Acero ASTM SAE AISI 1020
El acero SAE AISI 1020 pertenece a la clasificación de los aceros al carbono, categorizándose como un acero bajo en carbono. La designación "SAE AISI 1020" indica que este acero sigue los estándares de la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) y el Instituto Americano del Hierro y el Acero (AISI). Contiene aproximadamente un 0,20% de carbono, lo que lo convierte en un acero suave, fácil de trabajar y soldar.
El acero SAE AISI 1020 es uno de los aceros al carbono más utilizados en la industria debido a su combinación de ductilidad, resistencia y maleabilidad. Exploramos en detalle las características, aplicaciones y propiedades de este popular material en ingeniería y fabricación.
El acero AISI 1020 también se conoce como acero C1020 en estado trabajado en frío (laminado en frío o estirado en frío). El acero al carbono 1020 es uno de los aceros al carbono simples más utilizados y tiene buena maquinabilidad y soldabilidad. El acero al carbono SAE AISI 1020 puede ser laminado en caliente o estirado en frío, pero generalmente se tornea y pule o estira en frío. Debido a su bajo contenido en carbono, es resistente al endurecimiento por inducción o al endurecimiento por llama.
Propiedades y especificaciones del acero AISI SAE 1020
La siguiente hoja de datos enumera las propiedades del acero SAE AISI 1020, incluida la composición química, las propiedades físicas y mecánicas, etc.
Composición química
| Composición química del acero AISI SAE 1020 (%) | ||||
| AISI | W. | Minnesota | P(≤) | S (≤) |
| 1020 | 0,18-0,23 | 0,30-0,60 | 0.040 | 0.050 |
Propiedades físicas
Punto de fusión: 1515°C (2760°F)
Densidad del acero 1020: 7,87 g/cm3 (0,0361 lbs/in3)
| Conductividad térmica del material 1020. | |
| Valor (W/m·K) | Temperatura, °C (°F) |
| 51,9 | 0 (32) |
| 51.0 | 100 (212) |
| 48,9 | 200 (392) |
| Calor especifico | |
| Valor (J/Kg·K) | Temperatura, °C (°F) |
| 486 | 50-100 (122-212) |
| 519 | 150-200 (302-392) |
| 599 | 350-400 (662-752) |
| Resistividad eléctrica del acero al carbono 1020 | |
| Valor (μΩ·m) | Temperatura, °C (°F) |
| 0,159 | 0 (32) |
| 0.219 | 100 (212) |
| 0,292 | 200 (392) |
| Coeficientes de expansión térmica lineal. | ||
| Valor (10 -6 /K) | Temperatura, °C (°F) | Tratamiento o condición |
| 11.7 | 20-100 (68-212) | recocido |
| 12.1 | 20-200 (68-392) | |
| 12.8 | 20-300 (68-572) | |
| 13.4 | 20-400 (68-752) | |
| 13.9 | 20-500 (68-932) | |
| 14.4 | 20-600 (68-1112) | |
| 14.8 | 20-700 (68-1292) | |
Notas: 10 -6 /K = 10 -6 .K -1 = (µm/m)/°C
Propiedades mecánicas del acero al carbono SAE AISI 1020
Los siguientes datos muestran que las propiedades mecánicas del acero AISI SAE 1020 incluyen límite elástico, resistencia a la tracción, alargamiento, reducción de sección y dureza en diversas condiciones.
Módulo de Young (módulo de elasticidad) del acero al carbono SAE AISI 1020 en el estado en que se recibió: 186 GPa (27×10 6 psi).
Este acero tiene una resistencia a la tracción que varía entre 420 y 470 MPa y un límite elástico entre 350 y 380 MPa. Su ductilidad se destaca por su capacidad de alargarse hasta un 25% en ensayos de tracción.
Composición química
El acero SAE AISI 1020 tiene una composición química equilibrada que incluye bajas cantidades de carbono (0,18-0,23%), manganeso (0,30-0,60%) y menores cantidades de silicio, fósforo y azufre. Esta composición proporciona una excelente soldabilidad y buena conformabilidad.
