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ELA

BO

RA

CIÓ

N E

NE

RO

DE

200

6

SAE 4340Acero ingeniería

de alta resistencia

BUCARAMANGACra. 14 No. 23 - 02 PBX: 6337 708/8323 Fax: 6332 779

MEDELLÍNCalle 32 No. 41 - 139 Itagüi PBX: 3724 500/3738 111 Fax: 2776 088

www.cga.com.co - e-mail: aceros@cga.com.co

SUCURSALES C.G.A.

PRINCIPAL BOGOTÁ D.C.Av. 68 No. 37B - 51 Sur PBX: 7700 560 Fax: 7700 530/550

Call Center: 7700 590 - Línea de Servicio al Cliente: 7700 543

CALICra. 31A No. 15 - 59 Acopi - Yumbo PBX: 6918 585 Call Center: 6918 586 Fax: 6658 593

BARRANQUILLAVía 40 No. 51 - 444 PBX: 3444 188/3720 222 Fax: 3443 328/3720 220

COMPORTAMIENTO EN TORSIÓN EN FUNCIÓN DEL DIÁMETRO(Templado en aceite)

Temperaturade revenido (°C)

Diámetro de la barra = 28 mm Diámetro de la barra = 88.9 mm

Esfuerzomáximo (Mpa)

Límiteelástico (Mpa)

Esfuerzomáximo (Mpa)

Límiteelástico (Mpa)

370 1412 965 1240 758

430 1275 896 1116 689

485 1151 792 1034 620

540 1034 689 937 551

595 965 620 882 510

650 910 580 827 468

705 875 551 792 454

EFECTO MASA EN LAS PROPIEDADES MECÁNICAS

PROPIEDADESMECÁNICAS

Redondo de 76 mm Redondo de 101 mm Redondo de 152.6 mm

Temperaturade temple: 800°C

Temperaturade revenido: 650°C

Temperaturade temple: 815°C

Temperaturade revenido: 650°C

Temperaturade temple: 815°C

Temperaturade revenido: 650°C

Resistenciaa la tracción (Mpa)

1054 1033 1000

Límite de fluencia (Mpa) 930 896 848

% de Elongación (en 50 mm) 18 17 16

% de reducción de área 52 50 44

Dureza Brinell 340 330 322

VARIACIÓN DE LA DUREZA DEBIDO AL EFECTO MASA

EFECTO MASA SOBRE LA TEMPLABILIDAD

Temperatura de revenido

(°C)

Sección de 12.7 mm Sección de 25.4 mm Sección de 76.0 mm Sección de 152.6 mm

Superficie 1/2 R Centro Superficie 1/2 R Centro Superficie 1/2 R Centro Superficie 1/2 R Centro

430 ---- 410 410 410 410 410 410 400 370 395 360 320

540 ---- 355 355 355 355 355 355 350 320 325 280 260

650 ---- 310 310 310 310 310 310 300 290 285 250 240

Temple en aceite / Dureza Brinell

CONFORMABILIDADLa temperatura de forja recomendada está en el rango entre 1070 y 1230°C finalizando con

una temperatura no inferior a 980°C. Después de la forja se recomienda enfriamiento lento en un sitio seco.

SOLDABILIDADEl acero puede ser soldado y es necesario realizar un precalentamiento a 200-300°C y mantener esta temperatura durante el proceso de soldadura. Se recomienda la soldadura de arco clase AWS E8016-B2. Como el acero presenta propiedades de temple al aire, después de la soldadura el acero debe ser sometido a relevado de tensiones a 570°C.

APLICACIONESSe utiliza generalmente en la industria automotriz para la fabricación de piezas que requieran una dureza y tenacidad elevadas como por ejemplo: tornillería de alta resistencia (grado 8) tem-plada y revenida de gran sección, levas de mando, engranajes para maquinaria templados por inducción, ejes para carros y camiones, cárdanes, bielas para motores, árboles para tritura-dores, árboles excéntricos, árboles para carros y camionetas, ejes de transmisión de grandes

dimensiones, mandriles, portaherramientas, etc. Repuestos de maquinaria como tornillos extrusores, ejes de bombas, brazos de dirección, discos de embrague, bujes, columnas. Se utiliza generalmente en estado bonificado a una resistencia a la tracción entre 900 y 1000 N/mm2.

