Aço 4340 (SAE 4340 / 34CrNiMo6)
Aço baixa liga níquel-cromo-molibdênio de alta temperabilidade
O aço 4340 é um aço médio carbono ao Ni-Cr-Mo com temperabilidade superior ao 4140, o que permite alta resistência e tenacidade no núcleo de seções grandes. Fornecido recozido ou beneficiado; versão VAR (AMS 6414) para uso aeronáutico.
Designações e equivalências
| Sistema | Designação |
|---|---|
| UNS | G43400 |
| W.Nr./EN | ≈ 34CrNiMo6 – 1.6582 (EN ISO 683-2); ≈ 36CrNiMo4 – 1.6511 |
| DIN | 34CrNiMo6 |
| JIS | SNCM439 |
| Comercial | 4340, BS 817M40 (EN24) |
| Outras | AMS 6414 (VAR), AMS 6415; E4340 (forno elétrico) |
Normas por forma de produto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Barra (composição) | SAE J404 / ASTM A29 |
| Barra beneficiada | ASTM A434 |
| Barra/forjado aeronáutico | AMS 6414 (VAR) / AMS 6415 |
| Forjado | ASTM A668 / sob especificação do cliente |
| Tubo mecânico | ASTM A519 |
| Chapa | ASTM A829 |
| Parafusos | ASTM A320 L43 (porcas A194 grau 4 ou 7) |
Tolerâncias e NCM
- Barras forjadas (redondas e quadradas): sobremetal de 2 mm (Ø 6–16 mm) a 24 mm (Ø 400–500 mm) no diâmetro. Ex.: Ø 100–125 mm acabado: +7 mm, tolerância +6 / −0 (comprimento até 3.500 mm).
- Discos forjados: sobremetal de 4 a 9 mm no diâmetro e de 3 a 11 mm na altura, tolerância só positiva.
- Corte e usinagem: serra fita −0 / +5 a +15 mm no comprimento; jato d’água +10 % da espessura no diâmetro (mín. 2 mm); usinados −0 / +2 a +5 mm no diâmetro. Ver tabelas completas (INF 002 e INF 003, iguais para todas as ligas).
| Forma | NCM (Brasil, 8 dígitos) | HS (internacional, 6 dígitos) | HTS (EUA, 10 dígitos)* | CN (União Europeia, 8 dígitos)* |
|---|---|---|---|---|
| Barra forjada | 7228.40.00 | 7228.40 | 7228.40.0000 | 7228 40 90 |
| Barra laminada a quente | 7228.30.00 | 7228.30 | 7228.30.8041 | 7228 30 61 |
| Chapa grossa (> 10 mm, largura ≥ 600 mm) | 7225.40.90 | 7225.40 | 7225.40.3050 | 7225 40 40 |
| Tubo sem costura | 7304.19.00 | 7304.19 | 7304.19.5050 | 7304 19 10 |
| Tubo com costura | 7306.19.00 | 7306.19 | 7306.19.5150 | 7306 19 00 |
| Flange e conexão | 7307.91.00 | 7307.91 | 7307.91.5030 | 7307 91 00 |
Classe fiscal: aço carbono ligado (aço liga) (pela composição química, conforme as Notas do Capítulo 72 e a Nota 5 da Seção XV).
Tubos: 7304.19 e 7306.19 são tubos de linha para oleodutos e gasodutos; tubo de caldeira, trocador ou processo vai em 7304.39/7304.59 (sem costura) e 7306.30/7306.50 (com costura).
*: códigos de EUA e UE de referência. NCM pela legislação vigente (Regras Gerais de Interpretação, Notas dos Capítulos 72, 74 e 75 e Nota 5 da Seção XV). Confirme a NCM final com seu despachante conforme a dimensão e o acabamento do item. HS = 6 primeiros dígitos da NCM.
