L'AISI 4140 è un versatile acciaio basso legato al cromo-molibdeno caratterizzato da un'elevata resistenza alla fatica, all'abrasione e a un'eccellente tenacità all'impatto. È lo standard industriale per i componenti che richiedono diversi livelli di durezza, poiché risponde in modo eccezionale al trattamento termico. Per i responsabili degli approvvigionamenti e gli ingegneri, l'aspetto fondamentale è che MWleghe fornisce questo materiale a prezzi 100% diretti in fabbrica, eliminando i ricarichi dei distributori e offrendo una precisa personalizzazione dimensionale che non si trova nei listini standard. Sia che si richiedano condizioni di pre-tempra (PH) o di ricottura per la lavorazione, il 4140 rimane la scelta migliore per gli assali automobilistici, i collari di perforazione per petrolio e gas e gli ingranaggi di macchinari pesanti.
Che cos'è l'acciaio legato AISI 4140?
L'AISI 4140 (UNS G41400) è un acciaio a medio tenore di carbonio, a bassa lega, contenente cromo e molibdeno. Rientra nella famiglia degli acciai “cromolitici”, spesso specificati quando è richiesta una combinazione di resistenza alla trazione e tenacità, oltre alla capacità di indurimento profondo con cicli di tempra e rinvenimento appropriati. Le condizioni di fornitura più comuni includono barre, lamiere e fucinati laminati a caldo, normalizzati, ricotti, bonificati e temprati. Le applicazioni industriali tipiche sono assali, alberi a gomito, steli di pistoni idraulici, componenti di utensili, ingranaggi e parti di macchinari pesanti.
Definizione di AISI 4140: Composizione chimica e metallurgia
La denominazione "4140" non è arbitraria. Secondo il sistema di denominazione AISI/SAE, il "41" indica un acciaio basso legato contenente cromo e molibdeno, mentre il "40" rappresenta un contenuto nominale di carbonio di 0,40%. Questa chimica specifica crea un materiale che bilancia la duttilità con la resistenza, risolvendo i problemi di fragilità spesso riscontrati negli acciai semplici ad alto tenore di carbonio.
Gli ingegneri preferiscono questa qualità perché il contenuto di molibdeno impedisce la fragilità da tempra, una modalità di guasto comune ad altri acciai temprati. Di seguito è riportata l'esatta formulazione chimica a cui MWalloys si attiene durante il processo di fusione e raffinazione.
Tabella 1: Composizione chimica dell'AISI 4140 (norme ASTM A29)
| Elemento | Simbolo | Minimo % | Massimo % | Funzione nella matrice |
| Carbonio | C | 0.38 | 0.43 | Agente indurente primario; determina il carico di snervamento. |
| Cromo | Cr | 0.80 | 1.10 | Migliora la resistenza alla corrosione e la temprabilità. |
| Molibdeno | Mo | 0.15 | 0.25 | Aumenta la resistenza allo scorrimento e previene la fragilità. |
| Manganese | Mn | 0.75 | 1.00 | Migliora la lavorabilità e la resistenza alla trazione. |
| Silicio | Si | 0.15 | 0.35 | Disossidante; aumenta la resistenza/durezza. |
| Fosforo | P | - | 0.035 | Mantenuto basso per evitare microfratture. |
| Zolfo | S | - | 0.040 | Mantenuto basso per garantire la resistenza agli urti. |
Nota: MWalloys è in grado di controllare rigorosamente il contenuto di zolfo fino a <0,005% per i requisiti di "acciaio pulito" utilizzati nel settore aerospaziale o in applicazioni ad alta sollecitazione di fatica.
Proprietà meccaniche e fisiche: La scheda tecnica
Per comprendere le capacità del 4140 è necessario analizzarne il comportamento sotto sforzo. Questo materiale presenta una combinazione unica di proprietà che cambiano in modo significativo a seconda delle condizioni di trattamento termico (ricotto o bonificato).
Proprietà fisiche
Queste costanti rimangono relativamente stabili indipendentemente dal trattamento termico e sono essenziali per il calcolo del peso e della dinamica termica nei progetti di ingegneria.
