Acciaio 4130 vs 4140 vs 4340

Se la vostra priorità è saldabilità leggera e buona tenacità con resistenza moderata, scegliere 4130Se avete bisogno di un equilibrio tra lavorabilità e maggiore resistenza alla tempra per alberi, ingranaggi e assali, scegliere 4140e quando l'applicazione lo richiede massima resistenza alla tempra passante, resistenza alla fatica e maggiore tenacità in presenza di carichi pesanti, scegliere 4340. In termini di approvvigionamento, il 4130 è solitamente il più conveniente, il 4140 è la migliore lega ingegneristica "a tutto tondo" e il 4340 è il grado premium ad alta resistenza.

Che cosa significano questi voti?

4130, 4140 e 4340 sono acciai legati al cromo-molibdeno (Cr-Mo) a basso o medio tenore di carbonio della famiglia SAE/AISI 41xx. Sono ampiamente utilizzati perché piccole aggiunte di Cr e Mo migliorano notevolmente la temprabilità, la resistenza e la tenacità rispetto agli acciai al carbonio semplici, pur mantenendo costi e lavorabilità ragionevoli. La principale differenza tra questi acciai è contenuto di lega (in particolare nichel nel 4340) e livello di carbonioche ne determina la resistenza e la durezza.

Composizione chimica

Di seguito è riportata una composizione comparativa sintetica (intervalli di specifiche tipiche). Utilizzare questa tabella per la selezione tecnica; i certificati di acquisto finale dei materiali (MTC) devono essere verificati per l'analisi esatta del lotto.

Interpretazione: Il 4130 ha un tenore di carbonio inferiore e una quantità di Mn leggermente inferiore rispetto al 4140: ciò lo rende più facile da saldare e da formare, ma con una resistenza ultima inferiore dopo la tempra. Il 4340 contiene una quantità significativa di nichel e una quantità leggermente superiore di Mo: questa combinazione conferisce una tenacità e una temprabilità superiori nelle sezioni più pesanti.

Proprietà del materiale

Poiché le proprietà dipendono in larga misura dal trattamento termico, elenco le proprietà tipiche normalizzato/analizzato e un valore rappresentativo temprato e rinvenuto Gli ingegneri della banda comunemente progettano per.

Normalizzato / ricotto (intervalli tipici)

Temprato e rinvenuto (livelli target selezionati - tipici dell'industria)

• 4140 Q&T: obiettivo comune di trazione 900-1200 MPa (a seconda del rinvenimento), durezza 28-45 HRC.

• 4340 Q&T: trazione tipica 1000-1400 MPa ed elevata tenacità; durezza 35-50+ HRC nelle tempre più elevate.

• 4130 Q&T: la resistenza aumenta sostanzialmente, ma a causa del carbonio più basso raggiunge generalmente una durezza massima inferiore a quella del 4140/4340 per processi comparabili.

Nota pratica: Per la progettazione dei pezzi, utilizzare le tempere e i dati di trattamento termico pubblicati dal fornitore o da un database di materiali, poiché lo stesso grado produrrà proprietà molto diverse in base al programma di tempra e alle dimensioni della sezione (temprabilità). Le schede tecniche MatWeb / ASM sono un punto di partenza affidabile per i valori normalizzati e trattati termicamente.

Tabella delle specifiche e forme comuni

4130 vs 4140 vs 4340 Gradi equivalenti

Nota tecnica: "Equivalente" è un'utile abbreviazione per fare un riferimento incrociato ai gradi dei fornitori europei e asiatici, ma le tolleranze chimiche sono leggermente diverse. Controllate sempre il certificato chimico e i test meccanici del lotto esatto che acquistate.

Trattamento termico, temprabilità e lavorabilità

• Temprabilità: 4340 > 4140 > 4130. Il nichel nel 4340 aumenta significativamente la temprabilità, per cui si ottiene una maggiore tempra passante nelle sezioni spesse; il 4130 è meno temprabile e può essere più difficile da portare a un'elevata durezza del nucleo nelle sezioni pesanti.

• Pratica del trattamento termico: Il 4130 viene spesso normalizzato o carburato per applicazioni che richiedono un nucleo duttile e una superficie di usura (tubi aerospaziali, tubi per telai). Il 4140 è molto versatile e ampiamente utilizzato in condizioni di Q&T per alberi, ingranaggi e dispositivi di fissaggio. Il 4340 è la scelta ideale quando sono richieste la massima tenacità e resistenza alla fatica in componenti più grandi.

• Lavorabilità: Per quanto riguarda le barre non bonificate, il 4130 è più facile da lavorare rispetto al 4140 e al 4340 a causa dei livelli di carbonio e di lega più bassi. Dopo la tempra, la lavorabilità segue l'ordine inverso, con il 4340 che diventa il più difficile da lavorare a parità di livello di durezza.

Saldabilità, formatura e fabbricazione

• 4130: Buona saldabilità in condizioni di basso tenore di carbonio; per le sezioni più grandi si raccomanda un preriscaldamento e una temperatura di interpass controllata per evitare cricche. Ampiamente utilizzato nelle strutture saldate e nei tubi aeronautici quando si utilizzano le procedure corrette.

