aceros para herramientas de corte

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2011-2

ACEROS PARA HERRAMIENTAS DE CORTE GUIA PARA EL CURSO DE TROQUELADO. Tomo I Hernando Villa Escudero

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CONTENIDO ACEROS Propiedades: mecánicas, tecnológicas, físicas, químicas 2 Elementos de aleación y elementos accidentales en los aceros 4 Carbono, Manganeso, Silicio 4 Azufre, Fósforo, Cromo, Níquel 5 Volframio, Molibdeno, Vanadio 6 Cobalto, Plomo, Boro, Selenio, Titanio 7 Aluminio, Cobre, Niobio, Zirconio, Arsénico 8 Estaño, Antimonio, Nitrógeno, Hidrógeno, Oxígeno 9 Tabla 1. Efecto de los elementos de aleación en las propiedades del acero 10 Clasificación de los aceros 11 Normas y países de origen 12 Marcas de aceros y su presentación comercial 13 Nomenclatura de los aceros. Sistemas AISI-SAE 14 Aceros de herramientas 17 Aceros inoxidables 21 Aceros inoxidables endurecibles por precipitación 25

Acero Hadfield 27 Orientación granular 28 Descarburación superficial de los aceros 31 Aceros Finos 35 Lista de aceros para la construcción de matrices y punzones de corte ASSAB DF2/ARNE AISI O1 37 ASSAB XW10/RIGOR AISI A2 38 ASSAB XW41/SVERKER 21 AISI D2 38 ASSAB XW5/SVERKER 3 AISI D3-D6 39 SLEIPNER 39/40 ASSAB M4/REMA 4 39 ASSAB HSP 41 AISI M2 39 CALMAX 40 BOEHLER K 460 AISI O1 41 BOEHLER K 100 AISI D3 41 Lista de aceros para moldeado de plásticos ASSAB 718/IMPAX AISI P20 42 ASSAB IMPAX SUPREME - IMPAX Hi Hard 43 ASSAB STAVAX ESR AISI 420 42/44 ASSAB STAVAX SUPREME AISI 420 Modificado 42/44 SELECCIÓN DEL ACERO PARA PUNZONES Y MATRICES DE CORTE 45 LAMINAS HOT ROLLED 49 LAMINAS COLD ROLLED 50 LAMINAS DE ACERO INOXIDABLE AISI 304/LAMINAS GALVANIZADAS 51 LAMINAS GRABADAS o ALFAJOR 52 LAMINAS Y FLEJES COLD ROLLED ASTM 52 NORMAS ASTM 52 FUNDICIONES 53

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ACEROS

PROPIEDADES Y CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES METALICOS

Las principales propiedades características de los materiales metálicos, pueden ser clasificadas en distintos grupos:

1. PROPIEDADES MECANICAS; referentes al comportamiento del material en relación con los diversos esfuerzos que pueden actuar sobre el mismo, por ejemplo: tracción, compresión, flexión, cortadura, torsión, su dureza, su resistencia a los choques y a los esfuerzos repetidos y su resistencia al desgaste.

2. PROPIEDADES TECNOLOGICAS; referentes a la adaptabilidad de un material dado a los distintos métodos de trabajo y a determinadas aplicaciones, por ejemplo: la elasticidad, la cola-bilidad, la ductibilidad, la maleabilidad, la templabilidad, la soldabilidad, la maquinabilidad.

3. PROPIEDADES FISICAS; referentes a las características generales de un material, por ejemplo: color, calor específico, peso específico, conductibilidad eléctrica, conductibilidad térmi-ca, temperaturas de cambio de estado físico (sólido, líquido, gaseoso), dilatabilidad, caracterís-ticas magnéticas, etc.

4. PROPIEDADES QUIMICAS; referentes al comportamiento del material frente al ambiente en el que se encuentra, por ejemplo: resistencia a los agentes químicos y en especial la corrosión, capacidad de sufrir modificaciones en sus propiedades por efecto de las reacciones químicas.

ELEMENTOS DE ALEACION Y CLASIFICACION DE LOS ACEROS

INTRODUCCION

El acero es una aleación de hierro y carbono con otros elementos, pero son el hierro y el carbo-no los que determinan sus propiedades fundamentales. El carbono es el elemento dominante puesto que la resistencia y las otras características del acero dependen de la microestructura, la cual está definida por el porcentaje de carbono y el tratamiento térmico aplicado.

Sin embargo, debe tenerse en cuenta que sólo en condiciones de laboratorio podría obtenerse una aleación Fe-C pura; normalmente en los procesos de fabricación (especialmente en la fu-sión) se incorporan al acero otros elementos: oxígeno, nitrógeno e hidrógeno; el silicio, el man-ganeso y el fósforo que provienen de los minerales y refractarios y el azufre que viene del co-que especialmente. También están presentes algunas ppm de muchos otros elementos y a ve-ces su efecto puede ser muy grande, como en el caso del boro.

Los aceros se llaman ordinarios o al carbono si contienen como elementos principales sólo hierro y carbono. Sin embargo, siempre contienen en pequeñas cantidades algunos elementos secundarios: manganeso, silicio, fósforo y azufre. Mientras que el silicio y el manganeso tienen una acción generalmente beneficiosa, el fósforo y el azufre son dañinos si están contenidos por encima de cierto límite, provocando fragilidad. La composición de estos aceros al carbono suele oscilar entre los siguientes límites:

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C 0.03% - 2.20% Hierro crudo: C 3 – 4% Mn 0.20% - 0.90% Si 1 – 3% Si 0.00% - 0.50% P 0.10 – 1% P 0.00% - 0.10% S 0.05 – 1% S 0.00% - 0.10%

Las propiedades del acero se ven influídas por los elementos de aleación cuando el mangane-so, el silicio, el fósforo y el azufre están en cantidades mayores a las anotadas para los aceros al carbono, o cuando se han añadido otros elementos con fines específicos.

Los aceros se llaman especiales, principalmente cuando contienen además del hierro y el car-bono, cantidades apreciables de otros metales que le confieren características especiales (aceros aleados). Los metales que más corrientemente se unen al hierro y el carbono para la formación de aceros especiales son: níquel, cromo, molibdeno, tungsteno, vanadio, silicio, manganeso, cobalto, cobre, aluminio, azufre, etc.

También pueden considerarse en la categoría de aceros especiales una serie de aceros al car-bono que por el cuidado puesto en su fabricación (menores cantidades de azufre y fósforo) permiten alcanzar mejores características mecánicas. Estos se emplean generalmente después de un tratamiento de cementación o bonificación.

Los aceros especiales se llaman terciarios cuando contienen un solo elemento especial, cua-ternarios si contienen dos y complejos si contienen más de dos.

Normalmente, los aleantes se agregan para mejorar la resistencia química del acero, para alte-rar sus propiedades eléctricas y magnéticas o para condicionar su respuesta a los tratamientos térmicos y mecánicos proporcionando diversas propiedades tecnológicas.

Los aceros aleados se pueden dividir en tres tipos:

1. Aceros de baja aleación: la cantidad total de elementos aleantes es inferior a 2.5%. 2. Aceros de media aleación: el porcentaje de aleantes está entre 2.5% y 10%. 3. Aceros de alta aleación: el contenido de elementos aleantes es superior a 10%.

En resumen, hay un gran número de elementos que están en el acero, sea por diseño o por accidente. No hay dos elementos que reaccionen igual, pero su distribución general y la forma que toman es diferente en el acero templado y en el acero recocido, depende de la cantidad presente y en muchos casos hay interacción entre los efectos de varios aleantes.

Ha sido costumbre discutir los elementos de aleación en función de las propiedades que confie-ren al acero, por ejemplo, se dice que el cromo endurece el acero, mientras que el níquel y el manganeso lo hacen tenaz; esto solo es cierto cuando dichos elementos están en suficientes cantidades; en general, los efectos de los aleantes no se pueden establecer tan simplemente y aunque aquí solo se tratarán aspectos básicos de los aleantes, se aspira a dar una idea de su acción tan compleja.

Examinando los catálogos detallados de los distintos fabricantes de acero, se pueden encontrar las características de éstos, las condiciones que deben respetarse en la ejecución de los distin-tos tratamientos térmicos y las aplicaciones más correctas de los aceros.

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ELEMENTOS DE ALEACION Y ELEMENTOS ACCIDENTALES EN LOS ACEROS

CARBONO C

El carbono es fundamental en los aceros. Determina la dureza, resistencia y ductilidad del me-tal. Su efecto sobre estas propiedades puede variar ampliamente con el tratamiento térmico.

Los efectos del carbono son efectivos sólo en secciones pequeñas. Cuando se requieren dure-zas y resistencias homogéneas en toda la sección transversal de una pieza o herramienta, es necesario que el acero sea aleado con otros elementos, para que la templabilidad sea total.

Un acero al carbono sin otra aleación tiene una profundidad de temple de unos 12 mm, como máximo, aunque se trate de porcentaje elevado de carbono.

MANGANESO Mn

Contenido en pequeñas cantidades en todos los aceros, se considera elemento de aleación sólo cuando está presente en porcentajes superiores al 1%. En los aceros de construcción se puede tener como máximo de 2% a 3% de manganeso. Confiere una buena templabilidad a los aceros, una elevada dureza y buena resistencia a los choques. En porcentajes mayores (12%) es utilizado para dar al acero elevadísima resistencia al desgaste.

El manganeso actúa como desulfurante y desoxidante en la obtención del acero. El manganeso se combina con todos los demás elementos aleantes.

SILICIO Si

El silicio es un fortalecedor de la ferrita, elevando la resistencia sin sacrificar ductilidad y tenaci-dad, cuando los porcentajes llegan hasta el 1%. Ordinariamente se considera el silicio como un desoxidante en la obtención del acero.

En los aceros de construcción los porcentajes en silicio alcanzan un máximo de 0.60%, dado que este elemento, retarda la cementación, ayuda al crecimiento del grano y reduce la profun-didad de temple.

En porcentajes hasta el 2% mejora la dureza y la elasticidad del acero, por lo cual es empleado en los aceros para la fabricación de muelles.

El silicio aumenta la resistibilidad eléctrica. Aceros con 3% de silicio tienen grandes aplica-ciones en circuitos magnéticos de corriente alterna. Con porcentajes hasta del 5% se fa-brican las chapas para núcleos de transformadores.

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AZUFRE S

En cantidades superiores al 0.12% el azufre hace que los aceros sean frágiles durante los pro-cesos de forja o laminación, rasgándose o bien agrietándose; en algunos casos, sin embargo, basta un porcentaje del 0.06% para que surta los mismos efectos. El manganeso combinán-dose con el azufre, elimina este efecto perjudicial en los aceros.

En algunos aceros destinados a corte rápido (aceros resulfurados), se añade intencionalmente porcentajes de azufre superiores al 0.12%, para formar (por efecto del laminado) unas fibras de sulfuros, que bajo la acción de la herramienta de corte rompen, evitando que se forme viruta continua, prolongando la duración de la arista de corte.

FOSFORO P

Las últimas investigaciones han demostrado que porcentajes hasta del 0.08% no son perjudicia-les en la mayoría de las veces. Mayores porcentajes en los aceros al carbono, producen fragili-dad en frío, dada su tendencia a originar estructuras groseras (bastas) y segregadas.

El cromo y el cobre aumentan la tolerancia para el fósforo. El fósforo actúa en el acero co-mo el carbono, dando aumento de resistencia, dureza y límite elástico y disminuyendo la ductili-dad. En consecuencia los aceros con bajos contenidos de carbono, toleran mejor los contenidos en fósforo. Igualmente que el azufre, el fósforo eleva la resistencia al desgaste y mejora la maquinabilidad en los aceros de corte rápido.

CROMO Cr

El cromo puede estar contenido hasta el 5% en los aceros de construcción, dando a estos una notable dureza. Los mejores resultados en tal caso se obtienen después de haber cementado el material y del tratamiento de bonificación. El cromo es un elemento formador de carburos, forta-lece a la ferrita y aumenta la dureza, tenacidad y resistencia a la tracción de los aceros.

El cromo reduce la velocidad de temple, disminuye el crecimiento del grano, retarda la descar-buración periférica y da mayor profundidad de dureza. Los aceros al cromo deforman bien en caliente, se mecanizan bien y son adecuados para endurecimientos superficiales o por induc-ción.

En porcentajes elevados superiores al 13% y al 30% les da resistencia a los ácidos y al calor, constituyendo los aceros inoxidables.

NIQUEL Ni

El níquel puede estar contenido hasta un máximo de un 5% en los aceros de construcción. Con-fiere a estos una elevada dureza acompañada de una buena tenacidad y hace a los aceros más templables, permitiéndoles alcanzar con el temple valores elevados de dureza, incluso en pro-fundidad. El níquel se caracteriza por su tenacidad a temperaturas por debajo de los cero gra-dos.

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El níquel apoya los efectos del cromo, molibdeno, etc., retarda el crecimiento del grano aún a elevadas temperaturas, disminuye la deformación y el peligro de grietas de temple. Contenidos de níquel hasta el 25% se tienen en los aceros inoxidables, a los cuales proporcio-na una elevada resistencia mecánica en caliente. Estos últimos materiales, por la estructura especial que toman, son difíciles de mecanizar.

TUNGSTENO VOLFRAMIO W

Es empleado más que ningún otro en los aceros de herramientas (rápidos) a los cuales les proporciona la característica de conservar una dureza elevada incluso a altas temperaturas. Se emplea en contenidos hasta el 18% y 20%, generalmente junto con otros elementos de aleación El volframio sin otros elementos de aleación, se utiliza para fabricación de material eléctrico de alta remanencia y permeabilidad magnética.

