¿Está buscando acero al carbono pero no sabe si es 1018 o 4018? ¡Estamos aquí para ayudarlo!
Para aplicaciones de alta resistencia y servicio pesado, el acero 4140 es más adecuado que el 1018. Sin embargo, si su principal preocupación es la maquinabilidad y la soldadura, opte por el acero 1018.
¿Quiere saber más? Revise las similitudes y diferencias que aparecen a continuación para elegir el mejor acero entre 1018 y 4140:
¿Qué es el acero 1018?
El acero 1018 o AISI 1018 es un acero dulce con bajo contenido de carbono. Si definimos los números, el '10' representa la serie 10xx de aceros al carbono, según la clasificación del AISI (Instituto Americano del Hierro y el Acero). Los dos últimos dígitos, ' 18' , definen su contenido de carbono como 0.18% (aproximadamente).
El acero 1018 no es tan duro, lo que lo convierte en un metal excelente para el mecanizado y la soldadura. Se puede moldear en una estructura compleja y es muy adecuado para aplicaciones generales. Además, tiene una excelente soldabilidad y propiedades mecánicas.
¿Qué es el acero 4140?
El acero 4140 tiene un mayor contenido de carbono que el acero 1018. Esto aumenta su robustez y resistencia. Los dos primeros dígitos, '41' , lo clasifican dentro de la serie AISI 41xx, y los dos últimos, '40' , indican su contenido de carbono de aproximadamente 0.40 %.
Debido al mayor contenido de carbono, se puede utilizar el acero 4140 para aplicaciones de alta resistencia. Además de carbono, también contiene cromo, molibdeno, magnesio, etc. La presencia de estos elementos de aleación endurece y aumenta la resistencia del acero 4140.
Cuadro comparativo: acero 1018 frente a acero 4140 (descripción general)
| Propiedad | Acero 1018 | Acero 4140 |
|---|---|---|
| Tipo | Acero bajo en carbono | Acero de baja aleación |
| Principales elementos de aleación | Manganeso | Cromo, molibdeno, manganeso |
| Solidez | Moderado | Alto |
| Dureza | Moderado | Alto |
| Ductilidad | Alto (excelente para conformación en frío) | Moderado |
| Capacidad de tratamiento térmico | Limitada | Excelente |
| maquinabilidad | Excelente | Bueno después del recocido |
| soldabilidad | Alto | Moderado |
| Resistencia a la Corrosión: | Bajo | Bajo (ligeramente superior al acero 1018) |
| Costo | Más Bajo | Más alto |
| Aplicación | Aplicaciones generales, como piezas de precisión, sujetadores y marcos. | Aplicaciones de servicio pesado, como ejes, engranajes y componentes de alta tensión. |
Comparación detallada entre acero 1018 y 4140
Elementos de composición y aleación.
Tanto el acero 1018 como el 4140 tienen la mayoría de hierro (Fe) en su composición química. Si comparamos los elementos de aleación, el 4140 contiene más elementos de aleación que el 1018. Además, el acero 4140 tiene un mayor contenido de carbono que el acero 1018.
Además, la presencia de elementos adicionales como cromo, silicio y molibdeno hace que el acero 4140 sea más robusto y resistente a la corrosión. Por el contrario, el acero 1018 carece de estos elementos de aleación.
| Elemento de aleación | Símbolo | Acero 1018 | Acero 4140 |
|---|---|---|---|
| Carbono | C | 0.15% - 0.20% | 0.380% - 0.430% |
| Fósforo | P | 0.04% (máx.) | 0.035% |
| Manganeso | Mn | 0.60% - 0.90% | 0.75% - 1.0% |
| Azufre | S | 0.05% (máx.) | 0.040% |
| Chromium | Cr | – | 0.80% - 1.10% |
| Hierro | Fe | Balance | Balance |
| Silicio | Si | – | 0.15% - 0.30% |
| Molibdeno | Mo | – | 0.15% - 0.25% |
Propiedades mecánicas
En comparación con el acero 1018, el acero 4140 tiene una resistencia a la tracción aproximadamente 1.49 veces mayor. Si necesita una solución robusta, el acero 4140 es más adecuado. Además, debido a su mayor elongación a la rotura, puede moldear y doblar el acero 4140 con mayor flexibilidad.
