Aço AISI 4340

SUMÁRIO

1. 2. 3. %. *. ,.

Apli Apliccaçõe açõess Prop Propri ried edad ades es Elementos Elementos q!mic q!micos os e sa sa in"l#ncia in"l#ncia na sina$i sina$ilidade lidade &ia'rama &ia'rama ((( ((( e microestrt microestrtras ras esperad esperadas as em di"erente di"erentess dre)as dre)as E+emplos E+emplos de aplicaçõe aplicaçõess para di"eren di"erentes tes "ai+as "ai+as de dre)a dre)a RE-ER E-ER /0IA /0IAS S

1. Aplic plicaações ções O aço A/(AISI %3% 4 m aço especial qe 5em sendo tili)ado lar'amente para aplicações na ind6stria. &adas sas satis"at7rias propriedades tais como como resi resist st#n #nci cia a 8 "adi "adi'a 'a e $oa $oa com$ com$in inaç aç9o 9o de resi resist st#n #nci cia a e tena tenaci cida dade de:: 4 destinado principalmente a peças com alta solicitaç9o mec;nica e s$metido a determinados tratamentos t4rmicos: pode ter ma 'ama ele5ada de aplicações.  Al'mas destas aplicações s9o< =ira$reqins de a5iões: tratores: camin>ões e atom75eis? $ielas: en'rena'ens: ei+os s@eitos a 'randes es"orços e peça peçass qe qe nece necess ssititam am $oas $oas cara caract cter er!s !stitica cass mec; mec;ni nica cass em seçõ seções es 'ran 'rande des. s. =IBBARES ME(ABS: 2CD  tili)ado em componentes para sistemas mec;nicos: principalmente estrtrais: onde se necessita ma >omo'eneidade de dre)a ao lon'o da seç9o trans5ersal em peqenas o 'randes seções. FF& ME(ABSD E+te E+tens nsam amen ente te sad sado o como como aço aço de cons constr trç ç9o 9o de temp temper era$ a$ililid idad ade e pro"nda: o aço %3% "or@ado tam$4m 4 "a$ricado em peças para a5iões comerciais e militares e sistemas de apoio em terra: sistemas de atom75eis: "erramentas >idrGlicas e otras aplicações de "erramentas de mGqinas.  A alta resist#ncia 8 "adi'a torna AISI %3% ideal em aplicações s@eitas a es"o es"orç rços os ele5 ele5ad ados os:: mant manten endo do a sa sa resi resist st#n #nci cia a e dre dre)a )a a alta alta temp temper erat atr ra. a. 0O/0EP( S(EEBS: 21%D

2. Propr roprie ieda dade des s  A (a$ela 1 apresenta as propriedades mec;nicas caracter!sticas do aço  AISISAE %3% s@eito a determinadas determinadas condições de de tratamento t4rmico.

(a$ela 1 H Propriedades mec;nicas do aço AISISAE %3%<

-onte< Adaptado de AoM J (>e A to  o" Materials 2H21%D

 A (a$ela 2 apresenta a composiç9o q!mica caracter!stica do aço  AISISAE %3%<

(a$ela 2 J 0omposiç9o q!mica do aço AISISAE %3%<

-onte< Adaptado de AoM J (>e A to  o" Materials 2H21%D

0omo propriedades "!sicas o aço AISISAE %3% apresenta densidade de K:C* 'cmL e ponto de "s9o de 1%2K0 o 1KN.  A condti5idade desse aço na sa "orma n9oHtratada 4 de %%.* M e coe"iciente de e+pans9o t4rmica de 12.3 Qmm0. AOM: 2H21%D Um aço tipo AISI %3% de ltra alta resist#ncia: temperado em 7leo e re5enido a K2K0 (R %2KD possi resist#ncia 8 traç9o em torno de 1.* MPa e limite de escoamento de 1.3KMPa -AIRES: -AIRES: 1,,D. PodeHse amentar a resist#ncia atra54s de< ma ele5aç9o no teor de car$ono: amentandoHse com isto a qantidade de perlita? pela adiç9o de elementos endre endreced cedore oress da "errit "errita: a: pro5o pro5ocan cando do precip precipita itaç9o ç9o de car$on car$oneto etoss e nitret nitretos? os? do re"i re"ino no de 'r9o 'r9o?? atra atra54 54ss de trat tratam amen ento toss t4rm t4rmic icos os dra drant nte e a "a$r "a$ric icaç aç9o 9o?? por  por  de"o de"orm rmaç aç9o 9o a "rio "rio enc encr ram amen ento toD? D? o re5e re5eni nime ment nto o a temp temper erat atr ras as $ai+ $ai+as as e endrecimento secndGrio.  Aços do tipo AISI %3% podem atin'ir 5alores de resist#ncia da ordem de 1. MPa qando de5idamente temperados e re5enidos. /essa ocasi9o espec!"ica s9o tili)ados em componentes de trem de aterrisa'em de a5iões. O incon5eniente 4 a $ai+a tenacidade: qe pode ser parcialmente sanada com adiç9o de elementos de li'a. Um e+emplo 4 modi"icar o aço com adiç9o de Mo: = e Si qe atin'em resi resist st#n #nci cia a da orde ordem m de 2.1 2.1  MPa: MPa: aplic aplicad ados os em temp temper erat atr ras as pr7+ pr7+ima imass a am$iente.

