Materiales y grados
Acero al cromo 5140 / 41Cr4 / SCr440: equivalentes 530M40 (EN18) y 1.7035
El 5140 es un acero al cromo de contenido medio de carbono, con alrededor de 0.40 % de carbono, templado y revenido para ejes, flechas y piezas de dirección. Sus equivalentes más cercanos son 41Cr4 (1.7035) en Europa, 530M40 (EN18 antiguo) en el Reino Unido, 40Cr4 en India y SCr440 en Japón; todos tienen más cromo que el 5140.
Nombres por norma
Cómo se llama en cada región
| Región | Sistema | Designación | Norma | Coincidencia |
|---|---|---|---|---|
| USA | AISI/SAE | 5140 | SAE J404; ASTM A29 (barra) | Mismo material |
| UNS | G51400 | — | Mismo material | |
| UK | BS 970 | 530M40Listado frente a 41Cr4 y SAE 5140 por Saarstahl y Ovako. La norma BS 970 fue retirada en favor de las normas europeas. | BS 970-3 | Equivalente más cercano |
| BS 970 | 530A40Variante con composición especificada, listada junto al 530M40 por Saarstahl y AZoM. | BS 970-1:1991 | Equivalente más cercano | |
| Serie EN heredada de la BS 970 | EN18Nombre reemplazado, pero sigue siendo el nombre británico más buscado. Sus límites difieren ligeramente de los del 530M40. | — | Equivalente más cercano | |
| EU | Nombre según EN 10027-1 | 41Cr4Carbono 0.38–0.45 %, cromo 0.90–1.20 %. El mismo nombre se usó en la norma DIN 17200, ya reemplazada. | EN 10083-3; EN ISO 683-2 | Equivalente más cercano |
| Número según EN 10027-2 | 1.7035 | EN 10083-3 | Equivalente más cercano | |
| Nombre según EN 10027-1 | 41CrS4 (1.7039)Versión resulfurada, con azufre controlado a 0.020–0.040 % para mejorar la maquinabilidad. | EN 10083-3 | Equivalente más cercano | |
| India | IS 1570 | 40Cr4El rango de carbono de 0.35–0.45 % es más amplio que el 0.38–0.43 % del 5140; cromo 0.90–1.20 %. | IS 1570 (Part 4):1988 | Equivalente más cercano |
| IS 11169 (Parte 1) | 41Cr3Acero para recalcado en frío y extrusión en frío. Sus límites son iguales a los del SAE 5140 (C 0.38–0.43 %, Mn 0.70–0.90 %, Cr 0.70–0.90 %, fósforo ≤0.030 %), y el anexo de la norma lo marca como idéntico al SAE 5140. | IS 11169 (Part 1):2022 | Equivalente | |
| Japan | JIS G 4053 | SCr440Mismo contenido de carbono (0.38–0.43 %) que el 5140, con más manganeso y cromo. | JIS G 4053 | Equivalente más cercano |
Sobre la equivalencia
- El 5140 tiene 0.70–0.90 % de cromo; el 41Cr4, el 40Cr4 y el SCr440 tienen todos 0.90–1.20 %. Por eso se listan como los más cercanos y no como equivalentes, aunque las tablas suelen emparejarlos.
- Saarstahl lista el SAE 5140 frente al 41Cr4 y al 530M40. Ovako lista el 41Cr4 con el 530M40, 530H40, EN18, SCR440, 42C4, 1.7035 y 1.7039. AZoM lista el 530M40, el 530A40 y el 530H40 para el 5140.
- El EN18 y el 530M40 no son idénticos. Total Materia indica para el EN18 0.35–0.45 % de C, 0.60–0.95 % de Mn y 0.85–1.15 % de Cr, y para el 530M40 0.36–0.44 % de C y 0.90–1.20 % de Cr. Aquí solo se usan los límites que indica esa fuente.
- El 40Cr4 indio (IS 1570 Parte 4) tiene un rango de carbono más amplio (0.35–0.45 %) que el 5140. Un listado separado de IS 3930 para acero de temple por llama e inducción muestra 0.38–0.44 % de C, así que importa qué norma cita el plano.