| Caracteristicas | Acero 1018 | Acero 4140 |
|---|---|---|
| el coeficiente de Poisson | 0.29 | 0.27-0.30 |
| Resistencia a la tracción | 440 MPa | 655 MPa |
| Alargamiento a la rotura (en 50 mm) | 15% | 25.70% |
| límite de elasticidad | 370 MPa | 415 MPa |
| Módulo de elasticidad | 205 GPa | 190-210 GPa |
| Módulo de corte | 80 GPa | 80 GPa |
Propiedades termales
Las propiedades térmicas del acero 1018 y del 4140 son bastante similares. Comparten las mismas propiedades de fusión. Sin embargo, existen diferencias en su conductividad térmica. El acero 1018 tiene una conductividad térmica de 51.9 W/mK, que es mucho mayor que los 42.6 W/mK del acero 4140.
Esto hace que el 1018 sea más adecuado para aplicaciones en las que se necesita una disipación de calor eficiente y una expansión térmica mínima. Por el contrario, el acero 4140 es ideal para aplicaciones que requieren un tratamiento térmico para aumentar la resistencia.
| Características térmicas y eléctricas | Acero 1018 | Acero 4140 |
|---|---|---|
| Coeficiente de expansión térmica | 12 µm/mK | 12.2 µm / m ° C |
| Conductividad Térmica | 51.9 W / mK | 42.6 W / mK |
| Inicio de la fusión (Solidus) | 1420 ° C | 1420 ° C |
| Finalización de la fusión (Liquidus) | 1460 ° C | 1460 ° C |
Características eléctricas
El acero 1018 tiene una resistencia eléctrica menor que el acero 4140. Es decir, el flujo de electricidad en el acero 1018 es más fluido, ya que enfrenta menos obstáculos. Por lo tanto, tiene una mejor conductividad eléctrica que el acero 1018. Por lo tanto, si su aplicación tiene que ver con la conducción eléctrica, elija el acero 4140.
| Características | Acero 1018 | Acero 4140 |
|---|---|---|
| La resistividad eléctrica | 1.590×10-7 ohmios-m | 2.200×10-7 ohmios-m |
| Conductividad eléctrica (% IACS) | 10.84% SIGC | 7.84% SIGC |
Maquinabilidad y Soldabilidad
La maquinabilidad del acero está relacionada con su contenido de carbono. Como el 1018 tiene un contenido de carbono menor que el acero 4140, es blando y fácil de trabajar. Esta característica hace que el 1018 sea más maquinable que el acero 4140. Puede moldear su compleja estructura y también soldarlo con facilidad.
Por el contrario, la soldadura y el mecanizado son complicados con el acero 4140. Es necesario pasar por un procedimiento de precalentamiento antes de soldar, lo que aumenta los costos de fabricación.
Dureza
El acero 4140 supera al acero 1018 en todos los tipos de pruebas de dureza. La prueba de dureza Brinell muestra que el acero 4140 tiene un valor de dureza de 197 kgf/mm². En comparación, el acero 1018 es más blando, con una dureza de solo 126 kgf/mm². Por lo tanto, se puede ver que la diferencia es enorme. Por lo tanto, considerando la robustez y la dureza, el acero 4140 gana la carrera.
| Examen de dureza | Acero 1018 | Acero 4140 |
|---|---|---|
| Dureza Brinell (BHN) | 126 kgf/mm² | 197 kgf/mm² |
| Dureza Knoop (KHN) | 145 kgf/mm² | 219 kgf/mm² |
| Dureza Rockwell B (HRB) | 71 horas | 92 horas |
| Dureza Vickers (VHN) | 131 kgf/mm² | 207 kgf/mm² |
Resistencia a la Corrosión:
El acero 1018 tiene una resistencia deficiente a la corrosión, por lo que no es adecuado para aplicaciones que se ocupen conscientemente de la humedad. Por el contrario, un contenido de cromo del 0.80 % al 1.10 % en el 4140 contribuye a proporcionar resistencia a la corrosión. La adición de molibdeno también amplía sus características de resistencia a la oxidación.