MOLIBDENO Mo

El molibdeno, por lo general es empleado junto a otros elementos en porcentajes muy poco ele-vados de 1.5% a 4%. Mejora la templabilidad del acero y sobre todo lo hace más resistente al desgaste en caliente.

Es un formador de carburos y un estimulante de los demás elementos de aleación. Aleado so-lamente con el carbono ya incrementa la templabilidad y aumenta la resistencia a la tracción a temperaturas normales y altas.

El molibdeno es uno de los elementos que más favorece el tratamiento térmico, puesto que aumenta la penetración de temple, amplía los márgenes de forja y del tratamiento térmico, permite elevadas temperaturas de revenido lográndose estructuras idóneas, aún a temperatu-ras elevadas, aumentando la resiliencia y el límite de fatiga, el molibdeno facilita el mecanizado, principalmente cuando el acero contiene cromo y níquel.

Desde el punto de vista de la resistencia al calor un 1% de Mo iguala al 2% de W. VANADIO V

Este elemento de aleación en los aceros consigue que el grano sea afinado y que el tratamiento térmico responda fácilmente. Igualmente tiene un valor muy apreciable como desoxidante dis-minuyendo las segregaciones, etc., limpiando el acero en el proceso de colada, si cabe, mejor que el manganeso o el silicio. Para conseguir estos resultados son suficientes porcentajes del 0.15% a 0.20%.

El vanadio además aumenta la resistencia al choque, la resistencia a los movimientos alternos o fatiga, a la abrasión y la resistencia a la tracción sin disminuir sensiblemente la ductilidad.

El vanadio combina con el carbono, y por su afinidad con el nitrógeno, hace que los aceros al vanadio puedan ser endurecidos superficialmente por cementación o carbonitruración.

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El vanadio se encuentra en casi la mayoría de los aceros de herramientas, dado que produce aceros compactos y de grano fino y facilita en gran manera los tratamientos térmicos.

COBALTO Co

Lo mismo que el cromo y el volframio, da aceros de alta imantación remanente. Se encuentra principalmente en los aceros rápidos. PLOMO Pb

El plomo incluído en el acero, facilita su maquinabilidad. Este elemento no forma aleación con el hierro, ni con los demás componentes del acero. El plomo no afecta ninguna de las propiedades mecánicas del acero, contrariamente de lo que ocurre con el azufre.

Algunos autores establecen que los aceros automáticos -corte libre- al plomo, son superiores a los obtenidos con azufre. BORO B

Es considerado como uno de los llamados aleantes de adición, el cual actúa como intensifica-dor de la templabilidad. La adición adecuada en los aceros no solo mejora la templabilidad sino que también mejora las propiedades de tracción.

Igualmente es mejorada la resiliencia mediante la adición de boro en los aceros, que así se pueden utilizar templados a elevadas durezas, con revenidos a bajas temperaturas.

Es un agente de capacidad de endurecimiento muy eficaz. Varios investigadores han comuni-cado que es de 250 a 750 veces más efectivo que el níquel, 75 a 125 más efectivo que el mo-libdeno y alrededor de 100 veces más que el cromo.

Su efecto parece ser mucho más pronunciado con aceros de bajo carbono, que con aquellos de más alto porcentaje de carbono. Es caro, pero ya que se usa en pequeñísimas cantidades, no más del 0,003%, su uso es comparativamente económico. Demasiada cantidad de boro produ-ce fragilidad y <<fragilidad al calor>>

SELENIO Se

Facilita la mecanización de los aceros altamente aleados. Tiene efectos similares al azufre. Los porcentajes de selenio en los aceros son del 0.15% al 0.20% . TITANIO Ti

Es un elemento que facilita la obtención de aceros compactos, disminuyendo las segregacio-nes. Hace que la solidificación de los lingotes sea acelerada. Igualmente es un enérgico des-oxidante y retrasa considerablemente el aumento de tamaño de grano en el tratamiento térmico a elevadas temperaturas. Por su fuerte afinidad para el carbono, reduce la penetración de tem-ple, dado que el titanio dificulta la dispersión de los carburos y la formación de cementita.

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ALUMINIO Al

El aluminio facilita la obtención de un acero con tamaño de grano controlado. No obstante es necesario un riguroso control en su dosificación, dado que un exceso tiende a dar fragilidad en el acero, descomponiendo durante el recocido el carburo de hierro (cementita) transformándo-se en carbono grafito. En combinación con el cromo, se elimina esta tendencia, ya que, aleados juntamente, forman importantes elementos de los aceros destinados a la nitruración.

El aluminio es igualmente uno de los mejores agentes desoxidantes en la obtención de los ace-ros.

COBRE Cu

El cobre puede decirse que se encuentra, aunque en pequeñas cantidades, en los aceros di-suelto en la ferrita. El cobre, aleado en el acero en cantidades del 0.60%, aumenta la resisten-cia del acero a la corrosión atmosférica. Igualmente con este porcentaje, la templabilidad del acero es aumentada; por encima del 0.60%, el cobre empieza a producir efectos de endureci-miento por precipitación.

Se usa extensivamente en aceros de bajo carbono especialmente en calibres finos y en algunos aceros para estructuras.

COLUMBIO Cb. NIOBIO Nb

Es uno de los llamados elementos raros. En la obtención de los aceros inoxidables, se emplea principalmente para evitar la corrosión intergranular. El niobio es aleado en aceros de herra-mientas que en su utilización requieren elevadas temperaturas, evitando la tendencia de auto-templarse.

ZIRCONIO Zr

Ataca principalmente al oxígeno y al azufre. Como elemento de aleación residual, tiene los mismos efectos que el vanadio, aumentando la tenacidad y refinando la estructura granular. ARSENICO As

Su presencia en los aceros es debida siempre por contaminación.

En los aceros al cromo-níquel tratados, la presencia de insignificantes cantidades de arsénico, produce una fuerte pérdida de tenacidad. Este efecto es prácticamente nulo en los aceros al cromo-molibdeno.

En los aceros al carbono el arsénico es más tolerable, llegando hasta porcentajes del 0.50%. El arsénico en los aceros provoca efectos de envejecimiento y reduce la tenacidad a bajas tem-peraturas.

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ESTAÑO Sn

Su presencia en el acero es debida a la chatarra contaminada por el estaño, difícil de separar, dado que se encuentra en los cojinetes, soldaduras, etc., de los paquetes comprimidos de la chatarra.

Es un elemento que origina superficies defectuosas en las operaciones de trabajo en caliente y hace frágil el acero. En los aceros templados y revenidos los efectos del estaño son menos pronunciados que en los brutos de laminación. En proporción de cuatro a uno, el estaño tiene los mismos efectos que el fósforo; es decir, que 0.10% de estaño equivalen a 0.025% de fósforo

ANTIMONIO Sb

Este elemento en proporciones del 0.40% a 0.50% reduce la tenacidad y la ductilidad, no afec-tando prácticamente la resistencia. En los aceros al carbono hipoeutécticos, donde el antimonio se encuentra en porcentajes hasta del 0.60%, pueden laminarse y forjarse sin mayores dificul-tades, porcentajes más elevados producen fragilidad del acero en caliente.

NITROGENO N

Es formador de nitruros, cuando se combina con el aluminio, vanadio o cromo, dando al acero una dureza elevada y resistencia frente al desgaste. Provoca envejecimiento en los aceros. HIDROGENO H

Este elemento se encuentra en casi la mayoría de los aceros en porcentajes de 0.0003% y aún menores. El hidrógeno se puede combinar con el C para formar metano (CH4) y causar fisuras.

El hidrógeno es el que provoca las grietas de forja, copos o manchas brillantes y también la fra-gilidad que algunas veces se produce como consecuencia del uso de álcalis, ácidos y otros compuestos químicos en la elaboración del acero. El hidrógeno es reducido manteniendo el acero durante cierto período de tiempo a elevadas temperaturas.

OXIGENO O

Se encuentra en los aceros en forma de silicatos o de óxidos. Los efectos de envejecimiento en los aceros con bajo contenido de carbono, se cree que son producidos por el oxígeno o el nitró-geno. El aluminio elimina los efectos nefastos del oxígeno en el acero.

En la tabla 1 se puede apreciar el efecto de los elementos de aleación sobre las propie-dades de los aceros.

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Tabla 1

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FIGURA 1. Influencia de los elementos de aleación sobre la curva TTT: a) Aceros al car-bono, aceros al níquel, aceros con bajo Mn; b) Aceros al Cr-Ni y al Cr-Ni-Mo con bajo Cr y Mo; c) Aceros de alto Cr, Mo, V, sin o con poco Ni.

CLASIFICACION DE LOS ACEROS

Hay varias maneras de clasificar los aceros; las principales son: de acuerdo con su composi-ción, de acuerdo con su utilización y de acuerdo con su calidad.

De acuerdo con su composición, se pueden dividir en aceros al carbono y en aceros alea-dos, éstos a su vez se subdividen en aceros de baja, media y alta aleación.

Mf

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Según su utilización (aplicación, uso o empleo) los aceros se pueden dividir en varios grupos: a. Aceros estructurales al carbono (aceros de construcción, aceros de maquinaria). - Extradulce extrasuave 0.05 - 0.15%C extra bajo C R tracción 32 - 38 kg/mm2

- Dulce suave 0.15 - 0.25%C bajo C 38 - 45

- Semidulce semisuave 0.25 - 0.35%C medio bajo C 45 - 55

- Semiduro medio duro 0.35 - 0.45%C medio C 55 - 65

b. Aceros estructurales de alta resistencia y baja aleación. Estos son aceros microaleados.

c. Aceros al carbono para herramientas y matrices: - Duros y tenaces 0.45 - 0.60%C medio alto C R tracción 65 - 75 kg/mm2 - Muy duros 0.60 - 0.75%C alto C 75 - 85 - Extraduros y baja tenacidad 0.75 - 1.20%C muy alto C 85 - 95

d. Aceros aleados para herramientas y matrices: - Aceros para trabajo en frío o indeformables. - Aceros resistentes al impacto. - Aceros rápidos. - Aceros para trabajo en caliente.

e. Aceros para propósitos especiales: - Inoxidables. - Resistentes a la oxidación a alta temperatura (aceros refractarios). - Resistentes al desgaste. - Para muelles. - Para usos eléctricos y magnéticos.

De acuerdo con la calidad, se clasifican según el proceso de producción y van desde los ace-ros de calidad ordinaria obtenidos por proceso Bessemer, los Siemens- Martins, los de hor-no eléctrico, los de convertidores especiales, etc., hasta los aceros de elevada calidad que se producen por refusión en electroescoria, por desgasificación en el vacío o por otros métodos más refinados para obtener aceros de herramientas.

ALGUNAS NORMAS Y PAISES DE ORIGEN

*AISI – SAE - ASTM (para aceros de bajo carbono): Estados Unidos

DIN - SES: Alemania UNE – IHA: España

JIS: Japon UNI: Italia

AFNOR: Francia *SIS – MS – SAAB: Suecia

BS – EN: Inglaterra *Aceros para construcción y herramientas

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MARCAS DE ACEROS

SIDELPA – SIMESA – PAZ DEL RIO: Colombia

ATLAS – CARPENTER: Canada

BOEHLER: Austria

THYSSEN – ROCHLING: Alemania

SANDVIK – SKF - ASSAB/UHB: Suecia

PRESENTACION COMERCIAL ESTADO DE SUMINISTRO O ENTREGA

BARRAS NEGRAS (hot rolled): redondos – cuadrados (espesor < 1 1/4”) – palanquillas (espesor 1 1/4”) – platinas, barras perforadas

BARRAS CALIBRADAS (cold drawn): redondos – cuadrados – hexágonos – Platinas

BARRAS PREMAQUINADAS: redondos

BARRAS RECTIFICADAS (acero plata): redondos Acero de herramientas AISI O1

PLATINAS RECTIFICADAS Acero de herramientas AISI O1

LÁMINAS: Chapas cold rolled (CR) con espesores hasta 3 mm Chapas Hot rolled (HR) con espesores 6 mm Chapas estañadas (hojalata). Espesor máximo 0.5 mm. Estañado 2 micrones. Chapas zincadas (galvanizadas) hasta 3 mm

LÁMINAS: Planchas (espesor > 6mm) hot rolled

LÁMINAS GRABADAS o ALFAJOR

FLEJES

ROLLOS O BOBINAS

ACEROS ESTRUCTURALES (hot rolled): ángulos, vigas en doble T, vigas en H, canales en U, platinas etc.

ALGUNAS BARRAS PUEDEN SUMINISTRARSE EN ESTADO RECOCIDO, NORMALIZADO, BONIFICADO (PRETEMPLADO), LAMINADO EN CALIENTE (HOT ROLLED), CALIBRADO. ACERO PULVIMETALURGICO.

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NOMENCLATURA DE LOS ACEROS. SISTEMAS SAE-AISI

Como la microestructura del acero determina la mayoría de sus propiedades y aquella está de-terminada por el tratamiento y la composición química, uno de los sistemas más generalizados para nombrar los aceros es por su composición química.

Todos los países y muchas instituciones tienen sistemas para clasificar los aceros. Los más usados en nuestro medio son las especificaciones de la ASTM y del AISI. Nuestras nor-mas ICONTEC no se han terminado de elaborar y en gran parte están basadas en las mencio-nadas anteriormente, por eso entraremos a detallar un poco el sistema SAE-AISI para clasificar los aceros.

En 1912, la Sociedad Norteamericana de Ingenieros Automotrices (Society of Automotive Engineers, SAE) promovió una reunión de productores de acero y consumidores para estable-cer una nomenclatura de la composición de los aceros. Más tarde el INSTITUTO NORTEAME-RICANO DEL HIERRO Y ACERO (American Iron and Steel Institute, AISI) tomó la nomenclatu-ra de la SAE y la expandió.