Tabella 2: Costanti fisiche
| Proprietà | Valore metrico | Valore imperiale |
| Densità | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Punto di fusione | 1416°C | 2580°F |
| Conduttività termica | 42,6 W/m-K | 295 BTU-in/ft²-h-°F |
| Calore specifico | 473 J/kg-K | 0,113 BTU/lb-°F |
| Modulo elastico | 205 GPa | 29.700 ksi |
Proprietà meccaniche (condizione T - bonificato)
I valori riportati di seguito rappresentano risultati tipici per una barra rotonda da 1 pollice temprata in olio a 845°C (1550°F) e rinvenuta a 650°C (1200°F).
Tabella 3: Dati sulle prestazioni meccaniche
| Proprietà | Metrico | Imperiale | Analisi delle prestazioni |
| Resistenza alla trazione | 1020 MPa | 148.000 psi | Elevata resistenza allo strappo. |
| Resistenza allo snervamento | 850 MPa | 123.000 psi | Eccellente capacità di carico prima della deformazione. |
| Allungamento a rottura | 17.0% | 17.0% | Duttilità sufficiente per evitare guasti improvvisi e catastrofici. |
| Riduzione dell'area | 45.0% | 45.0% | Indica una buona plasticità. |
| Durezza (Brinell) | 290 - 310 HB | - | Equilibrio ideale per la lavorazione e la resistenza all'usura. |
| Durezza (Rockwell C) | 30 - 32 HRC | - | Condizione di fornitura standard pre-indurita. |
Approfondimento tecnico: Per le applicazioni che richiedono una maggiore resistenza all'usura superficiale, MWalloys consiglia la nitrurazione, che può aumentare la durezza superficiale fino a 60 HRC mantenendo un nucleo duro.
Equivalenti globali e standard di riferimento incrociato
Nella catena di fornitura globalizzata, può capitare di incontrare denominazioni diverse per lo stesso materiale. Sebbene la chimica sia pressoché identica, tra gli standard esistono lievi variazioni nelle impurità consentite. MWalloys certifica i materiali per soddisfare più standard contemporaneamente, per facilitare l'approvvigionamento internazionale.
Tabella 4: Gradi internazionali equivalenti
| Regione/Standard | Grado Designazione | Differenze chiave |
| USA (AISI/SAE) | 4140 | Lo standard di riferimento. |
| Germania (DIN/EN) | 42CrMo4 (1.7225) | Controlli leggermente più severi sullo zolfo in alcune varianti. |
| Giappone (JIS) | SCM440 | Spesso consente un livello di manganese leggermente superiore. |
| Cina (GB) | 42CrMo | Gemello virtuale del 4140; ampiamente disponibile presso MWalloys. |
| REGNO UNITO (BS) | 708M40 / 709M40 | Designazione ereditaria, ancora utilizzata nelle stampe più vecchie. |
| ISO | 42CrMo4 | Lo standard internazionale unificante. |
Suggerimento per gli acquisti: Quando si ordina "42CrMo4" per un progetto specificato come "AISI 4140", di solito non è necessaria alcuna deviazione tecnica. Tuttavia, è necessario richiedere sempre i certificati di prova del mulino (MTC) per verificare che gli intervalli chimici specifici corrispondano ai requisiti di stampa.
Guida completa al trattamento termico
Il vero valore dell'AISI 4140 risiede nella sua reattività alla lavorazione termica. È considerato un acciaio da bonifica. La tempra in acqua è generalmente evitata a causa del rischio di cricche da spegnimento.
Forgiatura
-
Temperatura: Riscaldare lentamente fino a 1150°C (2100°F).
-
Processo: Non forgiare a temperature inferiori a 850°C (1560°F).
-
Raffreddamento: Raffreddare lentamente in sabbia o calce per evitare shock termici.
Ricottura (rammollimento per la lavorazione)
Se l'acciaio è troppo duro per essere forato o tornito, la ricottura ripristina la struttura.
-
Calore: 840°C - 855°C (1550°F - 1575°F).
-
Forte: Raffreddare il forno a una velocità controllata di 11°C all'ora fino a 650°C, quindi raffreddare ad aria.
