acero aisi 4130 introducción completa

¿Qué es el cromoly (acero 4130)?

El cromoly (acero 4130) es un tipo de acero aleado que se utiliza habitualmente en la industria manufacturera. Es conocido por su alta resistencia a la tracción y soldabilidad, lo que lo convierte en un material ideal para diversas aplicaciones. El acero AISI 4130 suele encontrarse en forma de tubos o barras, comúnmente denominados tubos 4130 o tubos de acero cromoly. Una de las principales ventajas de los tubos 4130 es su resistencia y ligereza, lo que los convierte en una opción popular para estructuras que requieren resistencia y ligereza. Las propiedades mecánicas del acero al cromo-molibdeno, como su dureza y mecanizabilidad, pueden mejorarse mediante los procesos de tratamiento térmico adecuados, como el recocido, la normalización y el revenido. La soldabilidad del acero al cromo-molibdeno 4130 es excelente, y es resistente al agrietamiento y la deformación durante el proceso de soldadura. Además, los tubos de acero 4130 tienen una mayor resistencia a la tracción que los de acero dulce, lo que los convierte en la opción preferida cuando se necesita una pared más gruesa.

 

Composición química

La composición química del acero aleado AISI 4130 figura en la tabla siguiente.

Elemento	Contenido (%)
Hierro, Fe	97.03 – 98.22
Cromo, Cr	0.80 – 1.10
Manganeso, Mn	0.40 – 0.60
Carbono, C	0.280 – 0.330
Silicio, Si	0.15 – 0.30
Molibdeno, Mo	0.15 – 0.25
Azufre, S	0.040
Fósforo, P	0.035

 

Propiedades físicas del acero 4130

El acero 4130 es un tipo de acero aleado que se utiliza a menudo en las industrias de maquinaria y soldadura. Es conocido por sus tubos de acero resistentes y ligeros, lo que lo convierte en una opción ideal para aplicaciones en las que tanto la resistencia como el peso son factores importantes. La soldabilidad de los tubos de acero 4130 chromolly es excelente, lo que permite fabricar estructuras huecas con facilidad y eficacia. Este tipo de acero también ofrece una buena resistencia a la descamación, lo que lo hace adecuado para su uso en entornos de altas temperaturas. Además, el acero 4130 puede endurecerse hasta distintos niveles de dureza Rockwell, lo que aporta flexibilidad a sus aplicaciones. Su contenido en cromo, molibdeno y carbono le confiere una resistencia equivalente a la de otros tipos de acero con paredes más gruesas, como el acero dulce o el L80. Tanto si se utiliza en tubos sin soldadura como en barras macizas, el acero 4130 es un material versátil que ofrece una combinación de resistencia, durabilidad y maquinabilidad.

Densidad: La densidad del acero 4130 suele rondar los 7,85 g/cm³ (0,283 lb/pulg³), relativamente moderada en comparación con otras aleaciones de ingeniería.

Punto de fusión: El punto de fusión del acero 4130 se sitúa aproximadamente entre 1371°C y 1433°C (2500°F y 2611°F), dependiendo de la composición específica y de las condiciones de procesado.

Conductividad térmica: El acero 4130 presenta una conductividad térmica moderada, que suele oscilar entre 42 y 51 W/(m-K) a temperatura ambiente. Esta propiedad determina su capacidad para conducir eficazmente el calor.

Capacidad calorífica específica: La capacidad calorífica específica del acero 4130 es de aproximadamente 0,475 J/g-K a temperatura ambiente, lo que representa la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa del material en un grado Kelvin.

Coeficiente de expansión térmica (CTE): El coeficiente de expansión térmica del acero 4130 es de alrededor de 11,7 µm/m-K (6,5 µin/in-°F) en la gama de temperaturas de 20°C a 100°C (68°F a 212°F). Esta propiedad refleja la tendencia del material a dilatarse o contraerse con los cambios de temperatura.

Conductividad eléctrica: El acero 4130 se considera un mal conductor de la electricidad en comparación con materiales como el cobre o el aluminio. Su conductividad eléctrica suele ser baja, con valores en torno al 2,0-2,5% IACS (International Annealed Copper Standard).Magnético

Propiedades: El acero 4130 presenta un comportamiento ferromagnético, lo que significa que puede magnetizarse en presencia de un campo magnético externo.

Sin embargo, las propiedades magnéticas del acero 4130 pueden variar en función de factores como la composición, la transformación y el tratamiento térmico.