Composição química (%)
SAE J404 / ASTM A29
| Elemento | Faixa (%) |
|---|---|
| C | 0,38 – 0,43 |
| Mn | 0,60 – 0,80 |
| P | ≤ 0,035 |
| S | ≤ 0,040 |
| Si | 0,15 – 0,35 |
| Ni | 1,65 – 2,00 |
| Cr | 0,70 – 0,90 |
| Mo | 0,20 – 0,30 |
| Fe | balanço |
Calcule o carbono equivalente de Aço 4340 (SAE 4340) para a soldagem →
Propriedades mecânicas
Temperado e revenido, seção Ø 40–100 mm (referência 34CrNiMo6 +QT, EN 10083-3 / ISO 683-2)
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Limite de escoamento | ≥ 800 MPa |
| Resistência à tração | 1.000 – 1.200 MPa |
| Alongamento | ≥ 11% |
| Charpy V (20 °C) | ≥ 45 J |
| Dureza beneficiado comercial | ≈ 28 – 36 HRC (típico; LR 930–1.080 MPa) |
| Dureza recozido | ≤ 248 HB |
Propriedades físicas típicas
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | 7,85 g/cm³ |
| Faixa de fusão | ≈ 1.425 – 1.500 °C |
| Módulo de elasticidade | ≈ 205 GPa |
| Condutividade térmica (20 °C) | ≈ 44 W/m·K |
| Expansão térmica (20–100 °C) | ≈ 12,3 µm/m·K |
Calcule o peso de barra, chapa ou tubo de Aço 4340 (SAE 4340) →
Tratamento térmico, soldagem e usinagem
| Item | Prática usual |
|---|---|
| Temperatura de serviço | Até ≈ 400 °C em serviço estrutural, sempre abaixo da temperatura de revenido. Não indicado para alta temperatura prolongada (usar Cr-Mo-V). |
| Tratamento térmico | Recozimento 830–850 °C, resfriamento lento. Normalização 850–880 °C. Têmpera: austenitizar 830–860 °C, óleo. Revenido 200–650 °C conforme resistência (evitar 250–400 °C, fragilidade do revenido). Aceita nitretação e têmpera por indução. |
| Soldagem | Soldagem difícil (CE ≈ 0,85, risco de trinca a frio): pré-aquecimento 250–350 °C, consumíveis de baixo hidrogênio (AWS E11018-M / E12018-M ou E9018-B3 conforme resistência; ER100S-1/ER120S-1), revenimento pós-solda imediato. Preferir soldar recozido e beneficiar depois. |
| Usinagem | Razoável no recozido (≈ 50–55% do 1212); no beneficiado exige metal duro e rigidez. |
Calcule o forjado livre em Aço 4340 (SAE 4340): redução, esbeltez e quanto material enviar →Simule o plano de corte do lingote ou da barra →
Metal de adição para soldar
A composição do arame normalmente não é idêntica à do material: cada página explica o motivo.
Aplicações típicas
- Eixos e árvores de grande seção
- Engrenagens e coroas de transmissão pesada
- Trens de pouso e componentes estruturais aeronáuticos (VAR)
- Virabrequins e bielas de alta solicitação
- Forjados para óleo e gás e mineração
- Parafusos de alta resistência
- Ferramentas e mandris de perfuração
- Vasos de pressão e componentes hidráulicos de alta pressão
- Carcaças de motores de foguete e componentes de defesa
Alternativas: 4140 para seções menores e custo menor; 300M (4340 + Si, V) para resistência > 1.900 MPa; 18Ni maraging para ultra-alta resistência; 8550 nitretado para desgaste superficial.
Aço 4340 (SAE 4340): guia completo
Por que escolher o 4340
O níquel (1,65 – 2,00%), somado ao cromo e ao molibdênio, dá ao 4340 temperabilidade maior que a do 4140. Assim a peça chega a alta resistência e tenacidade também no núcleo de seções grandes, onde outros aços liga não chegam. Por isso é escolhido para peças muito solicitadas: eixos e engrenagens de transmissão, trens de pouso, vasos de pressão e componentes de defesa.
Condição de fornecimento
É fornecido recozido ou beneficiado (temperado e revenido), tipicamente com resistência à tração de 930 a 1.080 MPa. Recozido, tem boa ductilidade: pode ser dobrado, conformado e usinado pelos métodos usuais. Têmpera em óleo e revenido, ou normalização e revenido, elevam a resistência e a resistência à fadiga.