• 4140: Saldabile con cautela: a causa del contenuto più elevato di carbonio e Mn, il rischio di criccature da saldatura aumenta senza un trattamento termico di preriscaldo e post-saldatura (PWHT) per le parti critiche. Per molte applicazioni saldate, il 4140 viene utilizzato allo stato ricotto e trattato termicamente dopo la saldatura.

• 4340: Più tenace e più resistente alla propagazione delle cricche, ma più sensibile all'apporto di calore e richiede una rigorosa qualificazione della procedura di saldatura e spesso la PWHT in applicazioni critiche (petrolio e gas, macchinari pesanti).

Applicazioni industriali tipiche

• 4130: Tubi e telai strutturali di aerei, telai di biciclette (acciai al cromo), parti strutturali saldate dove la formabilità e la saldabilità sono importanti. Basso rapporto peso/resistenza in sezioni sottili.

• 4140: Alberi, mandrini, ingranaggi, assi, giunti, alloggiamenti per utensili, pistoni idraulici - dove è necessario un equilibrio tra lavorabilità ed elevata resistenza dopo la Q&T.

• 4340: Carrelli di atterraggio per aerei, alberi a gomito pesanti, giunti per impieghi gravosi, alberi ad alte prestazioni e componenti sottoposti a carichi ciclici o d'urto elevati, dove è richiesta un'elevata tenacità e resistenza alla fatica.

4130 vs 4140 vs 4340 a confronto (Stati Uniti / Europa / Cina)

Importante avvertenza sugli appalti: I prezzi degli acciai legati variano a seconda della forma (barre, lamiere o fucinati), delle dimensioni, della marca della cartiera, della certificazione (ad esempio, EN, AMS), del trattamento termico, della quantità ordinata e della spedizione. I numeri riportati di seguito sono gamme di approvvigionamento del settore per sfuso/fabbrica FOB/distributore acquistando nel 2025 e sono presentati come intervalli con fonti. Richiedere sempre un preventivo formale e un MTC.

Fasce di prezzo (equivalenti alla rinfusa / per tonnellata, 2025 - illustrativo)

• Stati Uniti (distributore/indicatori nazionali di piccoli lotti):

  • I prezzi tipici per piccoli ordini di barre finite o piccoli lotti sono indicati dai distributori (retail/short-run), ma i prezzi dei mulini per lo stock di barre di leghe spesso rientrano nell'intervallo $900 - $1.700 per tonnellata a seconda della qualità e della lavorazione; i numeri di riferimento tipici per l'acciaio laminato a caldo e arrotolato (HRC) per la metà del 2025 erano nell'ordine di $845 - $900/tonnellata (riferimento HRC). Utilizzare le quotazioni del distributore per i numeri finali.

• Europa (indicatori consegnati/mercati):

  • I segnali dell'indice delle barre di acciaio lungo e di leghe a metà del 2025 hanno messo molti prodotti di acciaio lungo intorno a 600 - 1.100 euro / tonnellata a seconda del prodotto e della certificazione. Le barre in lega con certificazione e trattamento termico hanno un prezzo superiore alla commodity HRC.

• Cina (fabbrica FOB / piattaforme commerciali):

  • Le offerte delle fabbriche cinesi e le inserzioni delle piattaforme commerciali nel 2025 mostrano comunemente US$400 - $1.100 per tonnellata per lo stock di barre di leghe comuni all'ingrosso - fascia bassa per i lotti base laminati a caldo e più alta per gli ordini certificati, trattati termicamente o per piccoli lotti. Alcune quotazioni di fabbriche cinesi per 4140/4130 variano da ~RMB 8.000 a 12.000/tonnellata (~US$1.100-1.650/tonnellata) a seconda del fornitore e della lavorazione; altre inserzioni mostrano prezzi d'uso più bassi nella fascia $400-800/tonnellata per barre semplici laminate a caldo. Lo spread riflette la forma del prodotto, la certificazione, il MOQ e l'ispezione.

Guida pratica per gli acquirenti

1. Per i tondi di piccolo diametro trafilati a freddo, acquistare da un distributore (costo più elevato per tonnellata, ma tempi di consegna più brevi). Esempio: OnlineMetals / MetalsDepot mostrano i prezzi al pezzo (al dettaglio).

2. Per la produzione o per il lungo periodo, procurarsi le quotazioni FOB di fabbrica da mulini cinesi di primo livello o da mulini locali e confrontare i costi a terra (trasporto, assicurazione, dazi, ispezione). Alibaba / Made-in-China e gli elenchi di fabbriche dirette forniscono un punto di partenza per le gamme di prodotti sfusi FOB.

3. Specificare sempre: limiti chimici esatti, stato di trattamento termico, rintracciabilità (MTC), controlli non distruttivi (se richiesti) e standard di imballaggio quando si richiedono preventivi sicuri.