Propiedades	Métrica	Imperial
Resistencia a la tracción, última	560 MPa	81200 psi
Resistencia a la tracción, límite elástico	460 MPa	66700 psi
Módulo de elasticidad	190-210 GPa	27557-30458 ksi
Módulo de volumen (típico del acero)	140 GPa	20300 ksi
Módulo de cizallamiento (típico para el acero)	80 GPa	11600 ksi
Ratio Poissons	0.27-0.30	0.27-0.30
Alargamiento a la rotura (en 50 mm)	21.50%	21.50%
Reducción de la superficie	59.6	59.60%
Dureza, Brinell	217	217
Dureza, Knoop (Convertida a partir de la dureza Brinell)	240	240
Dureza, Rockwell B (Convertida a partir de la dureza Brinell)	95	95
Dureza, Rockwell C (Convertida a partir de la dureza Brinell, valor por debajo del rango normal HRC, sólo con fines comparativos).	17	17
Dureza, Vickers (Convertida a partir de la dureza Brinell)	228	228
Maquinabilidad (Recocido y estirado en frío. Basado en una maquinabilidad del 100% para el acero AISI 1212).	70	70

 

Fabricación y tratamiento térmico

El acero 4130 es ideal para procesos de fabricación y tratamiento térmico debido a su extraordinaria resistencia y su bajo contenido en carbono. El acero aleado AISI 4130 se utiliza habitualmente en diversas industrias, como la aeroespacial, la del automóvil y la del petróleo y el gas. El tubo 4130 es resistente a las incrustaciones, lo que lo hace adecuado para aplicaciones en las que intervienen altas temperaturas. Este acero aleado suele elegirse en lugar del acero dulce cuando se requiere una pared más gruesa o una mayor resistencia, ya que proporciona una resistencia equivalente a la del acero cromado 4130 pero con un peso inferior. La aleación de acero 4130 puede endurecerse mediante un proceso de tratamiento térmico de templado y revenido, lo que da como resultado un material resistente y duradero.

Cuando se trata de fabricación, el tubo 4130 suele forjarse para dar forma a los componentes deseados. Ofrece una buena resistencia y puede soportar los rigores del proceso de fabricación. El tratamiento térmico desempeña un papel crucial en la mejora de las propiedades de la aleación, incluidas su dureza y tenacidad. El acero UNS G41300 de grado 4130 se utiliza a menudo en la industria aeroespacial por su elevada relación resistencia-peso y su excelente soldabilidad. El Instituto Americano del Acero lo reconoce como un material versátil que puede mecanizarse y soldarse fácilmente. En general, el acero 4130 y su tubo fabricado son muy favorecidos en diversas aplicaciones debido a su excepcional fuerza, resistencia a la descamación y facilidad de fabricación.

El conformado del acero AISI 4130 puede realizarse en estado recocido.

• La soldadura del acero AISI 4130 puede realizarse con todos los métodos comerciales.
• Tratamiento térmico – El acero AISI 4130 se calienta a 871°C (1600°F) y luego se templa en aceite. Este acero suele tratarse térmicamente a temperaturas que oscilan entre 899 y 927°C (1650 y 1700°F).
• La forja del acero AISI 4130 puede realizarse entre 954 y 1204°C (1750 y 2200°F).
• El trabajo en caliente del acero AISI 4130 puede realizarse entre 816 y 1093°C (1500 y 2000°F).
• El acero AISI 4130 puede trabajarse en frío con métodos convencionales.
• El acero AISI 4130 puede recocido a 843°C (1550°F) seguido de un enfriamiento por aire a 482°C (900°F).
• El revenido del acero AISI 4130 puede realizarse entre 399 y 566°C (750 y 1050°F), en función del nivel de resistencia deseado.
• El endurecimiento del acero AISI 4130 puede realizarse mediante trabajo en frío o tratamiento térmico.

Maquinabilidad del cromoly

Maquinabilidad del cromoly:

La aleación 4130, comúnmente conocida como Chromoly, es un tipo de acero que se utiliza a menudo en lugar del acero dulce debido a su resistencia equivalente. El acero al carbono del interior del tubo de Chromoly está endurecido, lo que se traduce en una mayor resistencia. Este acero es forjable y soldable, lo que lo hace ideal para sectores como la aviación y las carreras. Es uno de los materiales más utilizados en estos sectores por su soldabilidad y facilidad de fabricación. Además, el cromoly es resistente a la descamación y la oxidación, por lo que es ideal cuando se necesita un material fuerte y ligero. Su superficie limpia y lisa también contribuye a su popularidad. En general, la maquinabilidad del Cromoly es muy favorable, lo que lo convierte en la opción preferida en diversas aplicaciones de los sectores de la aviación y las carreras.

 

¿A qué equivale el acero 4130?