-
Risultato: La durezza scende a circa 197 HB.
Normalizzazione
Utilizzato per affinare la struttura della grana dopo la forgiatura.
-
Calore: 870°C - 900°C (1600°F - 1650°F).
-
Forte: Aria ferma.
Tempra (Quenching)
-
Calore: 845°C - 870°C (1550°F - 1600°F).
-
Mezzo di spegnimento: Olio (i quenchants polimerici sono utilizzati anche da impianti moderni come MWalloys per controllare le velocità di raffreddamento).
-
Nota: La tempra crea una struttura martensitica, estremamente dura ma fragile.
Tempra (la fase critica)
Riscaldare l'acciaio bonificato per scambiare un po' di durezza con la tenacità.
-
205°C (400°F): Alta durezza (~52 HRC), utilizzata per utensili da taglio.
-
315°C (600°F): ~47 HRC, molle ad alta resistenza.
-
540°C (1000°F): ~32 HRC, assi per impieghi gravosi (condizione standard).
-
650°C (1200°F): ~28 HRC, massima tenacità.
Caratteristiche di lavorabilità e fabbricazione
Lavorazione meccanica
Allo stato ricotto, l'AISI 4140 ha un indice di lavorabilità pari a 66% rispetto all'acciaio B1112 (100% di base). Si lavora senza problemi con una buona finitura superficiale. Tuttavia, allo stato pre-indurito (28-32 HRC), la lavorazione richiede impostazioni rigide e utensili in metallo duro.
-
Liquido di raffreddamento: Indispensabile per gli stati più duri.
-
Alimentazioni/velocità: Ridurre la velocità di 20% se si lavora materiale precompresso.
Saldatura
La saldatura del 4140 è impegnativa a causa della sua elevata temprabilità. È soggetto a cricche da freddo (cricche da idrogeno) nella zona termicamente interessata (ZTA).
-
Preriscaldamento: Essenziale. Riscaldare il pezzo a 200°C - 300°C prima di far scoccare l'arco.
-
Materiale di riempimento: Elettrodi a basso contenuto di idrogeno (E7018 o E8018).
-
Trattamento termico post-saldatura (PWHT): Per evitare guasti di servizio, è obbligatorio un trattamento antistress a 550°C - 600°C.
-
Nota: Non saldare mai il 4140 in condizioni di tempra se si intende mantenere tale durezza, poiché la saldatura rovinerebbe il trattamento termico nella ZTA.
Analisi del mercato delle leghe MW: Confronto dei prezzi globali
Una delle aree più opache nell'approvvigionamento dell'acciaio è quella dei prezzi. I costi fluttuano in base alle maggiorazioni per il nichel/molibdeno, alla disponibilità di rottami di acciaio e ai costi energetici.
Come 100% Direttamente dalla fabbrica MWalloys bypassa i tradizionali livelli della catena di fornitura (stabilimento -> azionista -> distributore -> utente finale). La tabella seguente illustra il vantaggio in termini di costi derivante dall'approvvigionamento diretto dai nostri stabilimenti rispetto alle tariffe medie di mercato nelle principali regioni.
Tabella 5: Prezzi comparativi stimati (USD/Ton) - Analisi 2026
| Specifiche | Cina (fabbrica MWalloys) | USA (Distributore nazionale) | India (esportazione del mulino) | Germania (azionista) |
| Barra laminata a caldo (nera) | $850 - $950 | $1,800 - $2,200 | $1,050 - $1,150 | $1,600 - $1,900 |
| Trafilato a freddo (lucido) | $1,050 - $1,150 | $2,400 - $2,800 | $1,300 - $1,450 | $2,100 - $2,500 |
| Pre-indurito (QT) | $1,150 - $1,280 | $2,900 - $3,300 | $1,450 - $1,600 | $2,600 - $3,100 |
Perché questa discrepanza?
-
USA/Europa: I prezzi includono elevati costi di magazzino, manodopera e ricarichi multipli dei distributori (spesso 30-40% per livello).
-
India: Produzione competitiva, ma la logistica e la consistenza possono variare.
