Por: Danilo Martins (@alfametals)

Na constante busca por excelência no desempenho de peças e componentes industriais, os engenheiros e projetistas se deparam com a necessidade de escolher materiais que atendam aos mais altos padrões de qualidade e eficiência. Entre os aços mais utilizados na construção mecânica, dois nomes frequentemente se destacam: SAE 4140 e SAE 8620. A comparação entre aços para construção mecânica: SAE 4140 vs. SAE 8620 não é apenas técnica, mas também estratégica para empresas que visam durabilidade, resistência e custo-benefício em seus projetos.

Recentemente, abordamos no blog da Alfa Metals temas como “Aço Recozido ou Normalizado: Qual a diferença?” e “Qual o papel do alívio de tensão no desempenho do aço“. Esses artigos abriram caminho para discussões mais profundas sobre os tratamentos térmicos e o impacto da escolha do aço nas propriedades finais do material. Agora, seguimos com esta nova pauta que aprofunda ainda mais a análise comparativa entre dois dos mais utilizados aços para construção mecânica.

O que são aços para construção mecânica?

Aços para construção mecânica são ligas metálicas desenvolvidas para aplicações estruturais, que exigem alto desempenho em resistência, tenacidade, usinabilidade e resistência à fadiga. Esses aços são amplamente utilizados na fabricação de peças automotivas, engrenagens, eixos, e diversos outros componentes que operam sob altas tensões mecânicas.

O SAE 4140 e o SAE 8620 estão entre os mais populares nesse grupo, cada um com propriedades específicas que os tornam ideais para diferentes finalidades.

Composição Química

SAE 4140:

O SAE 4140 é um aço de baixa liga cromo-molibdênio com a seguinte composição média:

• Carbono: 0,38% – 0,43%
• Manganês: 0,75% – 1,00%
• Cromo: 0,80% – 1,10%
• Molibdênio: 0,15% – 0,25%

Essa composição confere ao material uma excelente combinação de resistência mecânica, tenacidade e boa resistência à fadiga.

SAE 8620:

O SAE 8620 é um aço de baixa liga com adição de níquel, cromo e molibdênio. Sua composição média inclui:

• Carbono: 0,18% – 0,23%
• Níquel: 0,40% – 0,70%
• Cromo: 0,40% – 0,60%
• Molibdênio: 0,15% – 0,25%

A menor porcentagem de carbono permite uma boa usinabilidade e maior ductilidade, enquanto os demais elementos favorecem a resistência ao desgaste após cementação.

Processo de Produção

O SAE 4140 é geralmente fornecido nas condições laminada, normalizada ou temperada e revenida. Pode ser submetido a diversos tratamentos térmicos para aumentar sua resistência.

Já o SAE 8620 é frequentemente utilizado em aplicações onde se exige uma superfície endurecida por cementação, com núcleo tenaz. Esse processo resulta em uma peça com dureza superficial elevada e alta resistência ao impacto no núcleo.

Propriedades Mecânicas

SAE 4140:

• Alta resistência mecânica
• Boa tenacidade
• Alta dureza após tratamento térmico (até 55 HRC)
• Boa resistência à fadiga

SAE 8620:

• Excelente usinabilidade no estado bruto
• Após cementação, atinge dureza superficial de até 62 HRC
• Núcleo mantém boa ductilidade
• Excelente resistência ao desgaste superficial

Aplicações Típicas

SAE 4140:

• Eixos e virabrequins
• Parafusos e peças automotivas de alto desempenho
• Componentes aeronáuticos
• Engrenagens de alta resistência

SAE 8620:

• Coroas e pinhões
• Engrenagens submetidas a alta carga de desgaste
• Componentes de transmissões
• Buchas, anéis de rolamento e outras peças cementadas

Semelhanças e Diferenças

A comparação entre aços para construção mecânica: SAE 4140 vs. SAE 8620 revela que, embora ambos possam ser aplicados em peças submetidas a carga, suas propriedades e comportamentos metalúrgicos são significativamente diferentes. Enquanto o 4140 é mais indicado para situações que exigem resistência mecânica no volume da peça, o 8620 é ideal quando se deseja uma superfície muito dura com um núcleo mais dúctil.

Ambos são aços versáteis, mas a escolha correta deve considerar o tipo de solicitação da peça (carga, desgaste, impacto) e os processos de fabricação disponíveis.

Considerações Metalúrgicas Avançadas

A escolha entre SAE 4140 e SAE 8620 envolve uma análise detalhada da microestrutura dos materiais. O 4140, quando temperado e revenido, apresenta uma matriz martensítica que contribui para a dureza e resistência mecânica. Já o 8620, após cementação, possui uma camada superficial endurecida com martensita e carbonetos, enquanto o núcleo mantém uma estrutura perlítica ou bainítica.

Essa combinação do SAE 8620 garante longa vida útil em aplicações com atrito, sem comprometer a integridade estrutural do componente.

Compatibilidade com Processos Industriais

A usinagem do 8620 é facilitada antes do tratamento térmico. Após a cementação, requer ferramentas especiais. O 4140, por outro lado, apresenta maior dureza mesmo antes do tratamento, exigindo mais cuidados na usinagem, porém proporcionando excelente estabilidade dimensional.

Quanto à soldabilidade, o 8620 possui maior facilidade, embora ambos possam ser soldados com procedimentos corretos e controle térmico adequado.

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Conclusão

A comparação entre aços para construção mecânica: SAE 4140 vs. SAE 8620 revela que ambos têm um papel fundamental na indústria. A escolha deve ser feita com base em critérios de aplicação, resistência mecânica, tratamento térmico desejado e exigências de desgaste. Cada um oferece vantagens específicas que, quando bem exploradas, resultam em componentes de alta performance e durabilidade.

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• Moldes de injeção de plástico: H13 vs 420 – Qual a melhor opção para sua produção?
• Comparação de Moldes de Injeção: P20 vs H13
  

Continue nos acompanhando para mais análises aprofundadas sobre os principais materiais metálicos usados pela indústria.

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