En el sistema SAE-AISI, los aceros se clasifican con cuatro dígitos. El primer dígito especifica la aleación principal, el segundo modifica al primero y los dos últimos dígitos dan la cantidad de carbono con centésimas, más 0.02% menos 0.03%. En algunos aceros al cromo de alto carbo-no hay números de 5 dígitos, los últimos 3 dan el porcentaje de carbono.

Debido al desarrollo de aceros multicomponentes hay muchos aceros que no se encontraban en el sistema original. Las convenciones para el primer dígito son:

1. Manganeso 2. Níquel 3. Níquel-cromo, principal aleante, níquel 4. Molibdeno 5. Cromo 6. Cromo-vanadio, principal aleante, cromo 7. Níquel-cromo-molibdeno, principal aleante, molibdeno 8. Níquel-cromo-molibdeno, principal aleante, níquel

No hay aceros numerados 7XXX porque estos aceros resistentes al calor prácticamente no se fabrican.

Se observa entonces que si el primer número de la designación es 1 se sabe que es un acero al carbono, si el dígito siguiente es 0 o sea que la designación es 10XX se trata de un acero al carbono, así 1030 significa un acero al carbono con 0.30%C. Si el segundo dígito es 1, la de-signación es 11XX y significa que se trata de un acero resulfurado, es decir se le añadió azu-fre para hacerlo más maquinable, por ejemplo, acero 1108. Si el segundo dígito es 3, la desig-nación es 13XX y se trata de un acero con un contenido de manganeso entre 1.5% y 2%. Por ejemplo, SAE 1330.

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Si el primer dígito es 2, indica un acero al níquel, por ejemplo, acero SAE 23XX, es un acero con 3.5% de níquel. Si el primer dígito es 3, se está señalando un acero al Ni-Cr, por ejemplo, el acero SAE 31XX, con 1.25% Ni y 0.65% Cr.

Tabla 2

NOMENCLATURA DE LOS ACEROS AISI – SAE

DESIGNACION TIPOS

10XX 11XX

Aceros al carbono Aceros al carbono resulfurados de fácil maquinado o “corte libre”

13XX 15XX

Aceros con 1.75% de Mn (1.5 – 2.0%) Aceros al manganeso (1.0 – 1.65%)

23XX 25XX

Aceros al Níquel, 3.5% de Ni (3.25 – 3.75%) Aceros al Níquel, 5.0% de Ni (4.75 – 5.25%)

31XX 33XX

Aceros al Níquel-cromo, 1.25% Ni y 0.65% Cr Aceros al Níquel-cromo, 3.50% Ni y 1.60% Cr

40XX 41XX 43XX 44XX 45XX 46XX 47XX 48XX

Aceros al molibdeno, 0.25% Mo Aceros con Cr (0.40 – 1.20%), Mo (0.08 – 0.25%) Aceros al Ni-Cr-Mo, (1.80%Ni, 0.65%Cr, 0.25%Mo) Aceros al Molibdeno, (0.40 – 0.53%) Aceros al molibdeno, (0.55%) Aceros al Ni-Mo, (1.80%Ni, 0.20%Mo) Aceros al Ni-Cr-Mo, (1.05%Ni, 0.45%Cr, 0.20%Mo) Aceros al Ni-Mo, (3.505%Ni, 0.25%Mo)

50XX 51XX

50XXX 51XXX 52XXX

Acero al cromo, (bajo cromo, 0.28 – 0.40%) Medio cromo, (0.80 – 1.05%) Acero resistente al desgaste, con 0.50%Cr Acero resistente al desgaste, medio Cr: 1.00% Acero resistente al desgaste, alto Cr: 1.45%

61XX Acero al cromo – vanadio, (0.75%Cr, 0.15%V)

8XXX 81XX 86XX 87XX 88XX

Aceros de triple aleación 0.30% Ni, 0.40% Cr, 0.12% Mo 0.55% Ni, 0.50% Cr, 0.20% Mo 0.55% Ni, 0.50% Cr, 0.25% Mo 0.55% Ni, 0.50% Cr, 0.35% Mo

92XX 93XX 98XX

Acero al Silicio-manganeso, (2.0% Si y 0.8% Mn) Acero de triple aleación, 3.25% Ni, 1.2% Cr y 0.12% Mo Acero de triple aleación, 1.00% Ni, 0.8% Cr y 0.25% Mo

XXBXX 50BXX 51BXX 81BXX

XXBVXX XXLXX XXXH

EX

Aceros con Boro, mínimo: 0.0005% B) 0.50% Cr 0.80% Cr 0.30% Ni, 0.45% Cr y 0.12% Mo Acero al boro – vanadio, ejemplo: 43BV12 Aceros con plomo, ejemplo: 10L18 Aceros con banda de templabilidad Nuevos tipos de acero con designación temporal

16

En la tabla 2 se señalan las principales series de aceros AISI-SAE que se producen, una lista completa contendría centenares de aceros, pero sólo unos pocos de ellos se encuentran dis-ponibles. Si se consiguen, a veces no se encuentran sino en determinadas formas, por ello si se necesita un determinado acero es mejor comprobar su existencia, antes de diseñar.

Como el proceso de fabricación del acero afecta los elementos residuales (tales como óxidos, sulfuros, silicatos, nitruros, etc.) los que a su vez afectan las propiedades, a veces se añade una letra como prefijo al número AISI-SAE.

Para la utilización de los aceros SAE-AISI, deben consultarse los catálogos de los fabricantes; en general, los aceros 10XX de bajo carbono, de 1005 a 1025 se usan para cementación y para la fabricación de lámina (chapa). Los aceros 1015 a 1025 se usan como estructura-les en vigas, placas, perfiles, ángulos, etc., con propósitos de construcción. Los aceros 11XX son de corte libre (aceros automáticos), pues se añade hasta 0.33% de azufre con el fin de facilitar la producción de piezas en máquinas automáticas y semiautomáticas (tornos revólver y tornos automáticos), teniendo en cuenta que estos elementos no va-yan a soportar muchas tensiones.

El uso de aceros con más de 1.6% de Mn, aceros 13XX, desarrollan ductilidad y resistencia y son superiores a los aceros ordinarios al carbono.

Las propiedades de los aceros, dependen de la acción de los aleantes presentes y por ello se haría necesario entrar a considerar cada tipo en particular.

LISTA PARCIAL DE LETRAS USADAS COMO PREFIJOS

LETRA PROCESO DE FABRICACION

A B C CB D E MT

Acero Siemens Martins Básico Aleado Acero al carbono, Bessemer Acero al carbono, Siemens Martins Básico Acero al carbono, Bessemer o Thomas Acero Siemens Martin Acido Acero de Horno eléctrico Acero al carbono Siemens Martins Básico, para tubos

17

ACEROS DE HERRAMIENTAS

Un acero de herramientas es un acero ya sea al carbono o aleado, capaz de ser templado y revenido. Se fabrican para responder por ciertos requerimientos especiales.

Se pueden usar en herramientas manuales o mecánicas; también se utilizan en aplicaciones donde la resistencia al desgaste es importante. No se incluyen los aceros que se producen en grandes tonelajes y con los cuales se manufacturan muchas herramientas, como: martillos, des-tornilladores, cilindros, matrices, etc.

De modo que, arbitrariamente queda dicho, que muchas herramientas no se elaboran con ace-ros de herramientas. La principal distinción es que el acero de herramientas se fabrica bajo condiciones controladas cuidadosamente.

La metalurgia de los aceros de herramientas es fundamental y su tratamiento térmico se consi-derará posteriormente, aquí sólo se pretende dar su nomenclatura. De los varios sistemas de clasificación vamos a presentar aquí el sistema adoptado por el AISI que es el más usado en nuestro medio.

Los símbolos establecidos por el AISI cubren las composiciones de los aceros de herramientas más comerciales. Estos símbolos consisten en una letra y un número. La letra indica el grupo dentro del cual se ha clasificado el acero y el número designa la composición específica dentro de ese grupo. La composición que se da para cada tipo es sólo para identificación y no implica una especificación del acero.

La clasificación está constituida por 7 grupos principales y algunos de ellos tienen subgrupos basados en las características de la composición o en las variaciones del tratamiento térmico. La clasificación del AISI es la siguiente:

GRUPO 1. ACEROS DE TEMPLE EN AGUA, símbolo: W Water

GRUPO 2. ACEROS RESISTENTES AL IMPACTO, símbolo: S Shock resistant

GRUPO 3. ACEROS PARA TRABAJO EN FRIO: de temple en aceite, símbolo: O Oil

de temple al aire, símbolo: A Air

Indeformables, de alto carbono y alto cromo, símbolo: D

GRUPO 4. ACEROS PARA TRABAJO EN CALIENTE, símbolo: H Hot

en base cromo, H1-H19 en base tungsteno, H20-H39 en base molibdeno, H40-H50

GRUPO 5. ACEROS RAPIDOS base tungsteno, símbolo: T Tungsteno

base molibdeno, símbolo: M Molibdeno

18

DESIGNACION AISI DE ACEROS DE HERRAMIENTAS

GRUPO 1 ACEROS DE TEMPLE EN AGUA, (Símbolo: W)

COMPOSICION NOMINAL

TIPO C Cr V

W1 0.60 - 1.40 ------- -------

W2 0.60 - 1.40 ------- 0.25

W4 0.60 - 1.40 0.25 -------

W5 1.10 0.50 -------

GRUPO 2 ACEROS RESISTENTES AL IMPACTO, (Símbolo: S)

COMPOSICION NOMINAL

TIPO C Mn Si Cr W Mo

S1 0.50 ------ ------ 1.50 2.5 ------

S2 0.50 ------ 1.00 ------ ---- 0.50

S4 0.55 0.80 2.00 ------ ---- ------

S5 0.55 0.80 2.00 ------ ---- 0.40

S6 0.45 1.40 2.25 1.50 ---- 0.40

S7 0.50 ------ ------ 3.25 ---- 1.40

GRUPO 3 ACEROS PARA TRABAJO EN FRIO: de temple en aceite, (Símbolo: O)

COMPOSICION NOMINAL

TIPO C Mn Si Cr W Mo

O1 0.90 1.00 ------ 0.50 0.50 ------

O2 0.90 1.60 ------ ------ ------ ------

O6 1.45 ------ 1.00 ------ ------ 0.25

O7 1.20 ------ ------ 0.75 1.75 ------

ACEROS PARA TRABAJO EN FRIO: de temple al aire, (Símbolo: A)

COMPOSICION NOMINAL

TIPO C Mn Si Cr V W Mo Ni

A2 1.00 ------ ------ 5.00 ------ ------ 1.00 ------

A4 1.00 2.00 ------ 1.00 ------ ------ 1.00 ------

A5 1.00 3.00 ------ 1.00 ------ ------ 1.00 ------

A6 0.70 2.00 ------ 1.00 ------ ------ 1.00 ------

A7 2.25 ------ ------ 5.25 4.75 1.00 1.00 ------

A8 0.55 ------ ------ 5.00 ------ 1.25 1.25 ------

A9 0.50 ------ ------ 5.00 1.00 ------ 1.40 1.50

A10 1.35 1.80 1.25 ------ ------ ------ 1.50 1.80

ACEROS PARA TRABAJO EN FRIO: (Indeformables), de alto carbono y alto cromo, (Símbolo: D)

COMPOSICION NOMINAL

TIPO C Cr V Mo Co

D1 1.00 12.00 ------ 1.00 ------

D2 1.50 12.00 ------ 1.00 ------

D3 2.25 12.00 ------ ------ ------

D4 2.25 12.00 ------ 1.00 ------

D5 1.50 12.00 ------ 1.00 3.00

D7 2.35 12.00 4.00 1.00 ------

19

GRUPO 4. ACEROS PARA TRABAJO EN CALIENTE: en base Cromo, (símbolos H1-H19)

COMPOSICION NOMINAL

TIPO C Cr V W Mo

H10 0.40 3.25 0.40 ------ 2.50

H11 0.35 5.00 0.40 ------ 1.50

H12 0.35 5.00 0.40 1.50 1.50

H13 0.35 5.00 1.00 ------ 1.50

H14 0.40 5.00 ------ 5.00 ------

H15 0.40 5.00 ------ ------ 5.00

H16 0.55 7.00 ------ 7.00 ------

H19 0.40 4.25 2.00 4.25 ------

ACEROS PARA TRABAJO EN CALIENTE: en base tungsteno, (símbolos H20-H39)

COMPOSICION NOMINAL

TIPO C Cr V W

H20 0.35 2.00 ------ 9.00

H21 0.35 3.50 ------ 9.00

H22 0.35 2.00 ------ 11.00

H23 0.30 12.00 ------ 12.00

H24 0.45 3.00 ------ 15.00

H25 0.25 4.00 ------ 15.00

H26 0.50 4.00 1.00 18.00

ACEROS PARA TRABAJO EN CALIENTE: en base molibdeno, (símbolos H40-H50)

COMPOSICION NOMINAL

TIPO C Cr V W Mo

H41 0.65 4.00 1.00 1.50 8.00

H42 0.60 4.00 2.00 6.00 5.00

H43 0.55 4.00 2.00 ------ 8.00

GRUPO 5 ACEROS RAPIDOS: en base tungsteno, (símbolo T)