Sin embargo, en comparación con el acero inoxidable, la resistencia a la corrosión del acero 4140 no es significativa. Requiere recubrimientos, revestimientos y otras medidas para mantenerse protegido en un entorno excesivamente propenso a la oxidación.
Aplicación
La aplicación del acero depende de sus propiedades físicas y mecánicas. Debido a que el acero 1018 es más blando y tiene menor resistencia, se utiliza principalmente para aplicaciones generales. Por ejemplo:
- Ejes, pasadores y acoplamientos
- Pernos, tornillos y espárragos
- Marcos de muebles
- Piezas para equipos de césped
- cuadros de bicicleta
- Arados y componentes de cosechadoras, etc.
Asimismo, este acero se puede utilizar para aplicaciones que impliquen bajas tensiones.
Por el contrario, su alta resistencia a la tracción y dureza hacen que el acero 4140 sea adecuado para aplicaciones de alta resistencia. Se utiliza ampliamente en piezas de maquinaria, en la industria aeroespacial, en automóviles, etc. Además, también se puede utilizar el acero 4140 para cualquier componente sometido a altas tensiones, por ejemplo:
- Rodamientos
- cigüeñales
- Matrices, moldes, punzones
- Ejes de automóviles, ejes de remolques y semiejes
- Engranajes para maquinaria pesada
- Elementos de fijación aeroespaciales, etc.
Precio
Como el 4140 tiene más elementos de aleación, es naturalmente más caro que el acero 1018. Tiene cromo, molibdeno y silicio como elementos adicionales, lo que aumenta su costo. Por lo tanto, comparando precios, el acero 1018 es más asequible, pero si desea resistencia, vale la pena gastar el dinero adicional en el 4140.
Ventajas
Ventajas del acero 1018
- Facilidad de fabricación
- Rentabilidad
- Ampliamente disponible
- Buena maquinabilidad y soldabilidad.
- Resistencia moderada y buena ductilidad.
- Apoyo a procesos de conformado en frío
- Ideal para aplicaciones no críticas que requieren resistencia moderada.
Ventajas del acero 4140
- Alta resistencia a la tracción
- Alta resistencia al desgaste
- Buena resistencia a la fatiga
- Adecuado para aplicaciones de alto estrés
- Más resistente a la corrosión que el acero 1018
- Propiedades mecánicas mejoradas después del tratamiento térmico.
Desventaja
Ventajas del acero 1018
- Menor resistencia
- Resistencia al desgaste limitada
- Propenso a la corrosión
- No apto para aplicaciones de trabajo pesado o de alto estrés.
Ventajas del acero 4140
- La soldadura es un desafío
- Necesita tratamiento térmico para un rendimiento óptimo.
- Propenso a agrietarse
- Más caro que el acero 1018
¿Cuáles son las similitudes entre el acero 1018 y el 4140?
Tanto el acero 1018 como el 4140 son aceros al carbono. Admiten soldadura por mecanizado y pueden pasar por un tratamiento térmico para aumentar su resistencia. Además, el acero 1018 y el 4140 tienen capacidades de almacenamiento de energía térmica comparables. Esto se debe a que comparten la misma capacidad calorífica específica de aproximadamente 470 J/kg-K.
Acero 1018 vs acero 4140: ¿cuál es mejor para su aplicación?