| Propiedades mecánicas del acero AISI 1020 bajo tratamiento térmico o condiciones de trabajo en frío. | |||||||
| AISI (UNS) | Resistencia a la tracción, MPa (ksi), ≥ | Límite elástico, MPa (ksi), ≥ | Alargamiento de 50 mm, %, ≥ | Reducción de área, %, ≥ | Dureza (HB) | Procesamiento, condición o tratamiento | Tamaño de la muestra, mm (pulg.) |
| 1020 (G10200) | 380 (55) | 205 (30) | 25 | 50 | 111 | laminado en caliente | 19-31,8 mm (0,75-1,25 pulg.) |
| 420 (61) | 350 (51) | 15 | 41 | 121 | Dibujo frío | ||
| Propiedades mecánicas en estado laminado en caliente, normalizado y recocido. | ||||||||||
| AISI | Resistencia a la tracción, MPa (ksi), ≥ | Límite elástico, MPa (ksi), ≥ | Alargamiento de 50 mm, %, ≥ | Reducción de área, %, ≥ | Dureza (HB) | Procesamiento, condición o tratamiento | Temperatura de austenitización, °C (°F) | Agente de extinción | Resistencia al impacto Izod, J, (ft·lbf) | Tamaño de la muestra |
| 1020 | 448 (65) | 331 (48) | 36 | 59 | 143 | Cómo pasó | – | Aceite | 87 (64) | 12,8 mm (0,505 pulg.) mecanizado en círculos de 25,4 mm (1 pulg.). |
| 441 (64) | 346,5 (50,3) | 35,8 | 68 | 131 | Estandarizado | 870 (1600) | Aceite | 118 (87) | ||
| 394,7 (57,3) | 295 (43) | 36,5 | 66 | 111 | recocido | 870 (1600) | Aceite | 123 (91) | ||
| Propiedades de fatiga cíclica | |||||||
| Naciones Unidas | Nota | Coeficiente de resistencia cíclica, MPa (ksi) | Coeficiente de resistencia a la fatiga, MPa (ksi) | Exponente de resistencia a la fatiga | Coeficiente de ductilidad por fatiga | Exponente de ductilidad por fatiga | Dureza (HB) |
| G10200 | Acero SAE 1020 | 1205 (175) | 850 (123) | -0,12 | 0,44 | -0,51 | 108 |
maquinabilidad
La clasificación de maquinabilidad del acero al carbono AISI SAE 1020 es 65 basada en una clasificación de maquinabilidad del 100% para el acero 1212.
Tratamiento térmico de acero SAE AISI 1020
El tratamiento térmico del acero al carbono SAE AISI 1020, incluyendo normalizado, recocido, austenitizado, etc.
Estandarización AISI 1020
La temperatura de normalización típica para el acero al carbono SAE AISI 1020 es 915°C (1675°F).
AISI 1020 Recocido
Temperatura recomendada y ciclo de enfriamiento para el recocido completo de pequeñas piezas forjadas de acero al carbono (tamaño ≤ 3 pulgadas):
La temperatura de recocido es de 855-900 °C (1575-1650 °F), el ciclo de enfriamiento es de 855 °C (1575 °F) a 700 °C (1290 °F), la velocidad de enfriamiento del horno es de 28 °C/h (50 °F) ). F/h), la dureza Brinell es 111-149 HB.
Recalentamiento (Austenitización)
Las temperaturas de recalentamiento (austenitización) para endurecer el acero SAE 1020 son 760-790°C (1400-1450°F). La carburación se realiza comúnmente entre 900 y 925 °C (1650 a 1700 °F).
Endurecimiento de la cubierta
La temperatura de cementación y endurecimiento superficial del acero al carbono 1020 es de 970-955°C, y la mayoría de ellas se llevan a cabo en una mezcla de gas metano y gas portador. El endurecimiento después de la cementación generalmente se logra mediante enfriamiento directo a la temperatura de cementación en agua o salmuera.
Tratamiento térmico típico para cementación SAE 1020
- Temperatura del carbono: 900-925°C (1650-1700°F), método de enfriamiento: agua o cáustico;
- Temperatura de recalentamiento: 790°C (1450°F), método de enfriamiento: agua o hidróxido de sodio al 3%;
- Temperatura de carbonitruración: 790-900°C (1450-1650°F), método de enfriamiento: aceite;
- Temperatura de enfriamiento: 120-205 °C (250-400 °F), para aliviar tensiones y mejorar la resistencia al agrietamiento (no obligatorio).
Temperatura típica de forjado
La temperatura de forjado típica del acero al carbono AISI 1020 es de 1290°C (2350°F).
Aplicaciones de SAE AISI 1020
Debido a su versatilidad, el acero SAE AISI 1020 es ampliamente utilizado en diversas industrias. Algunas de las aplicaciones más comunes incluyen:
- Componentes de automoción : Se utilizan en la fabricación de ejes, bielas, soportes y otros componentes que requieren buena tenacidad y soldabilidad.
- Construcción mecánica : En piezas de máquinas como engranajes, pasadores, husillos y donde se requiere resistencia y tenacidad moderadas.
- Industria del mueble : En estructuras metálicas por su buena conformabilidad y capacidad de soldadura.
- Equipos agrícolas : Piezas de maquinaria agrícola que requieren buena resistencia al desgaste y robustez.
Soldadura de acero al carbono AISI 1020
Las temperaturas de precalentamiento y entre pasadas recomendadas para el acero AISI SAE C1020:
Para espesores ≤50 mm (2 pulg.), la temperatura recomendada de precalentamiento y entre pasadas es superior a -12 °C (para niveles bajos de hidrógeno); y 38 °C para los que no sean de bajo hidrógeno.
Ventajas y desventajas
Beneficios:
- Excelente ductilidad y maleabilidad.
- Buena soldabilidad sin necesidad de tratamientos especiales.
- Rentable en comparación con aceros con mayor contenido de carbono.
Desventajas:
- Menor resistencia y dureza en comparación con los aceros de medio y alto carbono.
- Susceptibilidad a la corrosión sin un tratamiento superficial adecuado.
Concluyendo
El acero SAE AISI 1020 es una opción frecuente para ingenieros y diseñadores debido a su combinación única de ductilidad, soldabilidad y rentabilidad. Aunque no es adecuado para todas las aplicaciones, especialmente aquellas que requieren altos niveles de resistencia y dureza, sus propiedades lo hacen ideal para una amplia gama de usos en la fabricación y la construcción mecánica.