MAQUINABILIDADLos ejes calibrados tienen una maquinabilidad aproximadamente del 55% y los ejes recocidos del 45%

con referencia al acero SAE 12L14. Puede ser mecanizado sin dificultad por arriba de 260 Brinell. Una estructura parcialmente globulizada obtenida por normalizado y calibrado a 650°C es la más adecuada para obtener una optima maquinabilidad. Este acero presenta un excelente acabado superficial después de mecanizado en estado bonificado.

PROFUNDIDADDE CORTE

SAE 4340

HERRAMIENTA DE ACERO RÁPIDO HERRAMIENTA DE CARBURO

Vel. de corte m/min. Avance mm/rev. Vel. de corte m/min. Avance mm/rev.

Torneado

Dureza del material: 175 - 225 HB

1 41 0.18 150 0.18

4 32 0.40 120 0.50

8 24 0.50 95 0.75

16 20 0.75 76 1.00

Dureza del material: 275 - 325 HB

1 27 0.18 135 0.18

4 21 0.40 105 0.40

8 17 0.50 82 0.50

Fresado

Dureza del material: 175 - 225 HB

1 53 0.20 170 0.20

4 41 0.30 135 0.30

8 35 0.40 105 0.40

Dureza del material: 275 - 325 HB

1 32 0.15 145 0.15

4 26 0.23 115 0.20

8 20 0.30 88 0.25

Taladrado con broca de acero rápido

Durezadel material

Velocidad m/min. Diámetro de la broca 1.5 mm 3 mm 6 mm 12 mm 18 mm 25 mm

225 a 275 HB 20Avance en mm

0.025 0.075 0.15 0.25 0.36 0.40

275 a 325 HB 14 ---- 0.050 0.102 0.15 0.20 0.23

Para todas las operaciones de mecanizado, se recomienda utilizar aceites de corte sulfurizados

Ace

ro S

AE 4

340 ACERO SAE 4340

DIN 40Cr Ni Mo 7AFNOR 38NC D6CENIM F 1272SAE 4340

CARACTERÍSTICAS DE EMPLEO

Acero al cromo-níquel-molibdeno que se caracteriza por su gran combinación de ductilidad, tenacidad y resistencia a la fatiga en piezas de gran sección sometidas a altos esfuerzos diná-micos. No presenta fragilidad de revenido razón por la cual mantiene una adecuada resistencia mecánica hasta 400ºC. Se puede aumentar la resistencia mecánica por medio de tratamiento térmico. Su buena penetración de dureza se ve reflejada en excelentes propiedades de torque. Se suministra en estado bonificado y libre de tensiones internas, lo que significa que las barras no se flectan o deforman durante el maquinado. Se recomienda para trabajo pesado o de alta resistencia.

COMPOSICIÓN QUÍMICA

COMPOSICION QUÍMICA C % Mn % P máx.% S máx.% Si máx.% Cr % Mo % Ni %

Análisis típico en %0.380.43

0.60.8

0.035 0.040.150.35

0.70.9

0.20.3

1.652.0

Estado de suministro: BonificadoDureza de suministro: 270 - 330 Brinell

PROPIEDADES FÍSICASEstos valores son obtenidos a partir de probetas bajo condiciones específicas de laboratorio y

deben ser usados como referencia.

• Densidad → 7.85 gr/cm3.

• Punto de fusión → 1500ºC.

• Coeficiente de expansión térmica / °C → 20 a 100°C = 12.3 x 10-6

20 a 600°C = 14.5 x 10-6

• Conductividad térmica → W/(m·ºC).

20 a 100°C = 45

• Calor específico J/kg/°C: 20 a 200°C = 473

• Módulo de elasticidad → 2x1011 Pa (29x106 PSI)

• Coeficiente de Poisson → 0,3

• Resistividad eléctrica (microhm-cm): a 50°C = 30 a 300°C = 48

PROPIEDADES MECÁNICAS A TEMPERATURA AMBIENTE

Estado de SuministroResistencia

a la tracción MPaLimite elástico

MPaAlargamiento %

Reducciónde área %

Dureza Brinell aprox.