- La IS 11169 (Parte 1):2022 incluye el 41Cr3, un acero para recalcado en frío con los mismos límites que el SAE 5140, incluido el 0.70–0.90 % de cromo. Es el grado indio más cercano por composición; el 40Cr4 es el grado general de la tabla de IS 1570 (Parte 4).
- Los límites japoneses provienen de la tabla JIS G 4053 de Kobelco (revisión de 2008). Las ediciones anteriores de JIS imprimían manganeso 0.60–0.85 %, y no se pudo consultar la edición de 2023, por lo que conviene verificar la edición vigente.
- El límite de silicio SAE es 0.15–0.35 % en las tablas de proveedores utilizadas aquí; AZoM y eFunda indican 0.15–0.30 %.
Composición química
Límites de composición, % en masa
| Elemento | 5140EE. UU. · ASTM A29 / SAE J404 (barra) | 530M40Reino Unido · BS 970-3 (según la lista de Total Materia) | EN18Reino Unido · BS 970 (edición original), según la lista de Total Materia | 41Cr4 (1.7035)UE · EN 10083-3 (análisis de colada) | 40Cr4India · IS 1570 (Part 4):1988 | 41Cr3India · IS 11169 (parte 1):2022 (análisis de cuchara) | SCr440Japón · JIS G 4053 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | 0.38–0.43 | 0.36–0.44 | 0.35–0.45 | 0.38–0.45 | 0.35–0.45 | 0.38–0.43 | 0.38–0.43 |
| Si | 0.15–0.35 | — | — | ≤0.40 | 0.10–0.35 | 0.15–0.35 | 0.15–0.35 |
| Mn | 0.70–0.90 | — | 0.60–0.95 | 0.60–0.90 | 0.60–0.90 | 0.70–0.90 | 0.60–0.90 |
| P | ≤0.035 | — | — | ≤0.025 | — | ≤0.030 | ≤0.030 |
| S | ≤0.040 | — | — | ≤0.035 | — | ≤0.040 | ≤0.030 |
| Cr | 0.70–0.90 | 0.90–1.20 | 0.85–1.15 | 0.90–1.20 | 0.90–1.20 | 0.70–0.90 | 0.90–1.20 |
| Ni | — | — | — | — | — | ≤0.25 | ≤0.25 |
| Mo | — | — | — | — | — | ≤0.06 | — |
| Cu | — | — | — | — | — | ≤0.35 | — |
Propiedades mecánicas
Resistencia y dureza
| Condición | Resistencia a la tracción | Límite elástico | Alargamiento | Dureza |
|---|---|---|---|---|
| Recocido (5140)Valores típicos, no mínimos especificadosAZoM, acero aleado AISI 5140 (UNS G51400) | 82.7 ksi (570 MPa) | 42.8 ksi (295 MPa) | — | 167 HB |
| Templado y revenido (+QT)Valores especificados, diámetro menor de 16 mm; el límite elástico y el alargamiento son mínimosEN 10083-3, 41Cr4, según la ficha técnica de Saarstahl | 145–174 ksi (1000–1200 MPa) | ≥116 ksi (≥800 MPa) | ≥11 % | — |
| Templado y revenido (+QT)Valores especificados, diámetro de 16–40 mm; el límite elástico y el alargamiento son mínimosEN 10083-3, 41Cr4, según la ficha técnica de Saarstahl | 131–160 ksi (900–1100 MPa) | ≥96 ksi (≥660 MPa) | ≥12 % | — |
| Templado y revenido (+QT)Valores especificados, diámetro de 40–100 mm; el límite elástico y el alargamiento son mínimosEN 10083-3, 41Cr4, según la ficha técnica de Saarstahl | 116–138 ksi (800–950 MPa) | ≥81 ksi (≥560 MPa) | ≥14 % | — |
| Recocido blando (+A), 41Cr4Dureza máxima especificada, barra de 20–160 mmOvako Steel Navigator, 41Cr4; ficha técnica de Saarstahl 41Cr4 | — | — | — | ≤241 HB |
| Templado en aceite y revenido (40Cr4)Especificado, con sección determinante limitada a 100 mm; la dureza es solo orientativaIS 1570 (Parte 4):1988, tabla 4 | 100–122 ksi (690–840 MPa) | ≥71 ksi (≥490 MPa) | ≥14 % | 201–248 HB |
| Templado en aceite y revenido (40Cr4)Especificado, con sección determinante limitada a 63 mm; la dureza es solo orientativaIS 1570 (Parte 4):1988, tabla 4 | 115–136 ksi (790–940 MPa) | ≥80 ksi (≥550 MPa) | ≥12 % | 229–277 HB |
| Templado en aceite y revenido (40Cr4)Especificado, con sección determinante limitada a 30 mm; la dureza es solo orientativaIS 1570 (Parte 4):1988, tabla 4 | 129–151 ksi (890–1040 MPa) | ≥94 ksi (≥650 MPa) | ≥11 % | 255–311 HB |
En la práctica
Comportamiento, tratamiento térmico y usos
Características
- El cromo de 0.70–0.90 % da un temple más profundo que un acero al carbono simple con 0.40 % de carbono, como el 1040. Ovako indica que el 41Cr4 templa a través en aceite hasta unos 40 mm de diámetro.
