O eixo de um automóvel de competição BAJA é feito de aço SAE 4340, em seu projeto original. Uma revisão de projeto prevê redução de peso e de custo para vários componentes. Elabore um pequeno projeto, argumentando se é ou não possível trocar este aço por outro, levando em consideração a redução de custo e dimensional. Utilize todos os tratamentos térmicos que você aprendeu até o momento para este reprojeto.
Soluções para a tarefa
Sim é possível trocar pelo aço O aço 4140 é um aço para beneficiamento com temperabilidade média, ligado ao cromo e molibdênio, utilizado na fabricação de diferentes componentes mecânicos onde se deseja uma boa combinação de resistência mecânica média e resistência à fratura. Também possui elevada resistência à fadiga.
É utilizado em componentes para sistemas mecânicos de uso geral onde o uso do aço SAE 1045 não se aplica por consequência de sua melhor capacidade de endurecimento em maiores seções transversais, resistência à fadiga e à fratura.
Utilizado em rolamentos, cilindros, engrenagens, eixos hidráulicos, eixos furados, anéis, porcas e parafusos, tirantes, etc.
Forjamento
O aço GGD 4140 deve ser realizado na temperatura mínima de 925ºC e máxima de 1220ºC.
Tratamento Térmico
Recozimento: O tratamento deve ser feito na temperatura próxima de 850ºC por no mínimo 1 hora para cada 25 mm. Resfriar lentamente no forno.
Normalização: O tratamento deve ser feito na temperatura próxima de
870 – 900ºC por no mínimo 1 hora para cada 25 mm. Resfriar ao ar. Em casos especiais pode se utilizar ar forçado.
Têmpera: Austenitizar em temperatura entre 840 – 870ºC. Aquecer por 1 hora para cada 25 mm de espessura e adicionar 1 hora para cada 25 mm adicionais.
Resfriar em óleo ou polímero. O resfriamento em polímero conduz a menor variação dimensional e maior homogeneidade microestrutural.
Revenimento: Deve ser realizado imediatamente após a têmpera quando a temperatura atingir ~ 70ºC. A temperatura de revenimento deve ser selecionada de acordo com a dureza especifica cada no componente. Para isto utilizar a curva de revenimento. Manter na temperatura de revenimento por no mínimo 1 hora para cada 25 mm de espessura e utilizar no mínimo por duas horas. Não revenir entre 230-370ºC por causa da fragilidade ao revenido.
Nitretação: Este aço pode ser nitretado para elevar a resistência ao desgaste pelo endurecimento superficial. A dureza máxima depende da condição prévia de tratamento térmico. Componentes beneficiados antes da nitretação terão melhor característica de endurecimento atingindo dureza máxima próxima de 800 HV. Recomenda-se profundidade de endurecimento entre 0,30 e 0,60 mm.
Têmpera Superficial: Pode ser realizada por processo de chama ou indução para durezas superiores a 55 HRC.
Sobre as diversas formas de eixo para automóveis de competição, temos que é possível trocar pelo aço o aço 4140 é um aço para beneficiamento com temperabilidade média, ligado ao cromo e molibdênio, utilizado na fabricação de diferentes componentes mecânicos.
Tal fator possibilita assim uma boa combinação de resistência mecânica média e resistência à fratura. Também possui elevada resistência à fadiga.
Importante notar que o referido aço é utilizado em componentes para sistemas mecânicos de uso geral onde o uso do aço SAE 1045 não se aplica por consequência de sua melhor capacidade de endurecimento em maiores seções transversais, resistência à fadiga e à fratura.
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