transformar parte ou toda a austenita em martensita, uma microestrutura muito dura e resistente, porém quebradiça. Ao mesmo tempo, pode reduzir a tensão residual e a deformação do material.

A temperatura de austenitização do aço 42CrMo4 varia de 800 a 880 °C (1475 a 1650 °F). O tempo de imersão geralmente depende da espessura da seção transversal do material, com um mínimo de 1 hora ou 15 a 20 minutos para cada 25 mm (1 polegada) de espessura máxima da seção.

1. Têmpera em óleo. O aço 42CrMo4 é geralmente temperado em óleo. Os agentes de têmpera em óleo podem ser classificados como rápidos, intermediários ou lentos, dependendo da taxa de resfriamento e dos aditivos. As temperaturas normais de operação para agentes de têmpera em óleo variam de 25 a 70 °C (80 a 160 °F). O óleo quente pode ser usado em temperaturas de até 175 °C (350 °F) para minimizar a distorção.
2. Têmpera em água. Embora o 42CrMo4 seja tipicamente temperado em óleo, o tratamento térmico em água pode ser utilizado para seções maiores (por exemplo, seções redondas com mais de 75 mm ou 3 polegadas de diâmetro) para obter têmpera completa. Os banhos de têmpera em água são normalmente mantidos a 20 a 40 °C (68 a 104 °F) e agitados para aumentar a uniformidade do resfriamento. No entanto, o tratamento térmico em água aumenta significativamente a possibilidade de trincas e distorções, especialmente neste nível de carbono.

Aço 42CrMo4 Processo de têmpera

A martensita temperada em aço é muito dura, mas também muito frágil e contém altas tensões residuais. O objetivo do revenimento é reaquecer o aço temperado abaixo de sua temperatura crítica inferior (Ac1) para aumentar sua tenacidade e ductilidade, reduzir a dureza e aliviar as tensões internas.

A temperatura de revenimento do aço 42CrMo4 é de 175 a 705 °C (350 a 1300 °F), com um tempo de retenção de pelo menos 1,5 a 2 horas. Diferentes temperaturas de revenimento determinam a dureza e a resistência finais do material, permitindo que a temperatura de revenimento seja definida com base na dureza e na resistência exigidas para o material. Para resistência "ultra-alta", utiliza-se o revenimento entre 175 °C e 230 °C (350 °F e 450 °F), enquanto para limites de escoamento mais baixos (abaixo de 1380 MPa ou 200 ksi), aplicam-se temperaturas entre 385 °C e 705 °C (725 °F e 1300 °F).¹ O resfriamento após o revenimento pode ser feito por têmpera ao ar ou em água.

Evite revenir o material 42CrMo4 em temperaturas entre 250 e 300 °C (480 e 570 °F). O revenimento nessas temperaturas causa uma diminuição na tenacidade ao impacto do 42CrMo4, um fenômeno conhecido como Fragilização por Martensita Revenida (TME).

Resumo

As propriedades mecânicas do aço 42CrMo4 são altamente dependentes da têmpera e revenimento em óleo em diversas temperaturas. Geralmente, à medida que a temperatura de revenimento aumenta, a dureza, a resistência à tração e o limite de escoamento diminuem, enquanto a ductilidade, a tenacidade e a energia de impacto aumentam.

1. ASM Internacional. (1991). Manual ASM, Volume 4: Tratamento Térmico (págs. 500-501). ASM Internacional. ↩︎