| Tipo de acero | Nombre | JIS (Japón) | AISI/SAE (EE. UU.) | DIN (Alemania) | GB (China) |
|---|---|---|---|---|---|
| Bajo contenido de carbono (barra de acero) | Barra de acero redonda | SS400 (5541) | A36 | – | P235 |
| Acero bajo en carbono | S15C | SAE 1015 | CK15 (1.1141) | 15 | |
| S20C | SAE 1021 | CIC20 (1.0402) | 20 | ||
| Acero al carbono medio | Acero al carbono medio | S45C | SAE 1045 | CK45, C45 (1.0503) | 45 |
| S50C | SAE 1050 | CK50 (1.1213) | 50 | ||
| S55C | SAE 1055 | CK55 (1.1203) | 55 | ||
| acero aleado al cromolymolibdeno | Barra de acero redonda | SCM415 (SCM21) | – | 15CrMo5 (1.7262) | 15CrMo |
| Barra de acero redonda | SCM420 (SCM22) | – | 25CrMo4 (1.7218) | 20CrMo | |
| Barra de acero redonda | SCM440 (SCM4) | SAE 4140 | 42CrMo4 (1.7225) | 42CrMo | |
| acero de aleación Ni-Cr-Mo | Barra de acero redonda | SNCMno (SNCM21) | SAE 8620 | 21NiCrMo2 (1.6523) | 20CrNiMo |
| Barra redonda de acero (con alto contenido de níquel) | SNCM420 (SNCM23) | SAE 4320 | 20CRNI2MO | ||
| Barra de acero redonda | SNCM439 (SNCM8) | SAE 4340 | 40NiCrMo6 | 40CrNiMo4 | |
| Piñón de acero | _ | 17CrNiMo6 18CrNiMo7-6 | _ | ||
| acero de aleación Al-Cr-Mo | Barra de acero redonda | SACM645 (SACM1) | SAE 7140 | 41CrAlMo7 (1.8550) | 38CrMoAl |
| Acero de aleación de cromo con alto contenido de carbono | Teniendo acero | SUJ2 | 52100 | (110Cr6 .30505) | GCr15 |
| Herramienta de aleación de acero | Herramienta de trabajo en frío de acero | SKD11 | D2 | X165CrMoV12 (1.2601) | Cr12MoV |
| Acero para herramientas de trabajo en caliente | SKD61 | H13 | X40CrMoV51 (1.2344) | 4Cr5MoSiV1 | |
| Acero de alta velocidad | SKH51 (SKH9) | M2 | 56-5-2 (1.3343) | W6Mo5Cr4V2 | |
| Acero al carbono para herramientas | Barra de acero redonda | SK 2 (SK 120) | W1-111 / 2 | – | |
| SK 3 (SK 105) | W1-10 | C1051,V1 (1.1545) | – | ||
| Acero inoxidable | acero inoxidable 303 | SUS303 | A1SI 303 | Xl2CrNi5188 (1.4305) | 1Cr18Ni9MoZr |
| acero inoxidable 304 | SU5304 | AISI 304 | X5CrNi189 (1.4350) | OCr181119 | |
| acero inoxidable 316 | SUS316 | AISI 316 | X5CrNiMo1810 (1.4401) | OCr17Ni1Mo2 |
El acero es uno de los materiales de ingeniería más utilizados debido a su versatilidad, resistencia, durabilidad y Capacidad de ser aleado y tratado térmicamente Para una amplia gama de aplicaciones. Sus propiedades dependen de Composición química, tratamiento térmico y procesamiento.
Propiedades clave del acero
1. Propiedades mecánicas
| Propiedad | Descripción |
|---|---|
| Resistencia a la tracción | Resistencia a la rotura por tensión. Varía entre 250 MPa (acero suave) y más de 2000 MPa (aceros para herramientas). |
| Fuerza de rendimiento | La tensión a la que el acero comienza a deformarse plásticamente. Importante para la capacidad de carga. |
| Dureza | Resistencia a la indentación o abrasión (medida en HRC, HB, HV). |
| Dureza | Capacidad de absorber energía y deformarse sin fracturarse (resistencia al impacto). |
| Ductilidad | Capacidad de estirarse sin romperse. Indicada por el porcentaje de elongación. |
| Resistencia a la fatiga | Resistencia a ciclos de carga repetidos. Esencial para engranajes, ejes y otros componentes. |
2. Propiedades físicas
| Propiedad | Valor o rango típico |
|---|---|
| Densidad | ~7.85g/cm³ |
| punto de fusión | ~1370–1510 °C (depende del contenido de la aleación) |
| Conductividad Térmica | 45–60 W/m·K (menor para aceros aleados) |
| Conductividad eléctrica | Pobre (metal resistivo) |
| Expansión térmica | ~11–13 µm/m·°C (varía según el grado) |
3. Composición química (tipos básicos)
| Tipo de acero | Elementos principales de aleación | Notas |
|---|---|---|
| Acero al Carbón | Hierro + Carbono (hasta un 2%) | Más común. Se clasifica como bajo (≤0.3%), medio (0.3-0.6%) y alto (0.6-1%). |
| Aleación de acero | Cr, Ni, Mo, Mn, V, etc. | Propiedades mecánicas mejoradas y resistencia al calor. |
| Acero Inoxidable | Cr ≥ 10.5% | Resistente a la corrosión. Grados como 304 y 316. |
