Por: Danilo Martins (@alfametals)

Dando continuidade à série de artigos comparativos do blog da Alfa Metals, após análises anteriores de aços de baixa liga, construção mecânica e ligas especiais, trazemos hoje uma comparação técnica entre dois aços fundamentais: SAE 4140 vs SAE 8620. Ambos são muito usados em peças críticas da indústria, como eixos, engrenagens, componentes de transmissão, e entender suas diferenças pode trazer ganhos importantes de desempenho, custo e durabilidade.

O que são SAE 4140 e SAE 8620?

SAE 4140 é um aço-liga de cromo-molibdênio (Cr-Mo) com teor de carbono moderado, bastante empregado para peças que exigem resistência, dureza e boa tenacidade. Já SAE 8620 é um aço de liga Ni-Cr-Mo com baixo carbono, projetado para endurecimento superficial (cementação) com núcleo mais tenaz, ideal para componentes que precisam de superfície dura e interior resistente sob cargas e impactos. 

Enquanto o 4140 costuma ser aplicado em peças com solicitação mecânica contínua e que exigem durezas médias a elevadas em toda a seção, o 8620 se destaca quando o requisito é difícil desgaste superficial mas célula interna de absorção de impactos — engrenagens, eixos que trabalham tematizados, partes que precisam de tratamento superficial para dureza do contato. 

Composição Química Comparativa

Essa diferença de composição afeta diretamente a tenacidade, a resistência à fadiga, bem como ao tipo de tratamento térmico necessário.

Propriedades Mecânicas e Tratamentos Térmicos

• SAE 4140:
  
  • Resistência à tração elevada — os valores variam dependendo do tratamento, mas é típico encontrar UTS (Ultimate Tensile Strength) na faixa de ~ 690 a 1.080 MPa.
    
  • Boa tenacidade, inclinação a suportar choques mecânicos e vibrações.
    
  • Temperabilidade boa; após têmpera em óleo ou outro meio e revenimento apropriado, consegue dureza relativamente alta por toda a seção.
    
  • Mais sensível a deformações durante usinagem ou quando submetido a tratamentos superficiais complexos, se não bem controlado.
    
• SAE 8620:
  
  • Menor dureza “bruta” na seção inteira sem tratamento superficial, mas com excelente performance superficial após cementação e têmpera do revestimento.
    
  • Núcleo mais tenaz, o que reduz risco de fissuras e falhas catastróficas sob cargas cíclicas.
    
  • Exige tratamentos de cementação ou nitretação/superfícies endurecidas para alcançar dureza superficial elevada, sem sacrificar o interior.
    
  • Melhor usinabilidade antes do tratamento superficial, o que pode reduzir custos operacionais em peças complexas.
    

Aplicações Industriais: 

• Aplicações típicas do SAE 4140 incluem: eixo de transmissão; componente estrutural; manivelas; instrumentos que se submetem a cargas estáticas e dinâmicas moderadas; suportes e componentes mecânicos em máquinas industriais.
  
• Aplicações típicas do SAE 8620 incluem: engrenagens carburadas, pinos de comando; componentes de transmissão que exigem superfície endurecida para desgaste superficial; eixos de fabricação de engrenagens, molas submetidas a cargas de contato, chavetas e pinos com endurecimento superficial.
  

Em setores como agrícola, automotivo e máquinas pesadas, a escolha entre 4140 e 8620 depende muito da exigência superficial — desgaste, abrasão — versus exigência do núcleo (impactos, fadiga).

Vantagens e Desvantagens

FAQ — Perguntas Frequentes

Antes da conclusão, respondemos 10 das dúvidas mais comuns de técnicos e compradores ao comparar SAE 4140 vs SAE 8620:

1. Qual aço possui maior dureza “na massa” após tratamento integral?
   O SAE 4140, pois sua composição permite dureza elevada em toda a seção, sem depender exclusivamente de superfícies endurecidas.
   
2. O SAE 8620 é melhor para engrenagens carburadas do que o 4140?
   Sim. O 8620 permite formar uma camada superficial endurecida (via cementação) com um núcleo tenaz, ideal para engrenagens que precisam de desgaste superficial resistente e boa absorção de cargas no interior.
   
3. Em peças sujeitas a impacto contínuo, qual se sai melhor?
   O SAE 4140 tende a ter melhor desempenho em peças pequenas ou médias com impacto direto; porém, para peças maiores com ativação de superfície (ex: engrenagens), o núcleo do 8620 oferece vantagem.
   
4. E quanto à usinagem antes do tratamento térmico?
   O SAE 8620 oferece usinabilidade mais fácil em estado recozido ou normalizado do que o 4140 endurecido, reduzindo esforço de corte e desgaste de ferramentas.
   
5. Qual aço resiste melhor à fadiga?
   Depende do tratamento e da carga, mas em geral 8620, com camada superficial endurecida bem feita, pode ultrapassar 4140 em fadiga sob operação de contato, enquanto 4140 é mais uniforme sob tensões internas.
   
6. Ambos podem ser soldáveis?
   Sim — ambos podem ser soldados, mas com cuidados: pré-aquecimento, controle de entrada de calor, e tratamento pós-soldagem para aliviar tensões.
   
7. Para aplicações automotivas: suspensão, eixo de comando, etc., qual usar?
   Use 4140 para componentes estruturais e eixo de transmissão com requisitos de resistência; use 8620 para engrenagens, pinhões e partes onde desgaste superficial é crítico.
   
8. SAE 4140 ou SAE 8620: qual oferece melhor relação custo-benefício?
   Em peças médias e quando se exige desempenho moderado, 4140 pode ser mais direto; em peças críticas com desgaste superficial, 8620 com camada endurecida proporciona vida útil superior compensando custo extra.
   
9. Qual requer menos manutenção ou substituição?
   O aço cuja superfície estiver adequadamente tratada — no caso do 8620 — terá menos substituição se o desgaste superficial for controlado. Já 4140 pode precisar ser revisitado ou reparado se sofrer desgaste prematuro de superfície.
   
10. É recomendável usar 4140 em aplicações de alto carregamento alternado?
    Sim, desde que sejam tratadas termicamente adequadamente e considerem fatores como dureza, revenimento e possíveis tratamentos superficiais ou tratamentos de superfície, bem como alívio de tensões para evitar falhas por fadiga.
    

Conclusão

O comparativo entre SAE 4140 vs SAE 8620 evidencia que embora ambos sejam aços de construção mecânica muito valiosos, eles servem a finalidades distintas. O 4140 oferece resistência homogênea, excelente para peças que exigem alta tenacidade, desempenho mecânico em toda a seção e menor dependência de tratamentos superficiais complexos. O 8620, por outro lado, demonstra sua força quando o projeto requer uma superfície extremamente resistente aliada a um núcleo tenaz, especialmente em engrenagens e peças com exigência de desgastes superficiais.

Para escolher o aço ideal, avalie cuidadosamente onde será aplicado, as cargas, o desgaste, os impactos e o ciclo térmico envolvido.

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