-
MWalloys (Cina): L'integrazione verticale, dalla billetta grezza alla barra finita, ci consente di offrire il "prezzo di fabbrica". Controlliamo la fusione, la laminazione e il trattamento termico, trasferendo i risparmi direttamente agli acquirenti internazionali.
Personalizzazione MWalloys: Oltre lo stock standard
La maggior parte dei centri di assistenza locali dispone solo di diametri imperiali standard (1", 2", 3"). MWalloys supporta produzione su misura che riduce i tempi di lavorazione e gli scarti di lavorazione.
Opzioni di personalizzazione:
-
Taglie non standard: Avete bisogno di un albero di 43,5 mm di diametro? Lo arrotoliamo o lo peliamo nella misura esatta, evitandovi di rifiutare una barra da 50 mm.
-
Finitura superficiale:
-
Nero: Laminato a caldo, scala stretta.
-
Sbucciati/rivoltati: Superficie priva di difetti.
-
Macinato e lucidato: Tolleranza di precisione (h7, h6) per gli alberi delle pompe.
-
-
Profili di trattamento termico: Possiamo personalizzare la temperatura di tempra per ottenere un intervallo di durezza specifico e ristretto (ad esempio, 34-36 HRC) anziché l'intervallo ampio standard.
Confronto tra l'acciaio legato AISI 4140 e altri tipi di acciaio
Acciaio AISI 4145 VS acciaio legato 4140.
acciaio per utensili s7 VS acciaio legato 4140.
Acciaio legato AISI 4130 vs 4140.
Acciaio AISI 4140 VS acciaio 1018.
A cosa serve l'acciaio AISI 4140?
L'ubiquità di questa lega è dovuta alla sua affidabilità.
-
Petrolio e gas: Collari di perforazione, barre kelly, cavallotti. Il materiale deve resistere a coppie elevate e alla pressione in foro.
-
Automobile: Alberi degli assali, snodi dello sterzo, alberi a gomito.
-
Aerospaziale: Tubi strutturali, componenti dei carrelli di atterraggio (spesso utilizzando il VAR - Vacuum Arc Remelted 4140).
-
Macchinari per la produzione: Perni di espulsione, basi dello stampo, alberi idraulici.
-
Elementi di fissaggio: Bulloni ad alta resistenza (i bulloni di grado B7 sono chimicamente simili al 4140).
Domande frequenti (FAQ)
Qual è la differenza tra l'acciaio 4140 e 4130?
L'AISI 4140 può essere cementato?
MWalloys fornisce 4140 in fogli o solo in barre?
L'acciaio 4140 è inossidabile?
Che cosa significa il suffisso "HT" o "PH"?
Perché il molibdeno è importante nel 4140?
Come si fa a capire se un pezzo di acciaio è 4140?
Qual è la lavorabilità del 4140 rispetto al 1018?
Si può tagliare il 4140 con una fresa al plasma?
Qual è il tempo di consegna per gli ordini personalizzati da MWalloys?
Lista di controllo per gli acquisti per gli ingegneri
Prima di inviare una RFQ (richiesta di offerta) a MWalloys, assicuratevi di specificare:
-
Grado: AISI 4140 (o 42CrMo4).
-
Condizioni: Laminato a caldo, trafilato a freddo o bonificato (specificare la durezza).
-
Finitura: Nero, pelato o lucido.
-
Dimensioni: Diametro e lunghezza (lo standard è 6 m, ma possiamo tagliare a misura).
-
Rettilineità: Standard o raddrizzati di precisione (per alberi ad alta velocità).
-
Test a ultrasuoni: Richiesto per l'integrità interna critica (ad esempio, SEP 1921 Classe C/c).
Perché scegliere MWalloys?
In un settore affollato di intermediari, MWalloys si pone come faro di trasparenza ed eccellenza produttiva. Controllando la metallurgia dall'impianto di fusione alla banchina di spedizione, garantiamo l'integrità della vostra catena di fornitura. Non vendiamo solo acciaio, ma forniamo la forza fondamentale per le vostre meraviglie ingegneristiche.
Contattate il nostro team tecnico di vendita oggi stesso per un'offerta diretta in fabbrica su AISI 4140.