Otras designaciones

Otras denominaciones equivalentes al acero aleado AISI 4130 son las siguientes;

AMS 6348	AMS 6371	ASTM A331	ASTM A829	DIN 1.7218
AMS 6350	AMS 6373	ASTM A506	MIL S-18729	UNI 25 CrMo 4
AMS 6351	AMS 6374	ASTM A507	MIL S-6758	JIS SCCrM 1
AMS 6360	AMS 6528	ASTM A513	SAE J1397	JIS SCM 2
AMS 6361	AMS 7496	ASTM A519	SAE J404	SS 2225
AMS 6362	ASTM A29	ASTM A646	SAE J412	B.S. CDS 110
AMS 6370	ASTM A322	ASTM A752	AFNOR 25 CD 4 (S)	SAE J770

 

Acerca del acero 4130 P+X:

El acero 4130 P+X es un acero de alta resistencia muy utilizado en aviación y competición. Se utiliza habitualmente para aplicaciones estructurales en ambos sectores porque ofrece una resistencia equivalente a la del acero dulce tradicional, aunque endurecido. Este acero es conocido por su mayor resistencia, lo que lo hace ideal para aplicaciones en las que debe utilizarse una pared más gruesa. El acero 4130 P+X también tiene un acabado limpio y sin oxidación tanto en el exterior como en el interior, lo que lo convierte en una opción popular entre los constructores de motocicletas y de chasis de coches de carreras por igual. Su resistencia y durabilidad equivalentes lo convierten en la opción preferida del sector. Ya sea para aviación o para carreras, el uso del acero 4130 P+X garantiza que las aplicaciones estructurales cumplan las normas de resistencia y rendimiento exigidas.

Acerca del acero 4130 L80:

Acerca del acero 4130 L80:

El acero 4130 L80 es una aleación de alta resistencia que ofrece una resistencia equivalente a la del acero dulce 4130. Este tipo de acero está templado y revenido, lo que aumenta su resistencia y lo hace apto para diversas aplicaciones. La adición de cromo y molibdeno como agentes reforzantes aumenta la resistencia del acero a la oxidación y garantiza un acabado limpio. Cuando se utiliza acero 4130 L80, es fundamental utilizar materiales de resistencia equivalente para mantener el nivel de resistencia deseado. Además, este acero presenta una buena ductilidad, lo que permite moldearlo y darle forma con facilidad. La Sociedad de Ingenieros de Automoción reconoce la calidad y el rendimiento del acero 4130 L80, lo que lo convierte en una opción popular en la industria del automóvil. Sin embargo, es importante tener en cuenta que el mecanizado se vuelve difícil cuando aumenta la dureza del acero. Por lo tanto, para garantizar el éxito del mecanizado, es necesario considerar detenidamente la cuestión y emplear los procesos adecuados.

Cómo se fabrica la barra y el tubo de acero 4130:

La barra y el tubo de acero 4130 se fabrican mediante un proceso específico que implica varias etapas. En primer lugar, el acero dulce se transforma en acero 4130 mediante una combinación de adiciones de aleación y tratamiento térmico. Este proceso mejora la resistencia del material, permitiéndole tener una resistencia equivalente a la del 4130. Las propiedades de alta resistencia de la barra y el tubo de acero 4130 los hacen ideales para aplicaciones que requieren durabilidad y fiabilidad. Además, el material resiste la oxidación y tiene una superficie limpia, lo que garantiza su longevidad y rendimiento. Cuando se fabrican productos que requieren el mismo nivel de resistencia que el acero 4130, es fundamental utilizar materiales que tengan propiedades equivalentes. Esto garantiza que el producto final tendrá el mismo nivel de resistencia y rendimiento que si se utilizara acero 4130. Por lo tanto, los materiales utilizados en este tipo de aplicaciones deben tener una resistencia equivalente para cumplir las normas exigidas.

 

P: ¿Sus tubos 4130 son recocidos o normalizados?

podemos hacer ambos tratamientos térmicos Sí, se pueden hacer tratamientos térmicos en el acero 4130. Los dos procesos de tratamiento térmico comúnmente empleados para el acero 4130 son:

1. 1. Recocido: Este proceso consiste en calentar el acero a una temperatura específica, normalmente unos 870°C (1600°F), y dejarlo enfriar lentamente de forma controlada. El recocido ayuda a aliviar las tensiones internas y a mejorar la maquinabilidad y conformabilidad del acero.
2. 2. Temple y revenido: Este proceso consiste en calentar el acero a una temperatura específica (normalmente en torno a los 1550 °F u 840 °C) y después enfriarlo rápidamente sumergiéndolo en un medio de temple como el aceite o el agua. Este enfriamiento rápido, conocido como temple, endurece el acero, haciéndolo más fuerte pero más quebradizo. Para devolverle algo de dureza, el acero se templa recalentándolo a una temperatura más baja (normalmente unos 600°F o 315°C) y dejándolo enfriar lentamente. Este proceso de templado ayuda a reducir la fragilidad y aumentar la ductilidad y tenacidad del acero.

Tanto el recocido como el templado y revenido pueden utilizarse para conseguir las propiedades deseadas en el acero 4130, dependiendo de los requisitos específicos de la aplicación.