COMPOSICION NOMINAL

TIPO C Cr V W Co

T1 0.70 4.00 1.00 18.00 -------

T2 0.80 4.00 2.00 18.00 -------

T4 0.75 4.00 1.00 18.00 5.00

T5 0.80 4.00 2.00 18.00 8.00

T6 0.80 4.50 1.50 20.00 12.00

T7 0.75 4.00 2.00 14.00 -------

T8 0.75 4.00 2.00 14.00 5.0

T9 1.20 4.00 4.00 18.00 -------

T15 1.50 4.00 5.00 12.00 5.00

20

ACEROS RAPIDOS: en base molibdeno, (Símbolo M)

COMPOSICION NOMINAL

TIPO C Cr V W Mo Co

M1 0.80 4.00 1.00 1.50 8.00 -------

M2 0.80 4.00 2.00 6.00 5.00 -------

M3 1.05 4.00 2.40 6.00 5.00 -------

CLASE 1

M3 1.20 4.00 3.00 6.00 5.00 -------

CLASE 2

M4 1.30 4.00 4.00 5.50 4.50 -------

M6 0.80 4.00 1.50 4.00 5.00 12.00

M7 1.00 4.00 2.00 1.75 8.75 -------

M10 0.85 4.00 2.00 ------ 8.00 -------

M15 1.50 4.00 5.00 6.50 3.50 5.00

M30 0.80 4.00 1.25 2.00 8.00 5.00

M33 0.90 3.75 1.15 1.50 9.50 8.00

M34 0.90 4.00 2.00 2.00 8.00 8.00

M35 0.80 4.00 2.00 6.00 5.00 5.00

M36 0.80 4.00 2.00 6.00 5.00 8.00

GRUPO 6 ACEROS DE USO ESPECIFICO: baja aleación, (símbolo L)

COMPOSICION NOMINAL

TIPO C Mn Cr Ni V Mo

L1 1.00 ------ 1.25 ------ ------ ------

L2 0.50-1.00 ------ 1.00 ------ ------ ------

L3 1.00 ------ 1.50 ------ 0.20 ------

L6 0.70 ------ 0.75 1.50 ------ 0.25

L7 1.00 0.35 1.40 ------ ------ 0.40

ACEROS PARA USO ESPECIFICO: tipo carbo-tungsteno, (símbolo F)

COMPOSICION NOMINAL

TIPO C Cr W

F1 1.00 ------ 1.25

F2 1.25 ------ 3.50

F3 1.25 0.75 3.50

GRUPO 7 ACEROS PARA MOLDES: bajo carbono, (símbolos P1-P19)

COMPOSICION NOMINAL

TIPO C Cr Ni Mo Al

P1 0.10 ------ ------ ------ ------

P2 0.07 2.00 0.50 0.20 ------

P3 0.10 0.60 1.25 ------ ------

P4 0.07 5.00 ------ ------ ------

P5 0.10 2.25 ------ ------ ------

P6 0.10 1.50 3.50 ------ ------

Otros Tipos

P20 0.30 0.75 ------ 0.25 ------

P21 0.20 ------ 4.00 ------ 1.20

21

GRUPO 6. ACEROS DE USOS ESPECIFICOS baja aleación, símbolo: L Low

tipo carbo-tungsteno, símbolo: F GRUPO 7. ACEROS PARA MOLDES, bajo carbono, P1-P19

Las composiciones dadas en la clasificación de AISI, no comprenden todos los tipos de aceros de herramientas producidos. Por otro lado, no todos los aceros anotados se producen, por ejemplo, muchos productores hacen los tipos: W1, S5, O1, A2, D2, H12, H13, T1, M1 y M2; mientras que muy pocos hacen los tipos: W7, S3, A5, D1, M20, T9, M6 y F3.

ACEROS INOXIDABLES

Como en la sección anterior, no se estudiarán la metalurgia ni el tratamiento térmico de los ace-ros inoxidables, sólo se darán algunas indicaciones sobre su nomenclatura.

Los aceros inoxidables son aquellas aleaciones ferrosas que contienen un mínimo de 12% de cromo para lograr resistencia a la corrosión. La base de los aceros inoxidables es el sistema Fe-Cr y la adición de elementos específicos modifican la estructura y propiedades ori-ginando diversas aleaciones. Para identificar los aceros, el AISI utiliza un sistema numérico de tres cifras; la primera indica el grupo y las dos últimas señalan la ubicación en el grupo así:

DESIGNACION TIPO 2XX Cr-Ni-Mn No templable, austenítico, no magnético 3XX Cr-Ni No templable, austenítico, no magnético 4XX Cr Templable, martensítico, magnético 4XX Cr No templable, ferrítico, magnético 5XX Cr Bajo en Cr, resistente a alta temperatura

ACEROS INOXIDABLES FERRITICOS. Tabla 3

Estos aceros están constituídos por ferrita alfa, con un contenido de cromo entre 14.5 y 27%. No sufren transformaciones durante el calentamiento y no se pueden tratar térmicamente, pero se pueden endurecer por deformación en frío; tienen buena resistencia a la oxidación y corrosión y también se usan a alta temperatura. Son más resistentes a la corrosión que los martensíticos pero menos que los austeníticos.

ACEROS INOXIDABLES MARTENSITICOS. Tabla 4

Estos aceros se desarrollaron para lograr un grupo de aceros inoxidables resistentes a la co-rrosión y endurecibles por tratamiento térmico. Esto se logra añadiendo carbono al sistema Fe-Cr, lo cual produce una aleación que responde al ciclo de temperatura usado en el temple.

En la tabla 4 se indican algunos tipos de aceros inoxidables martensíticos, son menos resisten-tes a la corrosión que los ferríticos y los austeníticos, pero su dureza, resistencia al desgaste y resistencia mecánica son mucho más elevadas.

22

Tabla 3

ACEROS INOXIDABLES FERRITICOS

COMPOSICION

No AISI

C máx.

Mn máx.

Si máx.

P máx.

S máx.

Cr

Otros No

SAE

405 0.08 1.00 1.00 0.04 0.03 11.5 – 14.5 Al = 0.1 51405

430 0.12 1.00 1.00 0.04 0.03 14.0 – 18.0 ---------- 51430

430F 0.12 1.25 1.00 0.06 0.15 mín.

14.0 – 18.0 Zr o Mo=

0.60 51430F

430FSe 0.12 1.25 1.00 0.06 0.16 mín.

14.0 – 18.0 Se = 0.15 51430FSe

446 0.20 1.50 1.00 0.04 0.03 23.0 – 27.0 N = 0.25

máx. 51446

ACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOS. Series 200 y 300. Tablas 5 y 6

Estos aceros se logran añadiendo un estabilizador de austenita al sistema Fe-Cr, los elementos usados son el Ni y el Mn. Esto amplía el campo gamma estabilizando la austenita y suprimiendo la formación de ferrita.

Por ello es posible alear los aceros al cromo con un mínimo de 8% de Ni, para obtener austeni-ta estable a temperatura ambiente. Los aceros inoxidables austeníticos, son aleaciones Fe-C-Cr con suficiente Ni, Mn y N para lograr una estructura austenítica a temperatura ambiente.

La austenita es no-magnética. Los aceros austeníticos más usados tienen Cr-Ni y son los de la serie 300, tabla 5, son los más resistentes a la corrosión. No se pueden endurecer por tra-tamiento térmico pero se pueden endurecer por deformación en frío.

Algunos de estos aceros contienen hasta 26% de Cr y 22% de Ni y otros elementos para fines específicos. Debido a las características económicas del níquel (muy caro), parte de éste puede reemplazarse por Mn o N, sin sacrificar demasiado la resistencia a la corrosión. Estos aceros tampoco se pueden tratar térmicamente, pero como los de la serie 300 se endurecen rápida-mente por deformación en frío. Tabla 6

23

Tabla 4

ACEROS INOXIDABLES MARTENSITICOS

COMPOSICION

No. AISI

C máx.

Mn máx

Si máx.

P máx.

S máx.

Cr Rango

Ni Rango

Otros No SAE

403 0.15 1.00 0.5 0.04 0.03 11.5 a 13.0

--------- --------- 51403

410 0.15 1.00 1.0 0.04 0.03 11.5 a 13.5

--------- --------- 51410

414 0.15 1.00 1.0 0.04 0.03 11.5 a 13.5

1.25 a 2.50

--------- 51414

416 0.15 1.25 1.0 0.06 0.15 mín.

12.0 a 14.0

--------- Zr o Mo 0.6 máx

51416

420 0.15 mín.

1.00 1.0 0.04 0.03 12.0 a 14.0

--------- --------- 51420

431 0.20 1.00 1.0 0.04 0.03 15.0 a 17.0

--------- --------- 51431

440A 0.60 0.75

1.00 1.0 0.04 0.03 16.0 a 18.0

--------- Mo = 0.75máx

51440A

440B 0.75 0.95

1.00 1.0 0.04 0.03 16.0 a 18.0

--------- Mo = 0.75máx

51440B

440C 0.95 1.20

1.00 1.0 0.04 0.03 16.0 a 18.0

--------- Mo = 0.75máx

51440C

Tabla 6

ACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOS – Tipo 200

COMPOSICIÓN

No AISI

C máx.

Mn máx.

Si

P

S

Cr

Ni Otros máx.

No SAE

201

0.15 7.5 1.0 0.06 0.03 16-18 3.5-5.0 N=0.25 30201

202

0.15 10.0 1.0 0.06 0.03 17-19 4.0-6.0 N=0.25 30202

24

Tabla 5

ACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOS - Tipo 300

COMPOSICION

No AISI

C máx.

Mn máx.

Si máx.

P máx.

S máx.

Cr

Ni Otros No SAE

301

0.15 2.0 1.0 0.045 0.03 16.0 a 18.0

6.0-8.0 ---------- 30301

302

0.15 2.0 1.0 0.045 0.03 17.0 a 19.0

8.0-10 ---------- 30302

304

0.08 2.0 1.0 0.045 0.03 18.0 a 20.0

8.0-12 ---------- 30304

304L

0.03 2.0 1.0 0.045 0.03 18.0 a 20.0

8.0-12 ---------- 30304L

309

0.20 2.0 1.0 0.045 0.03 22.0 a 24.0

12-15 ---------- 30309

310

0.25 2.0 1.5 0.045 0.03 24.0 a 26.0

19-22 ---------- 30310

316

0.08 2.0 1.0 0.045 0.03 16.0 a 18.0

10-14 Mo = 2.0-3.0

30316

316L 0.03 2.0 1.0 0.045 0.03 16.0 a 18.0

10-14 Mo = 2.0-3.0

30316L

321 0.08 2.0 1.0 0.045 0.03 17.0 a 18.0

9.0-12 Ti, 5 x C

30321

347

0.08

2.0

1.0

0.045

0.03

17.0 a 19.0

9.0-13

Cb-Ta, 6xC mín.

30347

25

ACEROS INOXIDABLES PH. ENDURECIBLES POR PRECIPITACION

Los aceros inoxidables ordinarios de la serie 300 no son tratables térmicamente por lo que pierden mecánica para lograr resistencia a la corrosión. Los de la serie 400 contienen más carbono, son más duros pero tienen menos resistencia al ambiente. La necesidad de ba-lancear estas dos propiedades llevó al uso del endurecimiento por precipitación mediante la reintroducción de carbono y el desarrollo de matrices martensíticas de bajo carbono. Al evolu-cionar este tipo de aleaciones surgieron tres familias: austeníticas, semi-austeníticas y mar-tensíticas, de las cuales se dan ejemplos en la Tabla 7.

Los tipos martensíticos se basan en la composición del acero austenítico: 18Cr-8Ni, con la adi-ción de pequeñas cantidades de carbono y una pequeña reducción de Cr, Mn y Ni.

El acero se somete a solución en el rango 1000-1060°C y se enfría al aire formándose marten-sita por encima de la temperatura ambiente (121-38°C); esta martensita es blanda (30 Rc) y se envejece en el rango 460-650°C para precipitar compuestos de Ni con Al, Ti y Cb. Estos últimos tres elementos están solos o en combinación, también se pueden formar carburos complejos. Se obtienen durezas de 40-45 Rc y resistencias de 1400 Mpa.

Los grados semi-austeníticos tienen Ms por debajo de la temperatura ambiente. Al enfriar desde 1060oC se conserva la estructura austenítica que es relativamente blanda, dúctil y de-formable.

Si hay suficiente carbono, la precipitación de carburos de cromo, al calentar hasta 1000oC, em-pobrece la matriz y produce martensita al enfriarse; la disminución de Cr en la matriz eleva a Ms de -18oC hasta una temperatura por encima de la ambiente. Los ciclos posteriores de endure-cimiento por precipitación desarrollan las propiedades finales.

Otro método es enfriando las aleaciones por debajo de su Ms. La refrigeración durante 8 horas a -73oC es típica para la aleación 15-17 PH, luego se envejece.

La deformación mecánica puede inducir la transformación martensítica. Esto se puede acelerar o completar con refrigeración seguida de envejecimiento. Se obtienen resistencias mecánicas 15% mayores que las de los aceros inoxidables.

Las aleaciones austeníticas son básicamente, aceros inoxidables de la serie 300 modificados con contenidos más altos de Ni, Al y Ti para producir precipitados. Las resistencias son meno-res, 750 Mpa, pero se pueden usar a temperaturas de servicio más altas. Su estructura es en-tonces una matriz austenítica sobresaturada.