Proposta di fornitura di MWAlloys

MWAlloys gestisce linee di produzione dirette per barre e forgiati 4130 / 4140 / 4340 dalla Cina e mantiene uno stock di esportazione curato per diametri e lunghezze comuni. I punti di valore chiave che applichiamo per gli acquirenti:

• Prezzi di fabbrica: Offriamo 100% fabbrica FOB prezzi per gli ordini di grandi dimensioni - per eliminare gli intermediari e ottenere i prezzi della cartiera per i lotti certificati. (Contattare le vendite di MWAlloys per preventivi formali P.O.).

• Consegna rapida dal magazzino: Le SKU tipiche a magazzino (diametri più diffusi) possono essere spedite entro 7-21 giorni a seconda della quantità e della certificazione. Per trattamenti termici personalizzati e ispezioni speciali, i tempi di consegna sono indicati per ordine.

• Documentazione di qualità e di test: Rapporti di prova MTC completi, certificati PMI/chimici, rapporti di prova di durezza e di trazione su richiesta; ispezione di terzi disponibile presso lo stabilimento.

• Flessibilità del MOQ e imballaggio per l'esportazione: Il MOQ è negoziabile - gestiamo l'imballaggio per l'esportazione, le casse di legno senza fumigazione e le spedizioni consolidate per gli acquirenti abituali.

Come scegliere tra 4130 / 4140 / 4340 - lista di controllo della selezione

• Se saldabilità e formatura la resistenza ultima e il peso o le prestazioni delle pareti sottili sono importanti → 4130.

• Se alberi multiuso o parti fortemente lavorate dove sono necessari una forte risposta di Q&T e costi ragionevoli → 4140.

• Se Sezioni molto pesanti, elevati carichi di fatica o carichi d'urto con severi requisiti di tenacità → 4340.

• Se avete bisogno di Carburazione + buona duttilità del nucleo (pezzi cementati) scegliere il grado e il livello C che corrispondono al processo; il 4130 è comunemente usato per i tubi cementati.

• Per parti critiche di sicurezzarichiedono la completa tracciabilità del materiale, le prove d'urto Charpy e i registri dei trattamenti termici del fornitore.

Domande frequenti

1. D: Quale dei tre ha la maggiore resistenza alla fatica?
   A: Il 4340, a parità di trattamento termico, offre in genere la massima resistenza alla fatica grazie al Ni e alla maggiore temprabilità.

2. D: Posso saldare il 4140 senza preriscaldamento?
   A: Per sezioni piccole, non critiche e con pochi vincoli, è possibile saldare il 4140 con pratiche di preriscaldo locali; per la maggior parte delle sezioni strutturali o spesse si raccomanda il preriscaldo e la PWHT per evitare la criccatura della zona termicamente alterata.

3. D: Il 4130 "chromoly" è uguale all'acciaio 4130?
   A: Sì. Il termine "chromoly" si riferisce informalmente agli acciai al Cr-Mo come 4130 e 4140; verificare la chimica esatta e le specifiche.

4. D: Qual è il più facile da lavorare allo stato ricotto?
   A: Il 4130 (ricotto) è il più facile, seguito dal 4140; il 4340 tende a essere più duro/duro e un po' più difficile da lavorare in condizioni simili.

5. D: Esistono equivalenti diretti IT?
   A: Equivalenti grezzi: 4130 ≈ 25CrMo4 (1,7218), 4140 ≈ 42CrMo4 (1,7225), 4340 ≈ 36CrNiMo4 (1,6511). Verificare sempre con MTC.

6. D: Il 4130 può essere utilizzato nelle strutture degli aerei?
   A: Sì, il 4130 ha una lunga storia nei tubi e nei telai strutturali degli aerei; l'uso aerospaziale richiede un rigoroso controllo di qualità e una certificazione.

7. D: Qual è la qualità migliore per un albero a gomiti sottoposto a forti sollecitazioni?
   A: Il 4340 è una scelta comune per gli alberi a gomito pesanti, grazie alla sua tenacità e resistenza alla fatica.

8. D: I prezzi variano molto tra queste classi?
   A: Non drammaticamente per le barre di base - il 4340 tende ad essere leggermente più costoso a causa del contenuto di nichel e della lavorazione; tuttavia, il trattamento termico, la certificazione e la lavorazione finita possono dominare il costo.

9. D: Ci sono delle insidie comuni quando si specifica il 4140?
   A: Sì. Non specificare le condizioni di trattamento termico richieste, le dimensioni della sezione/le esigenze di temprabilità o il trattamento termico post-saldatura può portare a pezzi che si guastano in servizio; essere espliciti sul disegno e sull'OP.

10. D: Quali ispezioni e test devo richiedere?
    A: Minimo: MTC completo (chimico + meccanico), durezza e tracciabilità. Per i componenti critici per la sicurezza, aggiungere prove d'urto Charpy, ispezione a ultrasuoni o con particelle magnetiche e ispezione da parte di terzi.

Riferimenti autorevoli

• MatWeb / ASM - Dati del materiale AISI 4130
• AZoM - Scheda tecnica dell'acciaio legato AISI 4130
• Gradi equivalenti di metallo (mappatura commerciale PDF) - riferimento per EN/ISO e altri codici commerciali