Procurando por aço carbono, mas está confuso entre aço 1018 e 4018? Estamos aqui para ajudar você!
Para aplicações de alta resistência e serviços pesados, o aço 4140 é mais adequado que o 1018. No entanto, se sua principal preocupação for usinabilidade e soldagem, opte pelo aço 1018.
Quer saber mais? Veja as semelhanças e diferenças abaixo para escolher o melhor aço entre 1018 e 4140:
O que é o Aço 1018?
O aço 1018 ou AISI 1018 é um aço macio de baixo carbono. Se definirmos os números, '10' significa série 10xx de aços carbono conforme categorizado pelo AISI (American Iron and Steel Institute). Os últimos 2 dígitos, '18 ', define seu teor de carbono como 0.18% (aproximadamente).
O aço 1018 não é tão duro, o que o torna um metal excelente para usinagem e soldagem. Você pode moldá-lo em uma estrutura complexa, e ele é altamente adequado para aplicação geral. Além disso, eles têm excelente soldabilidade e propriedades mecânicas.
O que é aço 4140?
4140 tem mais teor de carbono do que o aço 1018. Isso aumenta a robustez e a resistência do aço. Os dois primeiros dígitos, '41', define o aço como pertencente à série AISI 41xx, e os dois últimos dígitos, '40', indicam seu teor de carbono de 0.40% (aproximadamente).
Devido ao maior teor de carbono, você pode usar aço 4140 para aplicações de serviço pesado. Além de carbono, ele também contém cromo, molibdênio, magnésio, etc. A presença desses elementos de liga endurece e aumenta a resistência do aço 4140.
Tabela de comparação: aço 1018 vs 4140 (visão geral)
| Propriedade | Aço 1018 | Aço 4140 |
|---|---|---|
| Formato | Aço de baixo carbono | Aço de liga leve |
| Principais elementos de liga | Manganês | Cromo, Molibdênio, Manganês |
| Resistência (Strength) | Moderado | Alto |
| Dureza: | Moderado | Alto |
| Ductilidade | Alto (excelente para conformação a frio) | Moderado |
| Capacidade de tratamento térmico | Limitada | Excelente |
| Usinabilidade | Excelente | Bom após recozimento |
| soldabilidade | Alto | Moderado |
| Resistência à Corrosão | Baixo | Baixo (ligeiramente superior ao aço 1018) |
| Custo | Abaixe | Mais elevado |
| Aplicação | Aplicações gerais, como peças de precisão, fixadores e armações | Aplicações de serviço pesado, como eixos, engrenagens e componentes de alto estresse. |
Aço 1018 vs. 4140: Comparação aprofundada
Composição e Elementos de Liga
Tanto o aço 1018 quanto o 4140 têm a maioria de ferro (Fe) em sua composição química. Comparando os elementos de liga, o 4140 contém mais elementos de liga do que o 1018. Além disso, o aço 4140 tem maior teor de carbono do que o aço 1018.
Além disso, a presença de elementos adicionais como cromo, silício e molibdênio torna o 4140 mais robusto e resistente à corrosão. Em contraste, o aço 1018 não possui esses elementos de liga.
| elemento de liga | Símbolo | Aço 1018 | Aço 4140 |
|---|---|---|---|
| Carbono | C | 0.15% - 0.20% | 0.380% - 0.430% |
| Fosforoso | P | 0.04% (máx.) | 0.035% |
| Manganês | Mn | 0.60% - 0.90% | 0.75% - 1.0% |
| Enxofre | S | 0.05% (máx.) | 0.040% |
| Chromium | Cr | - | 0.80% - 1.10% |
| Ferro | Fe | Saldo | Saldo |
| Silício | Si | - | 0.15% - 0.30% |
| Molibdênio | Mo | - | 0.15% - 0.25% |
Propriedades mecânicas
Comparado ao aço 1018, o aço 4140 tem uma resistência à tração que é aproximadamente 1.49 vezes maior. Se você precisa de uma solução robusta, o aço 4140 é mais adequado. Além disso, devido ao maior alongamento na ruptura, você pode moldar e dobrar o aço 4140 com maior flexibilidade.
| Diferenciais | Aço 1018 | Aço 4140 |
|---|---|---|
| Coeficiente de Poisson | 0.29 | 0.27-0.30 |
| Resistência à tração | 440 MPa | 655 MPa |
| Alongamento na ruptura (em 50 mm) | 15% | 25.70% |
| força de rendimento | 370 MPa | 415 MPa |
| Módulos de elasticidade | 205 GPa | 190-210 GPa |
| Módulo de cisalhamento | 80 GPa | 80 GPa |
Propriedades térmicas
As propriedades térmicas do aço 1018 e 4140 são bem similares. Eles compartilham as mesmas propriedades de fusão. No entanto, há diferenças em sua condutividade térmica. O aço 1018 tem uma condutividade térmica de 51.9 W/mK, que é muito maior do que 42.6 W/mK do aço 4140.
