Acero 4141

ANALISIS DE LA NORMALIZACION EXISTENTE SOBRE TRATAMIENTOS TERMICOS DEL ACERO DIN NUMERO 1. 7225 (SAE 4140)

OBJETO:

Determinar que rango de dureza especifican las normas internacionales de materiales para el acero DIN Nro. 1.7225 / UNS G41400 / 42CrMo4 (denominaciones equivalentes al acero SAE-4140) después de un tratamiento térmico de bonificado (templado y revenido).

DESARROLLO

El acero identificado con el número DIN 1.7225 corresponde al grado 42CrMo4 de la norma EN 10083 – Parte 3: “Aceros para temple y revenido – Condiciones técnicas de suministro de aceros de calidad aleados”. Forma parte de la familia de aceros al Cr – Mo.

De acuerdo al portal online Key To Metals y el ASM Handbook Volume 1: Properties and Selection: Irons, Steels and High Performance Alloys, el acero 42CrMo4 tiene equivalencia de composición química y/o propiedades mecánicas con los aceros SAE 4140, SCM 440 (JIS – Japón), 970 708A42 (BS – Reino Unido), 42 CD4 (AFNOR NF – Francia), IRAM 4140 (Argentina) y el número F1252 de norma UNE (España), aunque en el caso de los países europeos adaptaron como norma de integración la EN 10083 Parte 3.

Considerando los rangos de composición química especificados para el grado 42CrMo4 se observan ligeras diferencias respecto al SAE 4140, a saber:

Acero 42CrMo4 Acero SAE 4140

ELEMENTO MINIMO MAXIMO ELEMENTO MINIMO MAXIMO

C 0,38 0,45 C 0,38 0,43

Cr 0,90 1,20 Cr 0,80 1,10

Mn 0,60 0,90 Mn 0,75 1,00

Mo 0,15 0,30 Mo 0,15 0,25

P 0,035 P 0,025

S 0,035 S 0,025

Si 0,40 Si 0,15 0,35

Cu 0,35

Ni 0,25

Siguiendo al Handbook of Comparative World Steel Standard y las fuentes antes mencionadas (portal online Key To Metals y ASM Volumen 1), las normas que se analizaron para llegar a determinar la dureza después del tratamiento de temple y revenido en este tipo de acero fueron las siguientes:

EN 10083-1: Aceros para temple y revenido – Parte 1: Condiciones técnicas generales de suministro

EN 10083-3. Aceros para temple y revenido – Parte 3: Condiciones técnicas de suministro de aceros de calidad aleados

EN 10250 – 3: Piezas de forja libre en aceros para uso general. Parte 3: Aceros especiales aleados

DIN EN 10132-3: Cold Rolled Narrow Steel Strip for Heat Treatment. Technical Delivery Conditions – Part 3: Steels for Quenching and Tempering

DIN EN 10263-4: Barras, alambrón y alambre para deformación y extrusión en frío – Parte 4: Condiciones técnicas de suministro para los aceros templados y revenidos

DIN EN 10293: Fundición templada y revenida para propósitos generales

DIN EN 10343: Aceros para temple y revenido para su uso en la construcción. Condiciones técnicas de suministro

ASTM A29: Standard Specification for Steel Bars, Carbon and Alloy, Hot Wrought

ASTM A321: Standard Specification for Steel Bars, Carbon, Quenched and Tempered

ASTM A322: Standard Specification for Steel Bars, Alloy, Standard Grades

ASTM A434: Standard Specification for Steel Bars, Alloy, Hot Wrought or Cold Finished, Quenched and Tempered

SAE J404: Chemical Compositions of SAE Alloy Steels

SAE J411: Carbon and Alloys Steels

SAE J412: General Characteristics and Heat Treaments of Steels

SAE J413: Mechanical Properties of Heat Treated Wrought Steels

SAE J415: Definition of Heat Treating Terms

SAE J935: High Strenght Carbon and Alloy Die Drawn Steels

SAE J1397: Estimated Mechanical Properties and Machinability of Steel Bars

SAE AMS 6349D: Steel Bars 0,95Cr – 0,20Mo – (0,38 – 0,43C) (SAE 4140)

JIS G4053: Aceros de baja aleación para usos estructurales en máquinas

ISO 683 – 1: Heat Treatable Steels, Alloys Steels and Free Cutting Steels – Part 1: Non Alloy Steels for Quenching and Tempering

UNI 7845: Steel Products, bars and coils for quenching tempering – Qualities, requirements and tests

UNI 10233 – 5: Steel Products Drawn, Peeled Rolled and Ground Bars. Quality Requirements for Engineering Alloyed Steel

UNI EN 10277 – 5: Bright Steel Products – Technical Delivery Condition – Steels for Quenching and Tempering

UNE 36254: Aceros moldeados de baja aleación resistentes a la abrasión

AFNOR NF A35 – 590: Aceros para herramientas

IRAM IAS U500 – 600: Aceros al carbono y aleados para construcciones mecánicas. Designación y composición química

HOJA DE CARACTERISTICAS IRAM 4140

BS 970 – 1: Aceros al carbono forjados para usos ingenieriles mecánicos y relacionados

De todas las normas detalladas, la que se consideró integradora es la EN 10083-3 ya que los países europeos y nórdicos le agregan a su acrónimo esa designación. En esta situación se encuentran las normas DIN (Alemania), ONORM (Austria), NBN (Bélgica), BDS (Bulgaria), UNE (España), SFS (Finlandia), AFNOR NF (Francia), NS (Noruega), PN (Polonia), BS (Inglaterra) y UNI (Italia).

En el caso de los países americanos se consideró como guía a la norma SAE J412.

La norma EN 10083-3 reemplaza a la norma DIN 17200 (mencionada por el proveedor en su descargo sobre el rango de dureza para el tratamiento térmico de bonificado) desde el año 1988.

En el punto 7 (Requirements) de la misma se indica una tabla (Table 1) con los distintos tipos de condiciones de entrega de los aceros:

En la columna 5 se observa la condición de temple y revenido, conocida también como bonificado, e indica que las propiedades mecánicas derivadas de éste deben consultarse en la Table 8.

A continuación se inserta una imagen parcial de la mencionada tabla (en el extremo inferior puede observarse al acero 42CrMo4 y su número DIN equivalente: 1.7225). Ahí solo se especifican valores de resistencia a la tracción, límite elástico, alargamiento, estricción y resistencia al impacto para cuatro rangos de espesores/diámetros

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