26

Tabla 7

ACEROS INOXIDABLES ENDURECIBLES POR PRECIPITACION

COMPOSICION

N° C Cr Ni Mo Al Mn Si Otros

MARTENSITICOS

W 17- 4 PH

13-8

0.07 0.07 máx. 0.05

17.0 16.5

12.5

7.0 4.0

8.0

--------- ---------

2.5

0.20 ------

1.10

1.00 1.00 máx. 0.10

1.00 1.00

0.10

Ti = 0.70 Cu = 2.75

-------------

SEMI-AUSTENITICOS

17-7 PH PH 15-7 Mo

PH 15-5 AM-350 AM-355

0.07 0.09 máx. 0.07 0.10 0.13

17.0 15.0

15.0 16.5 15.5

7.0 7.0

4.5 4.3 4.3

-------- 2.50

------- 2.75 2.75

1.15 1.00

------ ------ ------

0.60 1.00 máx. 1.00 0.80 0.95

0.40 1.00 máx. 1.00 0.25 0.25

------------ ------------

Cb+Ta= 0.35

N = 0.10 N = 0.10

AUSTENITICOS

HKM A266

17-10P

0.30 0.06

0.12

18.5 15.0

17.0

9.5 26.0

10.0

------- 1.3

-------

------ 0.35

------

3.50 1.50

------

------- 0.70

-------

P = 0.23 V = 0.35 Ti= 0.20 P = 0.25

27

ACERO HADFIELD Este fue uno de los primeros aceros aleados producidos comercialmente y en la actualidad se usa con las mismas composiciones que se formularon cuando se patentó. El manganeso en cantidades entre 2 y 10% puede aumentar la resistencia del acero pero le da fragilidad. Si el manganeso se aumenta hasta 10 a 14% con contenidos de carbono de 1.0 a 1.4% se puede obtener una aleación tenaz y resistente al desgaste después del tratamiento térmico. Este es el acero de alto manganeso, austenítico al manganeso o acero Hadfield. Su composición nominal es 12-13% Mn y 1.2%C.

Como se sabe, el manganeso es un poderoso estabilizador de austenita, pero con porcentajes menores de 10% no se produce la austenita metaestable que se desea a temperatura ambien-te; 14% es adecuado y por ello no se utilizan porcentajes mayores.

La disminución del carbono tiende a reducir la resistencia a la cedencia de modo que el valor óptimo se conserva en 1.2%C. Los contenidos más altos pueden causar problema durante el tratamiento térmico por descarburación excesiva y puede dificultar el proceso de fundición y colada.

La principal propiedad del acero Hadfield es su extraordinaria habilidad para endurecerse por trabajado, mucho más que los aceros inoxidables austeníticos. La razón de esto es el cambio microestructural durante la deformación en frío. En bruto de colada el acero Hadfield está cons-tituido por pequeños granos de austenita retenida y otros productos de transformación rodeados de carburos de la forma (FeMn)3C. En esta condición el acero es muy frágil, austenizando a 1000oC y enfriando en agua se desarrollan propiedades extraordinarias.

A la temperatura de austenización el Mn y el C se disuelven en la austenita y se ven retenidos al enfriar en agua debido al efecto estabilizador del Mn y el C. Esta austenita es metaestable y se transforma parcialmente en martensita de alto carbono cuando se aplican cargas de com-presión al acero.

Esta martensita de alto carbono en la superficie, se ve acolchonada por la austenita metaesta-ble que hay debajo, dándole una tenacidad extraordinaria al acero. La dureza superficial au-menta desde 90 RB hasta más de 59 RC a una profundidad de 6 mm después de un pe- ríodo de servicio.

Esta tenacidad y resistencia al desgaste hace que el acero hadfield sea muy útil en la fabrica-ción de piezas sometidas a trabajos duros como excavadoras, dragas, quebrantadoras, tritura-doras, molinos, palas y cruces de ferrocarril sometidos a desgaste. Como el acero es austenita metaestable no magnética se usa en los imanes de carga.

Podrá pensarse que este acero no es maquinable, pero se puede maquinar con carburos a ve-locidades bajas usando mucho aceite de refrigeración. El taladrado es más difícil y el corte con sierra es casi imposible. El método para darle acabado es el esmerilado.

La resistencia a la corrosión no es mejor que la de los aceros al carbono, pues el Mn no contri-buye a eso.

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ORIENTACION GRANULAR

La vida útil de las herramientas de corte depende no solo de la correcta elección del acero y de la apropiada realización del tratamiento térmico sino también de una extensa serie de otros fac-tores de importancia.

Estos factores incluyen el diseño funcional de la herramienta, la correcta y en lo posible es-table instalación de la misma en la máquina y el cuidado o mantenimiento, especialmente el rectificado o afilado posterior. El desgaste de la herramienta puede ser disminuido mediante una suficiente lubricación durante el trabajo de corte. Otros factores mayores son el espesor y estado del material a cortar (resistencia, estructura y tamaño de grano). Adicionalmente, las sobremedidas, cascarillas superficiales e inclusiones de alta dureza presentes en el mate-rial a cortar, reducen la vida útil de la herramienta.

Con el objetivo de minimizar los cambios dimensionales durante el tratamiento térmico, tanto la cabeza (punzón) como el bloque del troquel (matriz) deben tener una forma simétrica óptima. Deben evitarse cambios bruscos en la sección transversal así como cantos agudos y/o aristas vivas ya que esto(a)s incrementan el riesgo de fracturas ocasionadas por tensiones.

Las herramientas de gran tamaño o de formas complicadas, en la medida de lo posible deben ser de diseño multiseccional con el ánimo de disminuir los cambios dimensionales.

Teniendo en cuenta la dirección del conformado (laminado) de los materiales, los aceros de alto carbono y los aceros de alto níquel sufren cambios dimensionales no uniformes. Por esta razón es necesario verificar la dirección del grano cuando la herramienta se ma-nufactura a partir de láminas o platinas de laminación convencional.

Para evitar esta dificultad, BOEHLER se complace en ofrecer a sus clientes láminas obtenidas por el exclusivo proceso de laminación cruzada en el que los materiales se laminan varias veces en diferentes sentidos. Con esto se obtienen láminas con una distribución del grano uniforme y ante todo sin sentido direccional alguno. Esta ventaja permite al usuario utilizar los materiales cortados de estas láminas en cualquier sentido y adicionalmente obtener significativos ahorros en desperdicios, ya que en BOEHLER puede usted solicitar platinas en cualquier dimensión exacta evitando la necesidad de adquirir platinas laminadas o forjadas en dimensiones predeterminadas por otros proveedores.

FIGURA 2. Ilustración esquemática sobre cómo la forma en que se corta el material de trabajo influye sobre los cambios dimensionales y sus direcciones principales.

FIGURA 3. ¿Se deformará un acero indeformable en el tratamiento térmico?

Sí, desafortunadamente. Todos los aceros cambian de tamaño y forma en el tratamiento térmi-co, algunos más, otros menos.

Mire los dibujos de la figura 3. Ellos enseñan, en forma un poco exagerada, la distorsión des-pués del temple al aire. La línea punteada indica la forma antes del temple.

Note que el acero de alto carbono, alto cromo se estira en la dirección de laminado y se encoge en la dirección transversal. ASSAB XW-10 cambia menos, pero lo que es más importante: el cambio es similar en todas direcciones.

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El moderno matricero, que está acostumbrado a calcular anticipadamente los cambios dimen-sionales, conoce esta ventaja de ASSAB XW-10 (AISI A2), él puede trabajar con bajas toleran-cias de rectificado y así reducir el costoso rectificado final de la herramienta templada

Figura 2

Figura 3

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Figura 4. La dirección de la disposición granular es paralela a los ejes de estas barras de acero

Figura 5. Las líneas gruesas de estas barras de acero indican que la capa exterior está descar-burizada y que debe eliminarse en el mecanizado. Esto es imprescindible en los aceros em-pleados en la fabricación de punzones y matrices.

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DESCARBURACION SUPERFICIAL DE LOS ACEROS

ACCION DE LAS ATMOSFERAS DE LOS HORNOS SOBRE LOS ACEROS

Con frecuencia, durante el calentamiento de los aceros a alta temperatura se modifica la com-posición de la capa periférica de los lingotes, palanquillas, barras, etc., por la acción de las atmósferas de los hornos, que algunas veces llegan a ocasionar graves entorpecimientos en los procesos de fabricación.

Debido a la acción del oxígeno del aire o de gases oxidantes, se produce en los aceros la oxi-dación del hierro de las capas superficiales con formación de cascarilla (óxido de hierro), que envuelve todo el material y que, cuando se presenta en gran cantidad, se separa con relativa facilidad.

Este óxido origina importantes pérdidas de material y da lugar a irregularidades superficiales, que impiden el suministro de barras y perfiles con pequeñas tolerancias dimensionales. Dificulta la mecanización de los aceros, la embutición, la rápida y fácil sujeción de las barras con morda-zas en las máquinas automáticas, etc.

La descarburación superficial es una pérdida del carbono de las zonas periféricas de los ace-ros, que se produce a altas temperaturas bajo la acción de determinadas mezclas (atmósferas) gaseosas. Este fenómeno, que tiene relativamente poca importancia en los aceros de construc-ción de muy bajo contenido en carbono, destinados a la fabricación de chapas, perfiles, etc., tiene una influencia decisiva en los aceros de herramientas de 0.70% a 1.40% de carbono que se emplean para la fabricación de sierras, brocas, limas, hojas y navajas de afeitar, etc. Estas herramientas deben de quedar con durezas muy elevadas, que no se pueden conseguir cuando existen pequeñas descarburaciones superficiales. La descarburación en estos aceros es, sin duda, uno de los fenómenos que más dificultades ofrece a los fabricantes de herramientas.

Zonas descarburadas en el recocido, que no se han eliminado en el mecanizado y superficies que al templar se han descarburado y que, por tanto, no adquieren la dureza conveniente des-pués del temple, son accidentes que con frecuencia ocurren en la preparación de troqueles, cuchillas, escariadores, etc., y que ocasionan grandes perjuicios y trastornos.

La descarburación superficial tiene también gran importancia en ciertas piezas como ejes, ci-güeñales, bielas, muelles, etc., fabricadas con aceros de 0.30% a 0.70% de carbono, que de-ben resistir trabajos de fatiga. Menos conocida esta descarburación que la de los aceros de alto contenido en carbono, no es por eso menos peligrosa.

Al efectuar ensayos con piezas templadas en baños de sales (sin descarburación) y con pie-zas templadas en hornos eléctricos de mufla, que al permanecer durante media hora a 850°C, han experimentado una descarburación de 0.15 mm de espesor, hemos observado repetidas veces, que la duración de las primeras piezas era de 500 a 900 veces mayor que la de las últi-mas.

En los muelles también ejerce un efecto muy perjudicial la descarburación superficial. Por ello debe evitarse completamente este defecto en la fabricación de muelles de calidad.

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La resistencia a la fatiga de un acero descarburado, es frecuentemente el 40% o 70% de la del mismo acero sin descarburación.

El mal comportamiento de los aceros descarburados es debido a que la ferrita de las zonas pe-riféricas tiene una resistencia muy baja (28 a 32 Kg/mm2), muy inferior a la del resto del mate-rial, que suele variar de 80 a 150 Kg/mm2 y en ella se producen pequeñas grietas, donde se inicia la rotura por fatiga de las piezas.

La carburación superficial del acero es un accidente poco frecuente, que ocasiona menos dificultades y entorpecimientos en la industria, que la oxidación y descarburación superficial.

DESCARBURACION

Branley y Allen, definen la descarburación como una pérdida de carbono en la superficie del acero, que origina luego una difusión de carbono del interior al exterior, que tiende a reempla-zar al carbono perdido. Al producirse la descarburación, el carbono se difunde de una región de gran concentración a otra de menor concentración, de la misma manera que el calor se trasmite de un cuerpo caliente a otro cuerpo frío. La intensidad de la descarburación depende de la presión parcial de los elementos carburantes de la atmósfera y de la presión parcial del carbono del acero.

Los agentes activos de la descarburación son precisamente los gases, pudiendo producirse la pérdida de carbono por oxidación o por reducción. La oxidación se produce por la acción del oxígeno o de los gases oxidantes de las atmósferas de los hornos. El oxígeno, vapor de agua y anhídrido carbónico, son los gases que generalmente hacen desaparecer el carbono de los aceros por oxidación. La separación del carbono por reducción ocurre generalmente por la acción del hidrógeno húmedo, que es uno de los descarburantes más enérgicos.

Resumiendo, vemos que los principales gases, capaces de descarburar el acero son el hidró-geno, oxígeno, anhídrido carbónico y vapor de agua. ¿QUE DIMENSION DE BARRA DE ACERO SE DEBE COMPRAR?

Este es un tema importante que desgraciadamente no tiene una respuesta sencilla y única, pues la dimensión de la barra dependerá de la forma de suministro de ésta y dentro de cada forma de suministro, de la medida y de la forma de la barra (redonda, cuadrada o rectangular). Existen tres formas generales de suministro de las barras de aceros especiales: barras negras, barras premaquinadas y barras rectificadas.

Examinaremos la manera de determinar el tamaño adecuado de las barras negras.

¿QUE SON LAS BARRAS NEGRAS?

Tradicionalmente, las barras de aceros especiales se producen por laminado en caliente. Para dimensiones mayores, las acerias producen barras por forjado, para mejorar la estructura de grano del acero y así también las cualidades del acero.

Decimos que las barras son negras, cuando después del laminado en caliente o del forjado, no han tenido ningún maquinado en las acerías, salvo el corte de las puntas.

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¿COMO ES LA SUPERFICIE DE LAS BARRAS NEGRAS?

Inevitablemente, al laminarse las barras en caliente o forjarse, sus superficies sufren cierto gra-do de descarburización. Es decir, el contenido de carbono en la superficie de la barra es más bajo que el indicado por el análisis del acero.

Además, con estos métodos de producción se producen pequeños agrietamientos y fisuras en las superficies de las barras.