Isso torna o 1018 mais adequado para aplicações onde dissipação de calor eficiente e expansão térmica mínima são necessárias. Em contraste, o aço 4140 é ótimo para aplicações que lidam com tratamento térmico para aumentar a resistência.
| Características térmicas e elétricas | Aço 1018 | Aço 4140 |
|---|---|---|
| Coeficiente de expansão térmica | 12 µm/mK | 12.2 µm/m°C |
| Condutividade Térmica | 51.9 W / mK | 42.6 W / mK |
| Início de fusão (Solidus) | 1420 ° C | 1420 ° C |
| Conclusão de fusão (Liquidus) | 1460 ° C | 1460 ° C |
Características elétricas
O aço 1018 tem menor resistência elétrica do que o aço 4140. Ou seja, o fluxo de eletricidade em 1018 é mais suave em 1018, pois enfrenta menos obstáculos. Portanto, ele tem melhor condutividade elétrica do que o aço 4140. Então, se sua aplicação lida com condução elétrica, escolha o aço 1018.
| Particularidades | Aço 1018 | Aço 4140 |
|---|---|---|
| Resistividade elétrica | 1.590×10^{-7} ohm-m | 2.200×10^{-7}ohm-m |
| Condutividade Elétrica (% IACS) | 10.84% SIGC | 7.84% SIGC |
Usinabilidade e soldabilidade
A usinabilidade do aço está relacionada ao seu teor de carbono. Como o 1018 tem um teor de carbono menor que o aço 4140, ele é macio e fácil de trabalhar. Essa característica torna o 1018 mais usinável que o aço 4140. Você pode moldar sua estrutura complexa e também soldá-la com facilidade.
Em contraste, soldagem e usinagem são desafiadoras com aço 4140. Você precisa passar por um procedimento de pré-aquecimento antes da soldagem, o que aumenta os custos de fabricação.
Dureza:
O aço 4140 supera o aço 1018 em todos os tipos de testes de dureza. O teste de dureza Brinell mostra que o aço 4140 tem um valor de dureza de 197 kgf/mm². Em comparação, o aço 1018 é mais macio, com uma dureza de apenas 126 kgf/mm². Assim, você pode ver que a diferença é enorme. Então, considerando robustez e dureza, o aço 4140 vence a corrida.
| Teste de dureza | Aço 1018 | Aço 4140 |
|---|---|---|
| Dureza Brinell (BHN) | 126 kgf/mm² | 197 kgf/mm² |
| Dureza Knoop (KHN) | 145 kgf/mm² | 219 kgf/mm² |
| Dureza Rockwell B (HRB) | 71 HRB | 92 HRB |
| Dureza Vickers (VHN) | 131 kgf/mm² | 207 kgf/mm² |
Resistência à Corrosão
O aço 1018 tem baixa resistência à corrosão. Então, não é muito adequado para aplicações que lidam conscientemente com umidade. Em contraste, um teor de cromo de 0.80% – 1.10% em 4140 contribui para fornecer resistência à corrosão. A adição de molibdênio também estende suas características de resistência antiferrugem.
No entanto, comparado ao aço inoxidável, a resistência à corrosão do aço 4140 não é nada significativa. Ele requer galvanoplastia, revestimento e outras medidas para permanecer protegido em um ambiente excessivamente propenso à ferrugem.
Aplicação
A aplicação do aço depende de suas propriedades físicas e mecânicas. Devido à resistência mais macia e menor do aço 1018, ele é mais usado para aplicações gerais. Por exemplo:
- Eixos, pinos e acoplamentos
- parafusos, porcas e pinos
- molduras de móveis
- Peças para equipamentos de gramado
- Quadros de bicicleta
- Arados e componentes de colheitadeiras, etc.
Da mesma forma, você pode usar este aço para aplicações que lidam com baixo estresse.
Em contraste, alta resistência à tração e dureza tornam o aço 4140 adequado para aplicações de serviço pesado. Ele é amplamente usado em peças de máquinas, aeroespacial, automóveis, etc. Além disso, você também pode usar o aço 4140 para quaisquer componentes de alto estresse, por exemplo:
- Rolamentos
- virabrequins
- Matrizes, moldes, punções
- Eixos automotivos, eixos de reboque e semi-eixos
- Engrenagens para máquinas pesadas
- Fixadores aeroespaciais, etc.
Preço
Como o 4140 tem mais elementos de liga, ele é naturalmente mais caro que o aço 1018. Ele tem cromo, molibdênio e silício como elementos adicionais, o que aumenta seu custo. Então, comparando preços, o aço 1018 é mais acessível, mas se você quer resistência, vale a pena gastar o dinheiro extra no 4140.