3. Elementos Elementos químic químicos os e suas influência influências s na usinabilid usinabilidade ade

 A partir da ta$ela 2 composiç9o q!mica do aço AISISAE %3%D podeHse notar qe o aço AISISAE %3% 4 constit!do de ma s4rie de elementos de li'a qe: concomitantemente com o car$ono: in"lenciam em sa sina$ilidade< (a$ela 2 J 0omposiç9o q!mica do aço AISISAE %3%<

-onte< Adaptado de AoM J (>e A to  o" Materials 2H21%D

Os elementos qe compõe este aço s9o determinantes para o se 'ra de sina$ilidade< 0ar$ono< Em aços com teor de car$ono m4dio :2*T  0  :%TD: ocorre o amento da proporç9o de perlita em comparaç9o com aços de $ai+o car$ono. 0om isso temHse ma maior in"l#ncia das propriedades da perlita so$re a sina$ilidade do material: e a de"orma$ilidade dimini. Este e"eito tem as se'intes conseq#ncias para a sina$ilidade< H &iminiç9o da tend#ncia 8 ades9o e da "ai+a de "ormaç9o do 'me postiço para 5elocidades de corte mais $ai+as? H Em ra)9 ra)9o o da maio maiorr soli solici cita taç9 ç9o o da re'i re'i9o 9o de cont contat ato: o: ame ament nta a a temperatra no 'me e o des'aste da "erramenta? H Mel>ora da qalidade sper"icial: da "ormaç9o de ca5acos e das "ormas de ca5aco.  A sina$ilidade pode ser mel>orada considera5elmente considera5elmente pelo tratamento t4rmico de crescimento de 'r9o para $ai+os teores de car$ono: e pelo tratamento t4rm t4rmic ico o de norm normal ali) i)aç aç9o 9o para para teor teores es de car$ car$on ono o acima acima de :3* :3*T T NV/ NV/IF IF e NBO0NE: 22D.  Aços com teores de car$ono entre :% e :CT s9o considerados de $oa sina$ilidade somente com relaç9o aos crit4rios de "ormaç9o de ca5aco e qalidade spe sper" r"ic icia ial.l. Para Para red red)i )irr o rGpi rGpido do a5an a5anço ço do des' des'as aste te em 5irt 5irtd de e das das alta altass solicitações t4rmicas e mec;nicas de5eHse red)ir a 5elocidade de corte o tili)ar 