Por lo tanto, es absolutamente indispensable quitar esta cáscara descarburizada y agrie-tada, para obtener una barra limpia, de la cual se fabricará la pieza o herramienta.

De lo contrario, al hacerse el tratamiento térmico, la superficie de la herramienta o la pieza no obtendrá la dureza deseada (por el menor contenido de carbono), y se presentarán grandes riesgos de que esta se raje (por los agrietamientos ya existentes).

¿CUANTO DEBERA QUITARSE DE UNA BARRA NEGRA PARA QUE QUEDE LIMPIA?

Generalmente se siguen las normas recomendadas por la AISI. Estas normas indican el espe-sor de la capa superficial que deberá quitarse (la sobremedida para maquinado) según la forma y la dimensión de la barra.

Sin embargo usted conoce la medida final de la herramienta o pieza que desea construir. Nos parece más práctico expresar la sobremedida para maquinado en términos de que tanto de-berá agregársele a la medida final, para conocer la dimensión de la barra que usted deberá comprar.

En las tablas del anexo adjunto hemos indicado las adiciones que deberán hacerse a las medi-das finales, basándonos en las normas AISI, pero simplificando y abreviando éstas para lograr una mayor sencillez.

En algunos casos, las sobremedidas para maquinado que se indican en estas tablas serán ma-yores que las recomendadas por la AISI, sobre todo en cuanto a las medidas menores dentro de cada rango de medidas finales. Sin embargo, consideramos que en estos casos es mejor pecar por lo alto, teniendo en cuenta los graves riesgos que se corren cuando las so-bremedidas son demasiado pequeñas. ¿QUE SIGNIFICA LA TOLERANCIA DIMENSIONAL?

Resulta económicamente imposible producir por laminado en caliente, y menos aún por forja-do, barras con dimensiones exactas. Las acerias laminan o forjan barras de determinada di-mensión nominal, pero las barras tendrán dimensiones reales que variarán con respecto a la dimensión nominal, dentro de ciertos límites que denominamos la tolerancia dimensional. Normalmente, usted no tiene problemas con la tolerancia dimensional, puesto que resulta senci-llo comprobar en los almacenes las dimensiones reales de las distintas barras. En las Tablas 8 y 9, podrá consultarse las sobremedidas recomendadas por ACEROS ASSAB para maquinado de barras negras de diferentes dimensiones y para diferentes secciones.

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Tabla 8

SOBREMEDIDAS PARA MAQUINADO DE BARRAS NEGRAS : REDONDAS, HEXA-GONALES Y OCTAGONALES

PARA DIMENSION FINAL DE PIEZA DE:

AGREGUESE AL DIAMETRO 2 VECES:

0 - 25 mm 26 - 50 mm 51 - 75 mm 76 - 100 mm 101 - 125 mm 126 - 150 mm 151 y más mm

1.00 mm 2.00 mm 2.50 mm 3.50 mm 4.50 mm 5.50 mm 6.50 mm

Tabla 9

SOBREMEDIDAS PARA MAQUINADO DE BARRAS NEGRAS: CUADRADAS Y REC-TANGULARES

PARA DIMENSION FINAL DE: Agreguese al grueso 2 veces

Agreguese al ancho 2 veces

GRUESO DE 0 - 25 mm Ancho de 0 - 25 mm Ancho de 26 - 50 mm Ancho de 51 - 100 mm Ancho de 101 - 150 mm Ancho de 151 - 200 mm GRUESO DE 26 - 50 mm Ancho de 26 - 50 mm Ancho de 51 - 100 mm Ancho de 101 - 150 mm Ancho de 151 - 200 mm GRUESO DE 51 - 100 mm Ancho de 51 - 100 mm Ancho de 101 - 150 mm Ancho de 151 - 200 mm GRUESO DE 101 - 150 mm Ancho de 101 - 150 mm Ancho de 151 - 200 mm GRUESO DE 151 y más mm Ancho de 151 - 200 mm

-------------- 1.25 mm 1.25 mm 1.50 mm 1.75 mm 2.00 mm 1.75 mm 2.00 mm 2.00 mm 2.50 mm 3.00 mm 3.00 mm 3.50 mm 5.00 mm 5.00 mm 7.00 mm

------------ 1.25 mm 1.75 mm 2.50 mm 4.00 mm 5.50 mm 1.75 mm 3.00 mm 4.00 mm 5.50 mm 3.00 mm 4.50 mm 6.50 mm 5.00 mm 7.00 mm 7.00 mm

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ACEROS FINOS

Generalidades

Bajo esta denominación se encuentran los materiales ferrosos, amparados por garantías del fabricante, en cuanto a sus propiedades mecánicas, físicas y químicas se refiere, así como también en relación con su comportamiento durante el tratamiento térmico.

Las propiedades atrás señaladas, no dependen solamente del porcentaje de aleación de los diferentes elementos, sino también de la cuidadosa fusión de la materia prima seleccionada, de la manufacturación en caliente, de la observación minuciosa de determinadas reglas, de am-plios controles de calidad, de los sistemas y procesos de fabricación y finalmente de los trata-mientos térmicos intermedios y finales.

También se pueden incluir dentro de la denominación de Aceros Finos, aquellos aceros no aleados, siempre y cuando existan las condiciones arriba enunciadas, sin importar su contenido de carbono.

Por la adición de determinados elementos de aleación y un tratamiento térmico adecuado, se obtienen cualidades especiales, tales como dureza, resistencia a altas temperaturas, al desgas-te, a la corrosión, a la tracción, etc.

Aceros de aleación o al carbono, cuya fabricación no se ajuste a las condiciones anteriormente mencionadas y para las cuales no existe garantía del fabricante, no pueden ser considerados Aceros Finos.

MAQUINADO

El maquinado mal efectuado en un Acero Fino puede ser el origen principal de las roturas du-rante el tratamiento térmico o en forma prematura durante la utilización de la pieza terminada. Los aceros que se compren en barras negras deben tener una sobremedida suficiente-mente amplia, para que durante el proceso de fabricación pueda ser eliminada, no sola-mente la cáscara negra, sino también la zona descarburizada, la cual eventualmente pue-de contener microfisuras, las que conducen a mayores fisuras durante las altas tempera-turas del tratamiento térmico.

Dentro de lo posible se deben observar las siguientes sobremedidas recomendadas por ACE-ROS BOEHLER en relación con los diámetros de las piezas a fabricar:

MEDIDA ACABADA

en mm

< 16 16 a

25

25 a 40

40 a

63

63 a 80

80 a

100

100 a

125

125 a

160

160 a

200

200 a

250

SOBRE-MEDIDA en mm

2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 10.0 12.0

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Además se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:

Una superficie demasiado rudimentaria causa una disminución de la resistencia a la fati-ga de aproximadamente un 23%. Todo tipo de rayaduras del maquinado, así como cam-bios de diámetro en ángulo recto, originan debido a las tensiones que se crean en el ma-terial, peligro de rotura. Los cuñeros de los ejes son especialmente susceptibles a las roturas por fatiga, por lo cual es de suma importancia conceder una cuidadosa atención a la medida y limpieza de las superficies.

Los ejes sometidos a torsión tienen su punto débil en las perforaciones para lubricación. Es por eso que deben ser observadas las siguientes medidas: la salida de las perforaciones debe ser redondeada y tanto esta superficie como las interiores deben estar libres de rayaduras.

Al maquinar platinas es necesario poner especial atención en el desbaste, ya que debe sacarse igual cantidad de material por ambas caras. El hecho de limpiar simplemente una de las caras, y maquinar la otra hasta la medida deseada, trae como consecuencia deformacio-nes casi inevitables durante el tratamiento térmico. En la fabricación de matrices y punzones debe tenerse en cuenta la fibra del acero, la cual se encuentra siempre en el sentido lon-gitudinal de la barra.

Los punzones deben trabajar con la fibra en forma vertical, mientras que las sufrideras deben tener la fibra en forma horizontal (compárese la fibra del acero con la fibra de la ma-dera).

RECOMENDACIONES TECNICAS

Todo acero tiene características muy especiales de acuerdo con su aleación. Es por lo tanto aconsejable, en caso de duda, consultar a los representantes de las marcas de aceros, quienes gustosamente le darán toda la información requerida.

IMPORTANCIA DEL TRATAMIENTO TERMICO

El tratamiento térmico cuidadoso de una pieza de maquinaria o de una herramienta es de fun-damental importancia para su rendimiento y duración, pues tan solo con el mismo se puede ob-tener el alto rendimiento que se espera de los Aceros Finos. Los elementos de aleación de un acero, son una condición parcial para obtener determinadas cualidades y no hacen obsoleto el tratamiento térmico, antes por el contrario, le otorgan una mayor importancia. Solamente a través de un tratamiento térmico adecuado estos elementos de aleación se vuelven realmente útiles.

Un acero fino con un tratamiento térmico inadecuado puede dar un rendimiento inferior al de un acero de baja calidad con un tratamiento adecuado. El acero apropiado con el tratamiento térmico correcto puede dar un rendimiento hasta 2 veces superior al de un acero de baja cali-dad bien tratado.

Es muy común que el tratamiento térmico no se realice correctamente, especialmente en talleres donde éste se efectúa tan solo esporádicamente.

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LISTA DE ACEROS PARA LA CONSTRUCCION DE MATRICES Y PUNZONES DE CORTE

ASSAB DF2/ARNE AISI O1 Código de color: amarillo Vr. kg $39900 + IVA

REDONDOS mm BARRAS NEGRAS

6 22 38.6 57 80 115 160 225 380

12.7 25.4 41 60 85 120 165 230

14 28 43 63.5 90 127 170 254

16 30 45 64.5 95 135 180 280

18 32 50.8 70 102 140 191 305

20 35 55 76.2 108 153 203 330

PLATINAS Y CUADRADOS mm BARRAS NEGRAS

6 x 38 10 x 133 15 x 210 22 x 45 25 x 153 35 x 35 43 x 260

45 166 260 57 210 57 51 x 51

57 490 18 x 18 69 28 x 28 69 54 x 260

8 x 30 12 x 38 38 82 38 108 63.5 x 254

38 57 57 108 45 133 76 x 254

57 108 69 133 57 210 102 x 203

108 260 86 158 69 260 205 x 600

10 x 30 15 x 30 108 210 86 41 x 41

38 38 133 260 108 57

57 69 158 25 x 25 133 82

69 108 210 63 158 158

86 133 260 102 210 210 108 158 22 x 30 127 260 260

BARRAS PERFORADAS mm

45 x 115 47 x 102 60 x 127 72 x 155 35 x 205 120 x 205

PLATINAS RECTIFICADAS Precio sin confirmar

1/16” x 4” x 18” 1/8” x 1” x 18” 3/16” x 2” x 18” 1/4" x 2” x 18” 1/8” x 1 ½” x 18” 3/16” x 3” x 18” 1/4" x 3” x 18”

1/8” x 2” x 18” 3/16” x 4” x 18” 1/4" x 4” x 18”

1/8” x 3” x 18”

1/8” x 4” x 18”

ACERO PLATA Barras rectificadas Longitud = 36” 914,4 mm Precio sin confirmar

2 3.5 4.5 5.5 7 9 11 13

3 4 5 6 8 10 12 16

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ASSAB XW10/RIGOR AISI A2 Color: rojo/verde Vr. kg $43300 + IVA


10 18 28 38 45 80 115 151.5

12.7 22 32 41 50.8 90 127 180

14 25.4 35 43 70 102 140 203

PLATINAS mm BARRAS NEGRAS

6 x 45 8 x 69 12 x 108 15 x 108 18 x 260 28 x 470 43 x 323 127 x 203

57 86 133 166 22 x 210 35 x 108 395 138 x 203

108 108 430 210 28 x 82 260 54 x 260 153 x 205

8 x 30 10 x 69 15 x 30 18 x 38 166 435 76 x 254 304

45 108 38 86 260 41 x 210 89 x 304

57 12 x 86 57 133 455 43 x 260 102 x 254

ASSAB XW41/SVERKER 21 AISI D2 Color: amarillo/blanco Vr. kg $55700 + IVA


10 35 70 115 165 230 305

12.7 38 76 120 170 250 330

20 41 80 127 180 254 340

22 45 82 135 191 260 350

25.4 50.8 90 140 203 270 356

28 60 95 150 216 280 380

32 63.5 102 160 225 290 457


6 x 30 12 x 57 15 x 86 18 x 166 22 x 210 28 x 158 54 x 260

57 69 108 22 x 57 420 260 63 x 203

8 x 57 86 158 69 28 x 57 35 x 260 66 x 258

10 x 57 108 18 x 57 82 82 41 x 57 76.2 x 254

86 15 x 38 86 86 86 210 80 x 256

108 57 108 108 108 260 92 x 254

12 x 30 82 133 133 133 43 x 400 139 x 254

39

ASSAB XW5/SVERKER 3 AISI D3-D6 Código de color: rojo Vr. kg $54000 + IVA


12.7 25.4 38 55 76.2 115 150 225

20 28 43 63.5 80 127 180 250

22 35 50.8 70 100 140 203


6 x 57 10 x 57 22 x 69 28 x 108 28 x 260 35 x 210 47 x 133 76 x 203

8 x 30 108 108 133 35 x 57 260 51 x 308 254

57 18 x 38 260 158 133 43 x 210 54 x 260

10 x 30 22 x 45 28 x 82 210 158 260 63 x 203

SLEIPNER Sin Norma Código de color: azul/marrón Vr. kg $90300 + IVA


10 25.4 43 64 76.2 120 150 180

20 35 50.8 70 90 140 160


15 x 57 28 x 166 54 x 260 102 x 153 153 x 407

22 x 108 35 x 260 63 x 254 153 x 203 203 x 305

ASSAB M4/REMA 4 Vr. kg $58600 + IVA


12.7 20 25.4 35.8 45.8 61 90

16 22.5 28.8 40.8 50.8 71 102

ASSAB HSP 41 AISI M2 Vr. kg $145200 + IVA

REDONDOS BARRAS NEGRAS

1/4" 5/8” 1” 1 3/8” 1 3/4" 2 1/2" 4”

3/8” 3/4" 1 1/8” 38 mm 50 mm 2 3/4" 6”

1/2" 7/8” 1 1/4" 1 5/8” 57 mm 76 mm

40

CALMAX W. Nr. 1.2358 Color: blanco/violeta Vr. kg $67600 + IVA


14 28 43 55 80 100

22 35 50.8 63 90 200


28 x 108 28 x 260 35 x 260 52 x 355 66 x 400 100 x 400

* PRECIOS VIGENTES EN ABRIL 30 DE 2009

CALMAXACERO PARA TRABAJO EN FRÍO W. Nr. 1.2358

COMPOSICIÓN: C 0.6, Si 0.35, Mn 0.8, Cr 4.5, Mo 0.5, V 0.2

Acero al cromo-molibdeno-vanadio que se caracteriza por: alta tenacidad, buena resis-tencia al desgaste, buena estabilidad dimensional durante el temple, buena pulibilidad, buena soldabilidad, aptitud de temple a la llama y por inducción, desgasificado al vacío.