Vantagens
Prós do aço 1018
- Facilidade de fabricação
- Custo-beneficio
- Amplamente disponível
- Boa usinabilidade e soldabilidade
- Resistência moderada e boa ductilidade
- Suporte a processos de conformação a frio
- Ideal para aplicações não críticas que exigem resistência moderada
Prós do aço 4140
- elevada resistência à tracção
- Alta resistência ao desgaste
- Boa resistência à fadiga
- Adequado para aplicações de alto estresse
- Mais resistente à corrosão do que o aço 1018
- Propriedades mecânicas aprimoradas após tratamento térmico
Desvantagem
Prós do aço 1018
- Menor força
- Resistência ao desgaste limitada
- Propenso à corrosão
- Não é adequado para aplicações pesadas ou de alto estresse
Prós do aço 4140
- Soldar é desafiador
- Necessita de tratamento térmico para desempenho ideal
- Propenso a rachar
- Mais caro que o aço 1018
Quais são as semelhanças entre o aço 1018 e o 4140?
Tanto o aço 1018 quanto o 4140 são aço carbono. Eles suportam soldagem de usinagem e podem passar por tratamento térmico para aumentar a resistência. Além disso, o aço 1018 e o 4140 têm capacidades comparáveis de armazenamento de energia térmica. Isso ocorre porque eles compartilham a mesma capacidade de calor específica de aproximadamente 470 J/kg-K.
Aço 1018 vs. aço 4140: Qual é o melhor para sua aplicação?
Considere as necessidades da sua aplicação
Para escolher o aço apropriado, você deve considerar sua aplicação. Se o material precisa passar por alto estresse e suportar cargas pesadas, vá com aço 4140. Ele tem maior resistência à tração para dar suporte a aplicações de serviço pesado. Por exemplo, engrenagens para veículos pesados, fixadores aeroespaciais, etc.
No entanto, para melhor soldagem e usinagem, o aço 1018 é melhor que o 4140. Soldar 1018 é fácil, não exigindo tratamento térmico adicional. Isso reduzirá seu custo de fabricação em muitas vezes.
Desempenho de longo prazo
Embora o aço 4140 exija mais custo inicial, a longo prazo, pode ser uma solução ganha-ganha devido à sua alta durabilidade. Além disso, também reduzirá seus custos de manutenção e substituição.
Propriedades mecânicas personalizadas
Tanto o aço 1018 quanto o 4140 suportam tratamento térmico. No entanto, se você precisa de propriedades mecânicas personalizadas, o 4140 dará melhores resultados. Ele responde a tratamentos térmicos como têmpera e revenimento, o que é excelente. Por outro lado, o tratamento térmico no 1018 não é muito eficaz.
Ambiente de trabalho
Se sua aplicação lida com condições ambientais severas, 4140 é uma opção mais durável. Ele pode defender contra estresse potencial e cargas pesadas. Além disso, ele também é mais resistente à corrosão em comparação com 1018.
Faça o orçamento
O orçamento é um fator crucial para a fabricação de qualquer item. Se você tem um orçamento apertado, 1018 é uma opção mais barata. Ele requer menos elementos de liga, reduzindo seu investimento geral. Por outro lado, 4140 lida com vários elementos adicionais e, em alguns casos, também precisa de tratamento térmico para fortalecimento. Tudo isso torna o 4140 muito mais caro do que o aço 1018.
No entanto, se você estiver disposto a gastar mais para atender às necessidades da aplicação e obter maior resistência, opte pelo aço 4140.
Obtenha uma consulta especializada
Para aplicações de nível industrial, você não deve hesitar em consultar especialistas. Os especialistas analisarão suas necessidades de aplicação, temperatura, capacidade de carga e outros fatores para escolher o certo entre 1018 e 4014.
Conclusão
Ao escolher entre o aço 1018 e o 4140, a principal coisa a considerar é sua aplicação. O 4140 tem alta resistência à tração e dureza, o que o torna adequado para aplicações pesadas. Você também pode aumentar sua tenacidade por meio de tratamento térmico. Em contraste, o 1018 é macio, mas tem maior usinabilidade. Então, se você precisa de mais flexibilidade na modelagem e conformação, o 1018 oferece melhores resultados.
No entanto, para usinagem CNC Aço 1018 e 4140, RICHCONN é sua opção preferida. Oferecemos usinagem para peças automotivas, máquinas industriais, ferramentas e outros componentes estruturais. Contate-nos o mais rápido possível para obter uma consultoria para seu projeto!
Perguntas Frequentes
Quais são os tratamentos térmicos adequados para o aço 4140?
O aço 4140 suporta uma ampla gama de tratamentos cardíacos, incluindo recozimento, têmpera, revenimento, cementação, etc.
O que é mais macio e quebradiço: aço 1018 ou 4140?
Devido ao baixo teor de carbono, o aço 1018 é mais macio e quebradiço que o 4140. Então, se você precisa de dureza, o aço 4140 é a opção ideal.
4140 é um aço carbono?
Sim, 4140 é um aço carbono com teor moderado de carbono. Ele contém cerca de 0.380% a 0.430% de carbono.
O que é aço 4140 tratado termicamente?
Aço 4140 tratado termicamente significa que o aço foi tratado termicamente para aumentar sua força, tenacidade e resistência ao desgaste. Tais aços são adequados para aplicações de serviço pesado.
Um aço 4140 pré-endurecido é duro o suficiente?
De acordo com a escala de dureza Rockwell C, a dureza do aço 4140 pré-endurecido geralmente varia de 28 a 32 HRC.