Endurecimento superficial
Peças já beneficiadas aceitam têmpera por indução ou por chama e nitretação. O resultado é uma superfície dura, resistente ao desgaste e à abrasão, sobre um núcleo tenaz que suporta choque e impacto.
4340 para parafusos de grande diâmetro (A320 L43, “4340 PET”)
Em estojos de baixa temperatura acima de Ø 2½", o 4140 (A320 L7) já não tempera bem no núcleo. O grau ASTM A320 L43 usa o 4340: C 0,38 – 0,43%, Mn 0,75 – 1,00%, Ni 1,65 – 2,00%, Cr 0,70 – 0,90% e Mo 0,20 – 0,30%, temperado e revenido. Até Ø 4" exige tração ≥ 860 MPa (125 ksi), escoamento ≥ 724 MPa (105 ksi), alongamento ≥ 16%, redução de área ≥ 50% e Charpy ≥ 27 J (20 ft·lbf) a −101 °C. Porcas A194 grau 4 ou 7.
Em pedidos para a Petrobras esse material às vezes aparece como “4340 PET”*. Como no 4140, o nome de compra deve ser a especificação ASTM do fixador. O L43 não aparece na tabela de materiais de um dos procedimentos de fornecimento de fixadores consultados (que lista B7, B7M, L7 e L7M); confirme na requisição se ele é aceito*. Os requisitos de rosca laminada, alívio de tensões e revestimento são os mesmos dos estojos B7.
Perguntas frequentes
Qual a composição química do Aço 4340 (SAE 4340)?
Pela SAE J404 / ASTM A29: C 0,38 – 0,43; Mn 0,60 – 0,80; P ≤ 0,035; S ≤ 0,040; Si 0,15 – 0,35; Ni 1,65 – 2,00.
Quais normas cobrem o Aço 4340 (SAE 4340)?
Barra (composição): SAE J404 / ASTM A29. Barra beneficiada: ASTM A434. Barra/forjado aeronáutico: AMS 6414 (VAR) / AMS 6415. Forjado: ASTM A668 / sob especificação do cliente. Tubo mecânico: ASTM A519. Chapa: ASTM A829. Parafusos: ASTM A320 L43 (porcas A194 grau 4 ou 7).
Até que temperatura o Aço 4340 (SAE 4340) pode ser usado?
Até ≈ 400 °C em serviço estrutural, sempre abaixo da temperatura de revenido. Não indicado para alta temperatura prolongada (usar Cr-Mo-V).
Quais materiais substituem o Aço 4340 (SAE 4340)?
4140 para seções menores e custo menor; 300M (4340 + Si, V) para resistência > 1.900 MPa; 18Ni maraging para ultra-alta resistência; 8550 nitretado para desgaste superficial.
Quando usar o 4340 em vez do 4140?
Quando a seção é grande ou a peça exige mais tenacidade no núcleo. Na mesma referência (Ø 40 – 100 mm, temperado e revenido), o 34CrNiMo6 tem escoamento ≥ 800 MPa, contra ≥ 650 MPa do 42CrMo4.
O aço 4340 pode ser soldado?
Sim, com cuidado: carbono equivalente ≈ 0,85, pré-aquecimento de 250 – 350 °C, consumível de baixo hidrogênio e revenimento logo após soldar. O mais seguro é soldar recozido e beneficiar depois.
O que é aço 4340 PET?
É o nome usado em pedidos para o 4340 destinado a parafusos e estojos da Petrobras*, em geral de grande diâmetro e baixa temperatura. A especificação correspondente é a ASTM A320 L43 (4340 temperado e revenido, Charpy ≥ 27 J a −101 °C, porcas A194 grau 4 ou 7). Peça pelo grau ASTM, não pelo apelido.
Onde comprar Aço 4340 (SAE 4340) no Brasil?
A Dustre fornece Aço 4340 (SAE 4340) em barra, chapa, tubo, bloco e peças forjadas ou usinadas, conforme disponibilidade, com certificado de qualidade. Matriz em Osasco/SP, filiais em Joinville/SC e Baixo Guandu/ES, entrega em todo o Brasil e exportação. Para cotar, fale com a Helena, nossa assistente virtual no WhatsApp +55 11 98649-0075, ou escreva para vendas@dustre.com.br.