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Ficha de material · Acero aleado

Acero 4140 al cromo-molibdeno para piezas maquinadas

El acero aleado de uso general para flechas, pernos, engranes y herramentales. Se compra recocido o ya templado y revenido, y esa decisión cambia el maquinado, el costo y lo que debe decir el plano.

Qué es el 4140

El 4140 es un acero de baja aleación con alrededor de 0.40 % de carbono, cromo y molibdeno. El cromo aumenta la templabilidad y la resistencia al desgaste; el molibdeno ayuda a que la dureza llegue más adentro en secciones gruesas y reduce la fragilidad del revenido. El resultado es un acero que, templado y revenido, combina resistencia alta con buena tenacidad.

En México se pide como «4140», «acero cromo-molibdeno», «4140 recocido» o «4140 tratado» (también llamado bonificado: templado y revenido desde la acería). Es el acero de las flechas de transmisión, ejes, pernos y espárragos de alta resistencia, engranes, coples, portaherramientas y componentes de maquinaria para minería, petróleo, acero y autopartes en Monterrey, Saltillo, el Bajío y el norte del país.

Dos condiciones de compra, dos rutas de proceso:

  • Recocido: blando y fácil de cortar. Si la pieza necesita dureza, se maquina con sobremetal, se trata térmicamente y se termina con rectificado o maquinado duro.
  • Templado y revenido de fábrica: la barra ya trae la dureza de uso. La pieza se maquina terminada en una sola ruta, sin distorsión de temple.
Ilustración de una flecha escalonada de acero con banda moleteada y cuerda exterior en un extremo
Ilustración de una flecha escalonada torneada: diámetros de asiento, banda moleteada y cuerda exterior, una pieza típica de 4140.

Composición química y propiedades

La composición es la del grado SAE/AISI 4140. Las propiedades mecánicas dependen por completo de la condición: recocido, normalizado o templado y revenido a una dureza dada. Por eso el plano debe pedir una condición y un rango de dureza, y el certificado de materiales del lote es el que confirma ambos.

Composición química del 4140 (UNS G41400) en % en peso, según ASTM A29/A29M (SAE J404 limita el fósforo a 0.030 % máx.; consulta de 2026)
ElementoContenido (%)
Carbono (C)0.38 – 0.43
Manganeso (Mn)0.75 – 1.00
Fósforo (P)0.035 máx.
Azufre (S)0.040 máx.
Silicio (Si)0.15 – 0.35
Cromo (Cr)0.80 – 1.10
Molibdeno (Mo)0.15 – 0.25
Hierro (Fe)Resto
Propiedades típicas del 4140 recocido y del 4140 templado y revenido comercial (AZoM y ASM International, consulta de 2026)
PropiedadRecocido, típicoTemplado y revenido de barra comercial, típico
Dureza197 HB (alrededor de 92 HRB)28 – 32 HRC (alrededor de 270 – 300 HB)
Resistencia a la tensión655 MPa (95 ksi)Depende del revenido; consulte el certificado
Límite de cedencia415 MPa (60 ksi)Depende del revenido; consulte el certificado
Elongación en 50 mm25.7 %Menor que en recocido
Densidad7.85 g/cm³ (0.284 lb/pulg³)7.85 g/cm³ (0.284 lb/pulg³)
Módulo de elasticidad190 – 210 GPa (27 600 – 30 500 ksi)Igual
Conductividad térmica (100 °C)42.6 W/m·KSimilar
Coeficiente de dilatación térmica (0 – 100 °C)12.2 µm/m·°C (6.8 µpulg/pulg·°F)Similar
Maquinabilidad relativa (AISI 1212 = 100)65Menor; baja conforme sube la dureza

Para estimar el peso con la densidad de 7.85 g/cm³, use la calculadora de peso de pieza.

Cómo se comporta en el maquinado

  • Recocido. Se corta con facilidad y deja buena rugosidad con insertos de carburo recubiertos. Es la condición más económica para desbastar, pero obliga a un tratamiento posterior si la pieza necesita dureza.
  • Templado y revenido a 28 – 32 HRC, típico de barra comercial. Sigue siendo maquinable con carburo, con velocidades menores y más desgaste de herramienta. A cambio, la pieza sale terminada sin distorsión de temple ni capa descarburada que retirar.
  • Templado a dureza alta. Por arriba de alrededor de 45 HRC, típicamente se pasa a torneado duro con CBN o a rectificado. Si el plano pide esa dureza, deje sobremetal en las cotas funcionales para la operación final.
  • Distorsión. Una flecha larga templada después de maquinar se arquea. Pida la rectitud que realmente necesita y deje sobremetal para rectificar los asientos de baleros.
  • Cuerdas. En pernos y espárragos, la cuerda laminada resiste más la fatiga que la cuerda cortada; si su aplicación lo exige, especifíquelo.
  • Soldadura. Es soldable solo con precalentamiento y control de enfriamiento por su templabilidad; sin ese control aparecen grietas. Si la pieza debe soldarse, considere 4130.