"lidos re"ri'erantes. Otra medida no sentido de diminir o des'aste 4 "a)er m reco)imento na peça. NV/IF e NBO0NE: 22D Man' Man'an an#s #s<< O man' man'an an#s #s mel> mel>or ora a a temp temper era$ a$ililid idad ade e e ame ament nta a a resist#ncia dos aços W1 /mmX para cada 1T de man'an#sD. Em ra)9o da alta a"in a"inid idad ade e com com o en+o en+o"re "re o man' man'an an#s #s "orm "orma a o sl" sl"et eto o de en+o en+o"r "re. e. (eores ores de man'an#s de at4 1:*T mel>oram a sina$ilidade de aços com $ai+os teores de car$ono em ra)9o da $oa "ormaç9o do ca5aco. Em aços com maiores teores de car$ono a sina$ilidade 4 in"lenciada ne'ati5amente de5ido ao maior des'aste da "erramenta NV/IF e NBO0NE: 22D. /o caso do aço AISI %3% temos :, a :C de man'an#s e ma porcenta'em de car$ono m4dia: o qe torna sa sina$ilidade em 'eral mel>orada pelo Mn. 0romo e moli$d#nio< O cromo e moli$d#nio mel>oram a tempera$ilidade e in"lenciam a sina$ilidade de aços cementados e aços endrecidos de5ido 8s alterações na estrtra cristalina e tenacidade. Em aços com maiores teores de car$ono o com elementos de li'a: como 4 o caso do AISI %3%: "ormam car$onetos espe especi ciai aiss e car$ car$on onet etos os mist mistos os:: qe qe pode podem m pior piorar ar a sin sina$ a$ililid idad ade e NV/ NV/IF IF e NBO0NE: 22D. A presença de cromo e moli$d#nio: apesar de mel>orarem as caracter!sticas mec;nicas: pioram a sina$ilidade do aço AISI %3%. /!q /!qel el<< Atra5 tra54s 4s da adiç adiç9o 9o de n!q n!qel el o aço aço tem tem a sa sa tena tenaci cida dade de ament amentada ada.. O n!qel n!qel propor proporcio ciona na m ament amento o da tenaci tenacidad dade e princ principa ipalme lmente nte a $ai+ $ai+as as temp temper erat atr ras as.. Isto Isto le5a le5a 'era 'eralm lmen ente te a ma ma pior piora a da sin sina$ a$ililid idad ade: e: especialmente nos aços com 'randes teores de /!qel NV/IF  NV/IF e NBO0NE: 22D. Sil!cio< O sil!cio dissol5e na "errita amentando sa resist#ncia nos aços. 0om o o+i'#nio e na as#ncia de elementos deso+idantes: como por e+emplo alm!n alm!nio: io: "orma "orma incls inclsões ões dras dras de 7+ido 7+ido de sil!ci sil!cio o silic silicato atoD. D. &esse &esse "ato "ato pode pode resltar m amento do des'aste da "erramenta NV/IF e NBO0NE: 22D. O amento na resist#ncia aca$a por diminir a sina$ilidade do aço AISI %3%. -7s"oro< A adiç9o de "7s"oro le5a a se're'ações no aço e com m tratamento t4rmico e de"ormaç9o t4rmica posterior: resltam nma "ra'ili)aç9o dos cristais mistos Y "ra'ili)aç9o da "erritaD. 0om isso reslta m ca5aco arrancado e peqeno. Em teores de at4 :1T o "7s"oro ata positi5amente so$re a sina$ilidade. Maiores teores de "7s"oro le5am a ma mel>ora da qalidade sper"icial: por4m le5am a m maior des'aste da "erramenta. En+o"re< /o caso do aço AISI %3% o en+o"re: de5ido 8 sa a"inidade com o man'an#s: aca$a "ormando sl"etos de man'an#s qase qe e+clsi5amente: os qais possem ma temperatra de "s9o relati5amente maior qe a do sl"eto de

"erro "ormado por aços qe n9o possem man'an#s em qantidade s"iciente. Essa "ormaç9o de M'S 4 positi5a para a sina$ilidade pois le5a 8 "ormaç9o de ca5acos crtos e qe$radiços: mel>ora da qalidade sper"icial e da menor tend#ncia 8 "ormaç9o de "mes postiços. 0om o amento das inclsões o sl"eto de man'an#s tem ma in"l#ncia ne'ati5a so$re as propriedades mec;nicas como tenacidade: alon'a alon'amen mento: to: resist resist#nc #ncia ia 8 compr compress ess9o 9o e resist resist#nc #ncia ia 8 "adi'a "adi'a:: especi especialm alment ente e qando a direç9o da solicitaç9o estG no sentido do "i$ramento mec;nico do material. NV/IF e NBO0NE: 22D.

4. Dia Diara rama ma !!! !!! e micr microe oest stru rutu tura ras s es espe pera rada das s para para dife difere rent ntes es dure"as  A$ai+o se'em dois di"erentes dia'ramas de trans"ormaç9o tempoH temperatra (((D para o aço AISI %3%: contendo as respecti5as microestrtras esperadas para di"erentes "ai+as de temperatra e tempo de r es"riamento. O se'ndo 'rG"ico incli "ai+as de dre)a ZR0: o qe nos possi$ilita estimar com al'ma precis9o: os microconstitintes do aço para di5ersos tipos de tratamentos t4rmicos c@a dre)a "inal 4 especi"icada.