- Apto para temple por llama e inducción; Ovako indica una dureza superficial mínima de 52 HRC después del temple por inducción del 41Cr4.
- El índice de maquinabilidad es 65 % del acero de corte fácil 1212 en estado recocido o estirado en frío (AZoM).
- La soldabilidad es limitada. Los aceros templados y revenidos con más de 0.30 % de carbono corren el riesgo de tener una zona afectada por el calor dura, por lo que la soldadura requiere precalentamiento y una práctica de bajo hidrógeno (thyssenkrupp Materials Services).
- No contiene molibdeno, a diferencia del 4130 y el 4140.
Tratamiento térmico
- Forja o laminado en caliente: 1100–850 °C (2010–1560 °F) (Saarstahl, 41Cr4).
- Normalizado: 850–880 °C (1560–1615 °F), enfriado al aire (Saarstahl).
- Recocido blando: 680–720 °C (1255–1330 °F), enfriamiento en horno (Saarstahl). Ovako indica 670–710 °C (1240–1310 °F).
- Temple: 820–860 °C (1510–1580 °F) en aceite o agua (Saarstahl). Ovako indica 830–860 °C (1525–1580 °F).
- Revenido: 540–680 °C (1005–1255 °F) (Saarstahl, Ovako).
Usos habituales
- Cigüeñales
- Ejes delanteros y muñones de dirección
- Piezas de dirección
- Ejes, husillos y espárragos
- Piezas con temple por llama o por inducción
Aceros aleados y de cementación
Grados similares comparados
| Grado | C % | Mn % | Cr % | Ni % | Resistencia a la tracción, primera condición indicada |
|---|---|---|---|---|---|
| 5140 / 41Cr4 | 0.38–0.43 | 0.70–0.90 | 0.70–0.90 | ≤0.25 | 82.7 ksi (570 MPa) |
| 4130 / 25CrMo4 | 0.28–0.33 | 0.40–0.60 | 0.80–1.10 | ≤0.25 | 85–110 ksi (590–760 MPa) |
| 4135 / 34CrMo4 | 0.33–0.38 | 0.70–0.90 | 0.80–1.10 | ≤0.25 | 145–174 ksi (1000–1200 MPa) |
| 4140 / 42CrMo4 | 0.38–0.43 | 0.75–1.00 | 0.80–1.10 | ≤0.25 | 95.0 ksi (655 MPa) |
| 4145 | 0.43–0.48 | 0.75–1.00 | 0.80–1.10 | ≤0.25 | ≥140 ksi (≥965 MPa) |
| 4150 / 50CrMo4 | 0.48–0.53 | 0.75–1.00 | 0.80–1.10 | ≤0.25 | 106.0 ksi (731 MPa) |
| 4340 / EN24 | 0.38–0.43 | 0.60–0.80 | 0.70–0.90 | 1.65–2.00 | 108 ksi (745 MPa) |
| 6150 / 51CrV4 | 0.48–0.53 | 0.70–0.90 | 0.80–1.10 | ≤0.40 | 97.2 ksi (670 MPa) |
| 8640 / SNCM240 | 0.38–0.43 | 0.75–1.00 | 0.40–0.60 | 0.40–0.70 | 145–205 ksi (1000–1413 MPa) |
| 16MnCr5 | 0.13–0.18 | 0.70–0.90 | 0.70–0.90 | ≤0.25 | ≥145 ksi (≥1000 MPa) |
Composición de la norma estadounidense cuando existe; en los demás casos, la primera norma indicada en la página de cada grado. Las condiciones de resistencia difieren entre grados; abra la página de cada grado para ver la tabla completa.