ESTADO DE SUMINISTRO: recocido blando a 200 HB

APLICACIONES: moldeado de plásticos, corte y conformado en general de chapa gruesa, matrices de extrusión de geometría complicada, embutición profunda, acuñado.

MEDIOS DE ENFRIAMIENTO DE TEMPLE: aire forzado/gas, martemple, aceite (el enfria-miento en aceite aumenta el riesgo de cambios dimensionales y fisuras).

Temperatura de austenización: 950-970°C. Dureza obtenida en HRC: 58 2

SLEIPNER ACERO PARA UTILLAJES DE TRABAJO EN FRÍO

COMPOSICION: C 0.9, Si 0.9, Mn 0.5, Cr 7.8, Mo 2.5, V 0.5

Aleado al cromo-molibdeno-vanadio caracterizado por: buena resistencia al desgaste, resistencia a las melladuras por esfuerzos de compresión; alta dureza (> 60 HRC) des-pués del revenido a alta temperatura, buena estabilidad durante el temple, buenas pro-piedades para efectuar electroerosión por hilo, buenas propiedades para el tratamiento de superficie, resistencia contra la pérdida de dureza durante el trabajo.

ESTADO DE SUMINISTRO: Recocido blando 235 HB.

APLICACIONES: se recomienda para series medias de producción donde se requiera buena resistencia al desgaste mixto o abrasivo p. ej.: corte convencional y corte fino, ci-zallado, acuñado, conformado, forjado, extrusión en frío y compactación.

MEDIOS DE ENFRIAMIENTO DE TEMPLE: gas forzado, martemple 200-350°C, aceite (sólo en geometrías muy simples).

Temperatura de austenización: 1030-1050°C. Dureza obtenida en HRC: 62 2

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PLATINAS Y CUADRADOS BOEHLER K 460 AISI O1

6.4 x 25.4 15.9 x 38.1 19 x 101.6 25.4 x 127 31.7 x101.6 38.1x152.4 50.8x152.4

9.5x101.6 50.8 127 152.4 127 177.8 203.2

12.7x25.4 63.5 152.4 177.8 152.4 203.2 254

38.1 76.2 203.2 203.2 177.8 254 304.8

50.8 101.6 22.2 x 22.2 228.6 203.2 304.8 63.5 x 63.5

63.5 127 25.4 x 25.4 254 254 40 x 40 69.8 x 69.8

76.2 19 x 19 38.1 304.8 38.1 x 50.8 44.4 x 44.4 76.2 x 76.2

101.6 25.4 50.8 31.7 x 31.7 63.5 50.8 x 50.8 101.6

127 50.8 63.5 50.8 76.2 76.2 152.4

152.4 63.5 76.2 63.5 101.6 101.6 88.9 x 88.9

15.9 x 15.9 76.2 101.6 76.2 127 127 101.6x101.6

Toda la gama de dimensiones en ejecución recocido, sandblasted (limpieza por chorro de arena)

PLATINAS BOEHLER K 100 AISI D3

6 x 20 10 x 60 15 x 35 20 x 40 25 x 25 25.4x76.2 35 x 250 45 x 45

25 70 50 50 35 152.4 38.1x76.2 50 x 50

30 80 60 60 40 30 x 40 101.6 90

50 90 70 70 50 120 152.4 120

8 x 20 100 80 80 65 180 40 x 40 50.8x203.2

30 120 100 90 80 32 x 32 50 304.8

50 12 x 40 120 100 100 101.6 65 55 x 55

10 x 25 50 150 120 130 35 x 35 80 60 x 80

30 12.7x76.2 16 x 40 130 180 120 120 90

35 101.6 20 x 20 150 200 130 130 65 x 65

40 13 x 25 25 200 250 150 200 70 x 70

50 15 x 20 30 22 x 22 300 200 250 76 x 76

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ACEROS PARA MOLDEADO DE PLASTICOS

ASSAB 718/IMPAX AISI P20 Color: Amarillo/verde Vr. kg $38200 + IVA


12.7 35 70 115 180 300

14 43 76.2 127 203 330

18 51 80 140 230 350

22 55 90 153 254 356

28 63.5 102 165 280 500


25 x 250 63 x 400 90 x 415 136 x 396 196 x 445 446 x 796

300 66 x 596 102 x 420 156 x 375 246 x 496 496 x 796

50 x 250 76 x 610 610 396 346 x 395

300 796 116 x 596 445 596

56 x 496 89 x 610 127 x 610 596 1050

ASSAB STAVAX ESR AISI 420 Color: naranja/negro Vr. kg $59800 + IVA


12.7 28 41 57 76 90

16 35 50.8 63.5 80


11 x 45 28 x 166 40 x 500 51 x 305 80 x 500 90 x 305

12 x 102 35 x 256 43 x 256 76 x 610 89 x 610

ASSAB STAVAX SUPREME AISI 420 Modificado Vr. kg $59800 + IVA


102 127 153 180 230 280

115 140 160 203 254


102 x 457 127 x 457 254 x 457 290 x 306 360 x 407

105 x 613 203 x 457 610 306 x 435 457 x 762

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IMPAX SUPREME Acero pretemplado para moldes de plástico. AISI P20 + Ni

COMPOSICIÓN: C 0.37, Si 0.30, Mn 1.4, Cr 2.0, Ni 1.0, Mo 0.20, S < 0.010

Aleado al cromo-níquel-Molibdeno, desgasificado al vacío, se suministra bonificado ofre-ciendo las siguientes ventajas:

Sin riesgos de temple

Sin costos por temple

Ahorro de tiempo, no hay necesidad de esperar para el tratamiento térmico

Menor costo de herramientas (no hay que rectificar deformaciones de temple)

Las modificaciones se efectúan fácilmente

Puede nitrurarse para aumentar la resistencia de su superficie al desgaste o tem-plarlo a la llama localmente para reducir los daños en la superficie

Posee un contenido de azufre muy bajo, lo cual le proporciona las siguientes caracterís-ticas:

Excelentes aptitudes para pulido y la elaboración de fotograbados

Buena mecanibilidad

Gran pureza y buena homogeneidad

Dureza uniforme en todas las dimensiones

NOTA: IMPAX SUPREME ha sido probado ultrasónicamente en el 100%.

ESTADO DE SUMINISTRO: templado y revenido a 290-330 HB

Las secciones grandes se suministran pre-mecanizadas, lo cual ofrece las siguientes ventajas en comparación con el material sin mecanizar:

Ahorro de peso

La superficie no está descarburada

Tamaño nominal exacto (más la tolerancia)

Menos mecanizado

Al no existir rebabas, se reduce a un mínimo el desgaste de las herramientas

APLICACIONES:

Moldes de inyección para termoplásticos

Moldes de extrusión para termoplásticos

Moldes de soplado

Herramientas de conformar sin arranque de virutas (templadas a la llama o nitrura-das)

Componentes estructurales, ejes, etc.

IMPAX Hi Hard Acero para moldes pre-templado. AISI P20 modificado

Es un acero para moldes pretemplado a mayor dureza (360-400 HB), que el bien conocido Impax Supreme. La mayor dureza aporta un incremento en la resistencia al desgaste, aumentando por tanto la vida del molde.

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La composición química y el proceso de fabricación es el mismo que para Impax Supre-me, por tanto, Impax Hi Hard cuenta con la misma aptitud de pulido y fotograbado, una de las grandes y reconocidas características del Impax Supreme.

STAVAX ESR Acero inoxidable para moldes de plástico. AISI 420. 200 HB.

COMPOSICIÓN: C 0.38, Si 0.90, Mn 0.50, Cr 13.6, V 0.30

Se fabrica empleando la técnica de ELECTRO AFINADO DE ESCORIA (ESR), que propor-ciona una microestructura extremadamente fina y uniforme.

Acero inoxidable para utillajes, aleado al cromo, dotado de las siguientes propiedades:

Buena resistencia a la corrosión/manchas

Buena pulibilidad (brillo espejo)

Buena resistencia al desgaste

Buena mecanibilidad

Buena estabilidad en el temple

Los beneficios prácticos de una buena RESISTENCIA A LA CORROSIÓN en un molde pa-ra plástico pueden resumirse como sigue:

Menor costo de mantenimiento del molde. Las superficies de las impresiones con cavidades mantienen su acabado original durante largos períodos de producción. Los moldes conservados o empleados en lugares húmedos no requieren protec-ción especial.

Menor costo de producción. Debido a que los canales para el agua de refrigeración no pueden oxidarse (a diferencia de los aceros convencionales para moldes), las características de transferencia térmica y, por tanto, de eficacia en la refrigeración son constantes durante toda la vida de servicio del molde.

Resistencia a la corrosión/manchas, es decir, para el moldeado de materiales co-rrosivos, por ejemplo, PVC, acetatos, y para moldes expuestos a condiciones de trabajo/almacenamiento húmedas.

Resistencia al desgaste, es decir, para el moldeado de materiales abrasivos, inclu-yendo materiales termoendurecibles moldeados por inyección. Asimismo, para moldes con series de producción excepcionalmente largas, por ejemplo, compo-nentes eléctricos/electrónicos; cubertería y envases de un solo uso.

Acabado superficial de gran calidad, es decir, para la producción de piezas ópti-cas, tales como lentes de cámaras fotográficas y cristales de gafas de sol, y para artículos médicos, por ejemplo, jeringas y frascos de análisis.

STAVAX SUPREME Acero inoxidable para utillajes. AISI 420 modificado. 270 HB.

COMPOSICIÓN: C 0.25, Si 0.35, Mn 0.35, Cr 13.3, Mo 0.35, V 0.35, Ni 1.35

Aleación al Cr-Ni-Mo-V con excelentes propiedades de temple, buena tenacidad.

APLICACIONES: Las mismas del Stavax ESR, adicionando alta tenacidad, para moldes complicados; características excepcionales de temple, alta templabilidad muy importante en moldes de grandes dimensiones.

Tenacidad al impacto, este acero cuenta con mayor tenacidad comparando con otros aceros del tipo AISI 420. Este acero muestra la mejor resistencia a la corrosión al estar revenido a baja temperatura y un pulido hasta acabado de espejo.

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SELECCIÓN DEL ACERO PARA PUNZONES Y MATRICES DE CORTE

ACEROS DE TRABAJO EN FRIO

Calidad AISI Composición Brinell APLICACIONES

ASSAB M4 S1 C 0.50% Si 0.80% Cr 1.30% W 2.50% V 0.20%

200 Servicio pesado (corte de chapa gruesa), temple al aceite y al agua con máxima tenacidad.

Puede ser carburizado para usos lar-

gos.

ASSAB DF-2/

ARNE

O1 C 0.90% Mn 1.20% Cr 0.50% W 0.50% V 0.10%

195 Acero indeformable de utilidad gene-ral con facilidad de maquinado.

Temple en aceite.

BOEHLER K460 O1 C 0.95% Mn 1.1% Cr 0.50% W 0.50% V 0.10%

Temple en aceite. Mínima variabilidad

dimensional. Uso en la industria de la

madera, papel y metales; moldes pa-

ra plásticos.

ASSAB XW-10/

RIGOR

A2 C 1.00% Mn 0.60% Cr 5.30% Mo 1.10% V 0.20%

215 Acero de aleación media.

Temple al aire y al aceite.

ASSAB XW-41/

SVERKER 21

D2 C 1.50% Cr 12.00% Mo 0.80% V 0.85%

205 Acero para largas series de produc-ción, alto carbono, alto cromo.

Excelente tenacidad. Temple al aire.

ASSAB XW-5/

SVERKER 3

D3

D6

C 2.05% Mn 0.75% Cr 13.00% W 1.25%

240 Acero para series largas, buena re-sistencia al desgaste.

Temple al aire y al aceite

BOEHLER

K 100

D3 C 2.00% Si 0.20% Mn 0.30% Cr 11.5%

Se caracteriza por su mínima variabi-

lidad dimensional. Matrices de cortes

complicados en industria eléctrica,

relojera, cartonería.

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La selección del acero para el punzón y la matriz generalmente depende de la resistencia al desgaste y la tenacidad, pero el diseño de la herramienta puede influir en la escogencia, entre acero de temple en aceite o al aire.