FrG"ico 1 J &ia'rama ((( para o aço AISISAE %3%<

-onte< P>ase (rans"ormation and Microstrctre H (>e [omin\ ar =ERMO/(: 21D

FrG"ico 2 J &ia'rama (((: (((: inclindo "ai+as de dre)a: para o aço AISISAE %3%<

-onte< P>ase (rans"ormation and Microstrctre H (>e [omin\ ar =ERMO/(: 21D  poss!5el conclir qe para ** e , ZR0: a microestrtra do aço AISI %3% 4 qase qe completamente constit!da por martensita: qe apresenta altas tensões residais e pro5a5elmente serG necessGrio m re5enimento p7sHtempera: p7sHtempera: para tornar 5iG5el se so. Entre * e ** ZR0: a martensita começa a aparecer com menos "req#ncia e começa começa a se o$ser5 o$ser5ar ar ma microe microestr strt tra ra denomi denomina nada da $aini $ainita: ta: qe 4 compo composta sta por  cementita e "errita em "ormato de 5a'em. Entr Entre e 3* e * ZR0: ZR0: a micr microe oest str rt tra ra espe espera rada da pass passa a a ser ser qas qase e qe qe completamente completamente composta por $ainita: tendo a presença desta mais acentada para dre)as menores: sendo denominada tam$4m como $ainita sperior. Pode >a5er tam$4m nessa "ai+a a presença de astenita retida. Para dre)as entre 3 e 3* ZR0: podemos o$ser5ar pelo dia'rama qe a $ainita começa a red)ir sas proporções na microestrtra do aço e a astenita retida 4 presente em maiores porcenta'ens. porcenta'ens.

#. E$emplos E$emplos de de aplicaçõe aplicações s para difere diferentes ntes fai$as fai$as d de e dure"a dure"a O aço AISI %3%: de5ido 8 sa alta tempera$ilidade: pode ser encontrado nas mais di5ersas aplicações indstriais. Para di"erentes "ai+as de dre)a: este aço pode ser  tili)ado para di5ersas "inalidades< H Entre 3 e 3* ZR0<  encontrado "or@ado 5endido em $arras e tili)ado como $arras de aço para estrtras o para "or@amento de peças para aplicaç9o em setores da ind6stria qe e+i'em mais traç9o"orça de rendimento. H Entre 3* e * ZR0< pinos de "i+aç9o: rotores: ei+os: discos: en'rena'ens: ei+os pesados: stds: acoplamentos: rodas dentadas: pin>ões: $arras de torç9o: $ielas: $ares cor5o: peças de transporte: "erramentas >idrGlicas e al'mas de maqinGrio: peças para carro de corrida. H Entre * e , ZR0< trens de poso: ei+os de >4lice: 5ira$reqins para a5iões tratores e 5e!clos em 'eral: ei+os mito solicitados: en'rena'ens: peças de so militar: sistemas de sporte a4reo e terrestre.

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&abricantes fornecedores , alibaba.com. &isponi5el em< >ttp<port'ese.ali$a$a.com].

-ate teri rial als s +cie +cienc nce e and and  AOM. AISI %3% Allo\ Steel U/S F%3%D. -a Enineerin *nformation , Ao- : 2H21%. &isponi5el em< >ttp<^^^.a)om.comarticle.asp+_ >ttp<^^^.a)om.comarticle.asp+_ArticleI&`,KK23]. ArticleI&`,KK23]. Acesso em< 1 set. 21%. 0O/0EP( S(EEBS. 0oncept Steels: 21%. &isponi5el em< >ttp<^^^.conceptsteels.co >ttp<^^^.conceptsteels.co.ptaisiHC,3HaisiH%3%Hais .ptaisiHC,3HaisiH%3%HaisiH%13HaisiH,1*]. iH%13HaisiH,1*].  Acesso em< 1 set. 21%. 21%. FER&AU. 0omercial Ferda. &isponi5el em< >ttps<^^^.comercial'erda.co >ttps<^^^.comercial'erda.com.$r]. m.$r]. Acesso em< 11 set. 21%. FF& ME(ABS. 0atGlo'o de Aços para constrç9o mec;nica. &isponi5el em< >ttp<^^^.''dmetals.com.$racoHc >ttp<^^^.''dmetals.com.$racoHconstrcaoHmecanicas onstrcaoHmecanicasaeH%3%]. aeH%3%]. NV/IF: .? NBO0NE: -. !ecnoloia da usinaem com ferramentas de corte

de eometria definida. (radç9o de Rol" ertrand Sc>roeter e alter Bindol"o ein'aertner.

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