Laminado en Caliente 620 - 750 441 20 50 210 - 240

Calibrado 750 - 850 635 10 30 240 - 260

Bonificado 860 - 1080 785 19 45 260 - 320

Nota: Estas propiedades mecánicas son tomadas sobre redondos de 25 mm. Para mayores o menores dimensiones hay que considerar el efecto de masa.

ENSAYO CHARPY A BAJA TEMPERATURA, JOULES (ENTALLA EN “V”)

Dureza del materialTemperatura del ensayo

20°C - 10°C - 40°C - 70°C

40 HRC 16.8 10 8.7 6.5

35 HRC 110.9 111.6 118.1 104.8

28 HRC 126.9 105.8 101.4 48.8

TRATAMIENTOS TÉRMICOS

TRATAMIENTO TÉRMICO TEMPERATURA °C MEDIO DE ENFRIAMIENTO

Forja 850-1100 Ceniza 0 arena

Temple 820-860 Aceite

Normalizado 850-870 Aire

Recocido 690-720 Horno

Revenido 540-660 Aire

TEMPLABILIDAD DEL ACERO 4340

Diámetro crítico: Dimensiones máximas en las que se consigue un temple aceptable en el centro de la pieza (50% de martensita):180 mm de diámetro con enfriamiento en aceite35 mm de diámetro con enfriamiento en aire

4340

Distancia desdeel extremo templado

Dureza, HRCDistancia desde

el extremo templadoDureza, HRC

1/16 in mm Máx. Mín. 1/16 in mm Máx. Mín.

1 1.58 60 53 13 20.54 59 50

2 3.16 60 53 14 22.12 58 49

3 4.74 60 53 15 23.70 58 49

4 6.32 60 53 16 25.28 58 48

5 7.90 60 53 18 28.44 58 47

6 9.48 60 53 20 31.60 57 46

7 11.06 60 53 22 34.76 57 45

8 12.64 60 52 24 37.92 57 44

9 14.22 60 52 26 41.08 57 43

10 15.80 60 52 28 44.24 56 42

11 17.38 59 51 30 47.40 56 41

12 18.96 59 51 32 50.56 56 40

PROPIEDADES MECÁNICAS EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA DE REVENIDO (Templado en aceite)

Temperatura de revenido (°C) 200 315 430 540 650 700

Resistencia a la tracción (Mpa) 1980 1757 1495 1240 1020 861

Límite de fluencia (Mpa) 1860 1620 1364 1158 861 744

% de Elongación (en 50 mm) 11 12 14 17 20 23

% de Reducción de área 39 44 48 53 60 63

Dureza Brinell 520 490 440 360 290 250

Torsión, esfuerzo último (MPa) ----- 1550 1275 1068 910 875

Torsión, límite elástico (MPa) ----- 1000 896 717 606 551

Impacto Izod, Joules 20 13.5 16.2 47.4 100 101.6

Banda de Templabilidad70

60

50

40

30

20

0 4 8 12 16 20 24 28 32

Distancia desde el extremo templado, 1/16 pulgadas

Dure

za H

RC

Diagrama de Revenido

60

50

40

30

20

10

200 300 400 500 600 700

Temperatura de Revenido ºC

Dure

za R

ockw

ell C

Probeta Ø 1templada de 840ºC en aceite

DIAGRAMA TTT(TIEMPO-TEMPERATURA-TRANSFORMACIÓN)

Tiempo en horasTe

mpe

ratu

ra e

n ºC

Diagrama Tiempo Temperatura Transformación1200

1100

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0100 101 102 103 104 105 106

Tiempo ensegundos

Tiempo enminutos

100 101 102 103 104

100 101 102

A

Ms

M

B

3

20

AC3

AC1

10

2575

1010

33

60 80 90 9091 100 97 97 87 70

532 558 517 542 510 438 345 319 304 297 274 229

286

F P