La resistencia al desgaste depende de la dureza y el contenido de carburos. En la tabla anterior se clasifican los aceros en orden creciente de resistencia al desgaste y decreciente de tenacidad.

Los más resistentes al desgaste son los de mayor aleación como ASSAB XW-10, XW-41, XW-5. Estos aceros contienen carburos muy duros que no se disuelven durante el temple; son esos carburos los que dan a los aceros su excelente borde de corte y la resistencia al desgaste. Los carburos son sumamente duros y toman su mayor efecto cuando la herramienta está some-tida a desgaste.

La tenacidad es importante, cuando la herramienta está sometida a choques y esfuerzos de doblado. Cuando la herramienta es muy frágil, se incrementa la tenacidad reduciendo la dureza en uno o dos Rockwell; si esto no da resultado, debe escogerse un acero de mayor tenacidad. En los aceros M-4 y DF-2, el centro permanece más blando y tenaz que la superficie pudiendo así resistir los esfuerzos mejor que los aceros completamente duros. Esta es la razón por la cual se usa ASSAB M-4 para punzonar agujeros de pequeño diámetro en lámina gruesa.

Generalmente hablando, podemos decir que a mayor espesor del material a ser punzonado, mayor exigencia de tenacidad del acero. La Figura 6 le ayudará a escoger la dureza adecuada en la herramienta para cortar diferentes espesores de material.

FIGURA 6. RECOMENDACIONES DE ASSAB

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¿TEMPLE AL ACEITE O AL AIRE?

Después del tratamiento térmico, se presenta alguna deformación de la herramienta. En los aceros de temple en aceite la deformación se debe principalmente a los esfuerzos que surgen durante el rápido enfriamiento, llamados tensiones de enfriamiento. El revenido en etapa (inme-diatamente después del temple) reduce significativamente este tipo de deformación, pero los aceros de temple en aire, con su velocidad de enfriamiento mucho más lenta, tienen un máximo de estabilidad (dimensional y de forma). El temple al aire también tiene la ventaja de poder enderezar la pieza durante el lento enfria-miento. Las herramientas que tienen esquinas internas en ángulo recto, o cambios drásti-cos de sección, son muy sensibles a los esfuerzos que se producen enfriando en aceite, debiéndose recurrir en dicho caso a un acero de temple en aire.

CALIDAD TEMPLE EN ACEITE

MARTEMPLE (sales)

TEMPLE EN AIRE

ASSAB M4

ASSAB DF-2/ARNE

BOEHLER K460

CALMAX

SLEIPNER

ASSAB XW-10/RIGOR

ASSAB XW-41/SVERKER 21

ASSAB XW-5/SVERKER 3

BOEHLER K-100

X

X

X

X

X

X

X

X

X

GAS FORZADO

GAS FORZADO

X

X

X

X espesor<25mm

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Varios factores deben ser considerados cuando se va a seleccionar el acero adecuado para el punzón y la matriz, pero la tabla dada a continuación se puede usar como una rápida referencia

ESPESOR DE

LAMINA

RESISTENCIA AL CORTE DE LA LAMINA

30 tsi (50 kg/mm2) DUREZA > 30 tsi (50 kg/mm2) DUREZA

< 3 mm ASSAB DF-2 BOEHLER K 460

ASSAB XW-10

ASSAB XW-41 ↑ ↓

ASSAB XW-5 BOEHLER K100

62 RC

ASSAB DF-2 BOEHLER K 460

ASSAB XW-10

ASSAB XW-41 ↑ ↓


60 RC

3 - 6 mm ASSAB DF-2 BOEHLER K 460

ASSAB XW-10

ASSAB XW-41 ↑ ↓


60 RC

ASSAB M-4

ASSAB DF-2 BOEHLER K 460

ASSAB XW-10 ↑ ↓

ASSAB XW-41

56 RC

6 - 10 mm ASSAB M-4

ASSAB DF-2 BOEHLER K 460 ↑ ↓

ASSAB XW-10

ASSAB XW-41

56 RC

ASSAB M-4

ASSAB DF-2 BOEHLER K 460 ↑ ↓

54 RC

> 10 mm ASSAB M-4 54 RC ASSAB M-4 52 RC

TENACIDAD ↑ RESISTENCIA AL DESGASTE ↓

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LAMINAS -*chapas y planchas- HOT ROLLED (H.R.)- (laminadas en caliente) AISI 1020

ESPESOR * calibres MSG

Dimensión 1 x 2 m

Dimensión 1 x 3 m

Dimensión 1.22x2.44m



pulgadas mm kg/lamina kg/lamina kg/lamina kg/lamina kg/lamina

Calibre 14 *1.90 31.1 46.7 46.4

Calibre 12 *2.65 42.7 64.1 63.5

1/8 3.17 51.0 76.5 75 279 371

3/16 4.76 76 114 112 418 560

1/4 6.35 101.0 151.5 150.0 558.0 748.0

5/16 7.94 126.0 187.0 186.0 698.0 935.0

3/8 9.53 151.0 224.5 224.0 838.0 1122.0

1/2 12.70 202.0 299.1 299.0 1116.0 1496.0

5/8 15.88 253.0 374.0 374.0 1396.0 1870.0

3/4 19.05 303.0 448.6 448.0 1674.0 2244.0

1 25.40 403.0 598.2 597.0 2232.0 2991.0

1 ¼ 31.75 504.0 747.7 747.0 2790.0 3739.0

1 ½ 38.10 604.0 897.3 896.0 3348.0 4486.0

2 50.80 806.0 1196.3 1195.0 4464.0 5982.0

2 ¼ 57.15 906.0 1344.0

2 ½ 63.50 1007.0 1495.4 1493.0 5564.5 7419.3

3 76.20 1208.0 1794.5 1792.0

3 ½ 88.90 1410.0 2090

4 101.6 1611.0 2392.7 2389.0

5 127.0 2014 2986

6 152.3 2415 3581

8 203.2 3222 4778

50

LAMINAS -chapas- COLD ROLLED (C.R.)-(laminadas en frío) AISI 1020

calibres MSG USG

mm kg/lamina

1 x 2 metros kg/lamina 4 x 8 pies mm

kg/lamina 1 x 2 metros

kg/lamina 4 x 8 pies

11 3.038 48.85 72.59 3.175 49.85 74.19

12 2.657 42.72 63.48 2.778 43.61 64.92

13 2.278 36.64 54.44 2.381 37.38 55.64

14 1.897 30.51 45.34 1.984 31.15 46.36

15 1.709 27.49 40.85 1.786 28.04 41.74

16 1.519 24.43 36.29 1.588 24.93 37.11

17 1.367 21.94 32.65 1.429 22.44 33.39

18 1.214 19.52 29.01 1.270 19.94 29.68

19 1.062 17.07 25.37 1.111 17.44 25.96

20 0.912 14.66 21.79 0.952 14.95 22.25

21 0.876 13.44 19.97 0.873 13.71 20.40

22 0.759 12.21 18.15 0.794 12.47 18.55

23 0.683 10.99 16.33 0.714 11.21 16.68

24 0.607 9.76 14.51 0.635 9.97 14.84

25 0.531 8.54 12.69 0.556 8.73 12.99

26 0.455 7.31 10.87 0.476 7.48 11.12

27 0.417 6.70 9.96 0.437 6.86 10.21

28 0.378 6.09 9.04 0.397 6.23 9.28

29 0.343 5.51 8.19 0.357 5.61 8.34

30 0.305 4.90 7.28 0.318 4.99 7.43

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LAMINAS DE ACERO INOXIDABLE AISI 304

ESPESOR * calibre MSG

Dimensión 3’ x 10’

0.91 x 3.04 m


1.22 x 2.44 m


1.52 x 3.04 m

Calibre Pulgadas mm kg/lamina kg/lamina kg/lamina

28 0.40 9.40 10.00 15.60

26 0.48 9.88 10.50 16.40

24 0.63 13.20 14.00 22.00

22 0.75 17.00 18.20 28.40

20 0.90 20.17 21.52 33.60

18 1.20 26.71 28.50 44.53

16 1.50 33.86 36.11 56.42

14 1.90 42.65 45.47 71.05

12 2.66 59.67 63.65 99.48

11 3.00 65.40 69.76 109.01

1/8 3.17 69.11 73.72 115.18

3/16 4.75 103.12 110.00 171.87

1/4 6.35 141.92 151.38 236.53

5/16 7.94 178.12 190.00 296.87

3/8 9.53 212.19 226.33 353.65

1/2 12.70 282.77 301.62 471.2

LAMINAS GALVANIZADAS

ESPESOR *calibres MSG 1 x 2 metros 4 x 8 pies

Calibres mm kg/lamina kg/lamina

11 3.00 48.00 71.44

12 2.60 40.00 59.53

14 1.90 30.38 44.39

16 1.50 24.41 36.29

18 1.20 19.55 29.06

20 0.90 14.41 21.42

22 0.76 11.59 17.22

24 0.60 9.16 13.61

26 0.45 7.59 11.28

52

LAMINAS GRABADAS o ALFAJOR

ESPESOR Dimensión 1 x 2 metros

Dimensión 1 x 3 metros

Dimensión 4 x 8 pies

Dimensión 4 x 12 pies

Pulgadas mm kg/lamina kg/lamina kg/lamina kg/lamina

1/8 3.175 54.95 82.42 81.70 122.50

3/16 4.76 79.90 119.85 118.90 178.38

1/4 6.35 104.85 157.27 156.05 234.08

LAMINAS Y FLEJES COLD ROLLED

clase Aplicaciones ASTM A366

JIS G 3141 Símbolo Revenido HRB

Rtracción kg/mm2

1 generales A568 SPCC A Recocido 28 mínimo

2 Estampado profundo A619 SPCD S

Acabado de laminación

28 mínimo

3 Estampado extraprofundo A620 SPCE 8

4 2 1

1/8 dureza ¼ de dureza ½ de dureza

duro

50-71 65-80 74-89 85

28 mínimo

NORMAS ASTM

NORMA ASTM

COMPOSICION QUIMICA Rtracción

kg/mm2

aplicacio-nes

Cmáx Mn Si Cu Smáx Pmáx

A-36 0.29 0.85-1.2 0.15-0.3 0.2 0.05 0.04 36-51 Estructuras

A283 Gr C 0.24 0.9 máx 0.4 máx 0.05 0.04 35-42 Tanques de almacenam.

A131 Gr A 0.26 0.9 máx 0.5 máx 0.05 0.05 37-46 construc-ciones nava-les

A285 Gr C 0.28 0.9 máx 0.035 0.04 35-48 Tanques a presión

A515Gr70 0.35 1.2 máx 0.15-0.4 0.3 0.035 0.04 45-58 Tanques a presión y temperatura.

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FUNDICIONES

También las fundiciones se clasifican en fundiciones ordinarias y fundiciones especiales, éstas últimas son aquellas a las cuales se les han añadido elemento de aleación para darles carac-terísticas especiales.

Generalmente las fundiciones, que no son forjables, se utilizan en forma de piezas fundidas, o sea en forma de piezas obtenidas por fusión.

Una fundición puede encontrarse, debido a la presencia de elementos de adición o según la mayor o menor velocidad con que haya sido enfriada después de la fusión, en el estado de fun-dición blanca o en el estado de fundición gris.

La fundición blanca resulta excesivamente dura para poder ser trabajada con herramientas de corte, siendo esta elevada dureza debida a la formación de un compuesto químico de hierro y carbono (CFe3) llamado carburo de hierro o cementita.

Para obtener fundición blanca, es necesario realizar un enfriamiento rápido del material fundido. La formación de la cementita es también favorecida por la presencia de mayores porcentajes de manganeso y de cromo.

La fundición gris es fácilmente mecanizable con herramientas de corte. En ésta el carbono no está químicamente unido con el hierro, si no que se encuentra en forma de grafito. Para obte-ner fundición gris conviene enfriar lentamente el material fundido. La formación de la fundición gris también es favorecida por la presencia de mayor porcentaje de silicio y níquel.

Las piezas obtenidas en fundición están constituidas por fundición gris si se cuelan en arena y por fundición blanca si se cuelan en coquilla, a causa de la mayor velocidad de enfriamiento. Las fundiciones que corrientemente se emplean, son las que tienen un contenido en carbono comprendido entre 2.5 y 4%.

Las características fundamentales de las fundiciones son: una elevada resistencia a la compre-sión, mayor que a la tracción, y la falta de maleabilidad tanto en frío como en caliente. Con un tratamiento térmico especial, llamado maleabilización, se puede dar a las fundiciones blancas un notable grado de maleabilidad, adquiriendo por lo tanto más tenacidad.

Las fundiciones se llaman hipoeutécticas si contienen de 1.7 a 4.3% de carbono, eutécti-cas si contienen 4.3% de carbono e hipereutécticas si contienen de 4.3 a 6.67% de carbo-no.

Las fundiciones ordinarias o al carbono, como los aceros, se dividen en fundiciones comunes y fundiciones de calidad, según sean sus características mecánicas. Para aplicaciones especiales, encuentran empleo las fundiciones aleadas, de las cuales forman parte elementos especiales en mayor o menor cantidad.

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BIBLIOGRAFÍA Valencia, Asdrúbal. Tecnología del tratamiento térmico de los metales. Medellín. Editorial Universidad de Antioquia.

Pascual, J. Técnica y práctica del tratamiento térmico de los metales férreos. Barcelona. Editorial Blume, 1970.

Apraiz Barreiro, José. Tratamientos térmicos de los aceros. Madrid. Editorial Dossat, 1971.

Boletines sobre aceros ASSAB/UHB.

Boletines sobre aceros BOEHLER.

aceros para herramientas de corte

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