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

The “QT” in 42CrMo4 QT stands for quenching and tempering. 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

42CrMo4 steel exhibits deep hardenability, excellent comprehensive mechanical properties, and a low level of significant temper 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

As-quenched martensite in steel is very hard but also very brittle and contains high residual stresses. The purpose of tempering is to reheat quenched steel to below its lower critical temperature (Ac1) to increase its toughness and ductility, reduce hardness, and relieve internal stress.

The tempering temperature for 42CrMo4 steel is 175 to 705°C (350 to 1300°F), with a holding time of at least 1.5 to 2 hours. Different tempering temperatures determine the final hardness and strength of the material so that we can decide on the tempering temperature based on the hardness and strength required for the material. For “ultra-high” strength, tempering between 175 °C and 230°C (350°F and 450°F) is used, while for lower yield strengths (below 1380 MPa or 200 ksi), temperatures between 385 °C and 705°C (725°F and 1300°F) are applied.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

The mechanical properties of 42CrMo4 steel are highly dependent on the oil quenching and tempering at various temperatures, generally, as the tempering temperature increases, hardness, tensile strength, and yield strength decrease, while ductility, toughness, and impact energy increase.

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