Considere las necesidades de su aplicación
Para elegir el acero adecuado, debe tener en cuenta su aplicación. Si el material debe soportar grandes tensiones y cargas pesadas, elija el acero 4140. Tiene mayor resistencia a la tracción para soportar aplicaciones de servicio pesado. Por ejemplo, engranajes para vehículos pesados, sujetadores aeroespaciales, etc.
Sin embargo, para una mejor soldadura y mecanizado, el acero 1018 es mejor que el 4140. La soldadura del acero 1018 es fácil y no requiere tratamiento térmico adicional, lo que reducirá el costo de fabricación en gran medida.
Rendimiento a largo plazo
Aunque el acero 4140 requiere un mayor costo inicial, a largo plazo puede ser una solución beneficiosa para todos debido a su alta durabilidad. Además, también reducirá sus costos de mantenimiento y reemplazo.
Propiedades mecánicas personalizadas
Tanto el acero 1018 como el 4140 admiten el tratamiento térmico. Sin embargo, si necesita propiedades mecánicas personalizadas, el 4140 dará mejores resultados. Responde a tratamientos térmicos como el temple y el revenido, lo cual es excelente. Por otro lado, el tratamiento térmico del 1018 no es muy efectivo.
Ambiente de trabajo
Si su aplicación se enfrenta a condiciones ambientales adversas, el 4140 es una opción más duradera. Puede proteger contra posibles tensiones y cargas pesadas. Además, también es más resistente a la corrosión en comparación con el 1018.
Presupuesto
El presupuesto es un factor crucial para la fabricación de cualquier artículo. Si tiene un presupuesto ajustado, el 1018 es una opción más económica. Requiere menos elementos de aleación, lo que reduce la inversión total. Por otro lado, el 4140 requiere varios elementos adicionales y, en algunos casos, también necesita tratamiento térmico para reforzarlo. Todo esto hace que el 4140 sea mucho más caro que el acero 1018.
Sin embargo, si está dispuesto a gastar más para satisfacer las necesidades de la aplicación y lograr una mayor resistencia, opte por el acero 4140.
Obtenga asesoramiento de expertos
Para aplicaciones de nivel industrial, no dude en consultar a los expertos. Los expertos analizarán las necesidades de su aplicación, la temperatura, la capacidad de carga y otros factores para elegir el adecuado entre 1018 y 4014.
Conclusión
Al elegir entre el acero 1018 y el 4140, lo más importante que hay que tener en cuenta es su aplicación. El 4140 tiene una alta resistencia a la tracción y dureza, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de alta resistencia. También se puede aumentar su tenacidad mediante un tratamiento térmico. Por el contrario, el 1018 es blando pero tiene una mayor maquinabilidad. Por lo tanto, si se requiere más flexibilidad en el moldeado y formado, el 1018 ofrece mejores resultados.
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Preguntas Frecuentes
¿Cuáles son los tratamientos térmicos adecuados para el acero 4140?
El acero 4140 admite una amplia gama de tratamientos de corazón, incluidos recocido, temple, revenido, cementación, etc.
¿Qué es más blando y quebradizo: el acero 1018 o el 4140?
Debido al bajo contenido de carbono, el acero 1018 es más blando y quebradizo que el 4140. Por lo tanto, si necesita dureza, el acero 4140 es la opción ideal.
¿El 4140 es un acero al carbono?
Sí, el 4140 es un acero al carbono con un contenido moderado de carbono. Contiene entre un 0.380 % y un 0.430 % de carbono.
¿Qué es el acero 4140 tratado térmicamente?
El acero 4140 tratado térmicamente significa que el acero ha sido tratado térmicamente para mejorar su resistencia, dureza y resistencia al desgaste. Estos aceros son adecuados para aplicaciones de servicio pesado.
¿Es un acero 4140 preendurecido lo suficientemente duro?
Según la escala de dureza Rockwell C, la dureza del acero 4140 preendurecido suele oscilar entre 28 y 32 HRC.