| Herramienta de acero | W, Mo, Cr, V, Co | Se utiliza para herramientas de corte y matrices. Alta dureza y resistencia al desgaste. |
| Acero Maraging | Ni, Mo, Co, Ti | Muy alta resistencia, bajo contenido de carbono, utilizado en la industria aeroespacial. |
4. Tratamiento térmico y efectos
| Proceso | Resultado |
|---|---|
| Recocido | Suaviza el acero, mejora la ductilidad y mejora la maquinabilidad. |
| Temple | Endurece el acero (especialmente los aceros con alto contenido de carbono y aleados). |
| Temperamento | Reduce la fragilidad después del enfriamiento y equilibra la dureza y la tenacidad. |
| La normalización | Refina la estructura del grano, mejora la resistencia y la tenacidad. |
| Endurecimiento de la caja | Endurece únicamente la superficie (carburación, nitruración). Ideal para engranajes y ejes. |
Grados y usos comunes del acero
| Grado | Categoría | Propiedades y aplicaciones |
|---|---|---|
| AISI 1018 | Bajo en carbon | Buena soldabilidad, utilizado para ejes y piezas de trabajo ligero. |
| AISI 1045 | Carbono medio | Más resistente que 1018, adecuado para engranajes, ejes y pernos. |
| SCM440 / 4140 | Aleación de acero | Alta resistencia, resistente al desgaste, utilizado en herramientas, engranajes y piezas estructurales. |
| SKD11 / D2 | Herramienta de acero | Alta dureza y resistencia al desgaste, utilizado en matrices y herramientas de corte. |
| SUS304 | Inoxidable | Acero inoxidable, no magnético, resistente a la corrosión y de uso general. |
| SUS316 | Inoxidable | Mejor resistencia a la corrosión (cloruros), utilizado en aplicaciones marinas/químicas. |
Consejos de selección
Use acero bajo en carbono para soldar y conformar piezas.
Use de medio a alto contenido de carbono or acero aleado para componentes estructurales y portantes.
Use acero inoxidable Para resistencia a la corrosión.
Use herramienta de acero donde la resistencia al desgaste y la dureza son esenciales.
Siempre considere estado de tratamiento térmico — un acero en estado recocido se comporta de manera muy diferente a un acero del mismo grado que ha sido templado y revenido.
Tabla de comparación de grados de acero
| Propiedad / Grado | SCM440 (AISI4140) | S45C (AISI1045) | SUS304 (AISI304) | SKD11 (Acero para herramientas D2) | SUS316 |
|---|---|---|---|---|---|
| Categoría | Aleación de acero | Acero al Carbono Medio | Acero inoxidable austenitico | Acero para herramientas de trabajo en frío | Acero inoxidable austenitico |
| Carbono (C) | ~ 0.40% | ~ 0.45% | ≤ 0.08% | ~ 1.5% | ≤ 0.08% |
| Cromo (Cr) | ~ 1.0% | - | ~ 18% | ~ 12% | ~16–18 % |
| Níquel (Ni) | - | - | ~ 8% | - | ~10–14 % |
| Dureza (después del HT) | 28-45 HRC | 20–30 HRC (templado/revenido) | ~90–95 HRB (recocido) | Hasta 60 HRC (después del endurecimiento) | ~90 HRB (recocido) |
| Resistencia a la tracción | 850–1000 MPa (alta temperatura) | 600–800 MPa (alta temperatura) | ~ 520 MPa | ~1900 MPa (alta temperatura) | ~ 500 MPa |
| soldabilidad | Suficientemente bueno | Bueno | Excelente | Pobre | Excelente |
| maquinabilidad | Bueno | Bueno | Suficientemente bueno | Pobre-Regular | Suficientemente bueno |
| Resistencia a la Corrosión | Baja | Baja | Alta | Baja | Muy alto (grado marino) |
| Aplicaciones típicas | Engranajes, ejes, pernos, matrices | Ejes, pasadores, engranajes | Tanques y tuberías de grado alimenticio | Punzones, matrices y herramientas de conformación en frío | Marina, química, farmacéutica |
Resumen por caso de uso
SCM440 (4140): Excelente acero de alta resistencia para engranajes, ejes y piezas de automóviles: equilibra resistencia, tenacidad y templabilidad.
S45C (1045): Económico, adecuado para piezas mecánicas generales; no tan templable como el SCM440.
SUS304: Apto para alimentos, resistente a la oxidación; ideal para entornos interiores propensos a la corrosión.
SUS316: Mejor para rico en cloruro or ambientes marinos, como maquinaria costera o tanques químicos.
SKD11 (D2): Extremadamente duro y resistente al desgaste, no soldable, utilizado para matrices y corte industrial.