Preguntas resueltas
Preguntas frecuentes
¿Cuál es el equivalente del acero 5140?
41Cr4 (1.7035) en Europa, 530M40 (EN18 antiguo) en el Reino Unido, 40Cr4 en India y SCr440 en Japón. Son similares, pero no idénticos: tienen 0.90–1.20 % de cromo, frente a 0.70–0.90 % del 5140.
¿El 5140 es igual al 41Cr4?
Son equivalentes cercanos y suelen sustituirse entre sí. El 41Cr4 tiene 0.38–0.45 % de carbono y 0.90–1.20 % de cromo; el 5140 tiene 0.38–0.43 % de carbono y 0.70–0.90 % de cromo. El 41Cr4 templa un poco más profundo.
¿El EN18 es igual al 5140?
El EN18 es el nombre británico antiguo de un acero con 1 % de cromo, hoy 530M40 (BS 970) o 41Cr4 (EN). Es un equivalente cercano del 5140, con más cromo y un rango de carbono más amplio (0.35–0.45 %).
¿Cuál es la diferencia entre el 5140 y el 4140?
El 4140 contiene 0.15–0.25 % de molibdeno y 0.80–1.10 % de cromo; el 5140 no tiene molibdeno y tiene 0.70–0.90 % de cromo. El carbono es el mismo (0.38–0.43 %). El 4140 templa más profundo y conserva mejor su resistencia al revenirse.
¿Se puede templar por inducción el 5140?
Sí. Ovako lista el 41Cr4 para temple por inducción, con una dureza superficial mínima de 52 HRC. El núcleo conserva sus propiedades de templado y revenido o de normalizado.
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Referencias relacionadas
Referencias
Fuentes
- Hoja de especificación de material de Saarstahl: 41Cr4 / 41CrS4 (1.7035 / 1.7039) — Propiedades +QT por diámetro, tratamiento térmico y equivalencia con BS 530M40 y SAE 5140.
- Ovako Steel Navigator (guía de aceros): 41Cr4 — Composición EN, propiedades +QT, tratamiento térmico, templabilidad y designaciones similares.
- Kobelco: tablas de especificaciones de alambrón y barras (JIS G 4053) — Composición del SCr440 según la tabla JIS G 4053 (revisión de 2008).
- Bureau of Indian Standards, IS 1570 (Parte 4):1988, tablas para aceros forjados y aceros aleados (copia de Public.Resource.Org) — Tabla 1, composición, y tabla 4, propiedades templadas y revenidas, para el 40Cr4.
- Ficha técnica de thyssenkrupp Materials Services: 51CrV4 (nota de soldabilidad para aceros templados y revenidos con más de 0.30 % de C) — Nota general de soldadura para aceros aleados templados y revenidos.
- AZoM: acero aleado AISI 5140 (UNS G51400) — Propiedades típicas en estado recocido, maquinabilidad y otras designaciones.
- Total Materia: BS 530 M 40 — Se ven los límites de C y Cr.
- Total Materia: BS En18 — Se ven los límites de C, Mn y Cr.
- Total Materia: IS 40Cr4 (IS 3930:1994) — Listado de acero para temple por llama e inducción; carbono 0.38–0.44 %.
- Acero Songshun: 5140 (1.7035, SCr440) — Límites de ASTM A29 para el 5140, incluidos los máximos de silicio y de P/S.
- Bureau of Indian Standards, IS 11169 (Parte 1):2022, aceros para recalcado en frío y extrusión en frío, aceros al carbono y aleados forjados (copia de Public.Resource.Org) — Tabla C.2, límites de análisis de cuchara para el 41Cr3; tabla E.1, equivalencia con SAE 5140.
Los valores resumen límites publicados y datos típicos. La norma vigente y su edición actual son las que rigen; verifíquelas antes de especificar.