Tolerancias y rugosidad típicas

En 4140 las tolerancias de diámetro se sostienen bien en torneado; lo que decide la ruta es la dureza y la rectitud que pida el plano. Las tolerancias cerradas se cotizan solo en cotas funcionales y según la geometría. Una cota que deba sostenerse después de un tratamiento térmico se confirma por característica, porque depende de la distorsión de cada pieza.

Referencias típicas de tolerancia y rugosidad en 4140 maquinado (guía de la industria; clases N según ISO 1302:1992; ajustes según ISO 286-2:2010)
CaracterísticaReferencia típicaComentario
Cotas sin tolerancia propiaISO 2768-m: ±0.2 mm de 6 a 30 mm; ±0.3 mm de 30 a 120 mmNota habitual en planos de maquinaria
Asiento de balero en flechak6: +0.002 / +0.015 mm en 25 mm de diámetroTorneado fino o rectificado
Rugosidad de torneado generalRa 3.2 µm (N8, 125 µpulg)Valor por defecto en muchos planos
Rugosidad de asiento torneado finoRa 1.6 µm (N7, 63 µpulg)Asientos y caras de apoyo
Rugosidad de asiento rectificadoRa 0.4 – 0.8 µm (N5 – N6, 16 – 32 µpulg)Se confirma por característica en la cotización

Herramientas relacionadas: calculadora de ajustes ISO 286, calculadora de tolerancias ISO 2768, tabla de rugosidad Ra, Rz y N y tabla de roscas UNC, UNF y métricas.

Tratamiento térmico y recubrimientos

El temple y revenido, el nitrurado y el temple por inducción se coordinan con fábricas asociadas. Lo mismo aplica al pavonado, al zincado y a otros recubrimientos contra la corrosión. La ubicación de producción se indica en cada cotización.

Lo que su plano debe decir para que el resultado sea verificable:

  • La dureza como rango, no como un valor único, la escala (HRC o HB) y en qué zona se mide.
  • Para nitrurado o temple por inducción: profundidad de capa efectiva, dureza superficial y zonas que no deben endurecerse, como cuerdas o barrenos que se maquinan después.
  • Para zincado electrolítico en piezas templadas: ASTM B633 y ASTM B850 piden un horneado posterior de alivio de hidrógeno en aceros de alta resistencia, para evitar la fragilización. Anótelo en el plano.
  • El pavonado da color negro y una protección ligera que depende del aceite final; no es para intemperie.

Más detalle en acabados superficiales. El maquinado de la pieza se hace por torneado CNC o fresado CNC en nuestra planta asociada principal en Vietnam.

Equivalencias y nombres en México

El 42CrMo4 europeo y el SCM440 japonés son equivalentes cercanos, no idénticos: los intervalos de carbono y manganeso difieren un poco, y en piezas críticas el certificado de materiales decide. La tabla completa está en equivalencias de aceros AISI, DIN y JIS.

Designaciones equivalentes del 4140 y grados cercanos (SAE J404, EN 10083-3 y JIS G 4053; consulta de 2026)
GradoAISI / SAE / UNSEN (número y nombre)JIS
41404140 / G414001.7225 (42CrMo4)SCM440
41304130 / G413001.7218 (25CrMo4)SCM430
43404340 / G434001.6582 (34CrNiMo6), cercanoSNCM439

Cuándo elegir 4140 y cuándo no

Es buena elección para flechas, ejes, pernos y espárragos de alta resistencia, engranes, coples, bujes sometidos a desgaste, portaherramientas y piezas de maquinaria con cargas de impacto o fatiga.

Conviene otra opción en estos casos:

  • Carga moderada y costo bajo: el 1045 al carbono es más barato, aunque templa menos a fondo en secciones gruesas.
  • Piezas torneadas pequeñas de baja exigencia mecánica: 12L14 o 1215 de fácil maquinado.
  • Piezas soldadas: 4130, con menos carbono.
  • Secciones muy gruesas que deben templar hasta el centro: 4340, con níquel.
  • Corrosión sin recubrimiento: un inoxidable como el 304.
  • Peso bajo: aluminio 6061, si la dureza no es requisito.

Antes de enviar el plano, revise la lista de verificación para cotizar: condición de compra, rango de dureza, recubrimiento, rugosidad y cantidad por lote. Para temas más amplios, consulte las guías de ingeniería y el glosario.

Lo que no hacemos

No vendemos barra de acero sin maquinar: el material se compra para la pieza cotizada, con su certificado de materiales a solicitud.

El tratamiento térmico, el nitrurado, el pavonado y el zincado se coordinan con fábricas asociadas; la ubicación de producción se indica en cada cotización.

Envíe su plano y reciba una cotización.

STEP o PDF, una pieza o una familia completa. Respondemos las cotizaciones en inglés; puede escribirnos en español. La ubicación de producción se indica en cada cotización.