1. Clasificación de aceros aleados.
Los aceros aleados son esencialmente aceros al carbono mejorados con elementos de aleación adicionales como Si, Mn, W, V, Ti, Cr, Ni, Mo, etc.
Estos elementos mejoran diversas propiedades del acero, como resistencia, tenacidad, templabilidad y soldabilidad. Los aceros aleados a menudo se clasifican según el contenido de elementos de aleación.
Además, los aceros aleados se emplean específicamente en diferentes industrias y, por lo tanto, también se clasifican comúnmente según su aplicación.
Clasificación por contenido de la liga
- Acero de baja aleación: contenido total de aleación inferior al 5%
- Acero de aleación media: contenido total de aleación entre 5% y 10%
- Acero de alta aleación: contenido total de aleación superior al 10%
Clasificación por uso
- Acero estructural aleado: acero común de baja aleación; acero aleado cementado, acero aleado templado y revenido, acero aleado para resortes; Acero para rodamientos de bolas.
- Acero aleado para herramientas: acero aleado para corte (incluido acero de corte de baja aleación y acero rápido); acero para moldes de aleación (incluido acero para moldes para trabajo en frío y acero para moldes para trabajo en caliente); calibre de acero.
- Aceros de rendimiento especial: acero inoxidable, acero resistente al calor, acero resistente a la abrasión, etc.
2. Numeración de acero aleado
1) Acero estructural de alta resistencia y baja aleación
Su nota está organizada en la secuencia de la letra Pinyin china (Q) que representa el límite de rendimiento, el valor límite de rendimiento y el símbolo de grado de calidad (A, B, C, D, E).
Por ejemplo, Q390A significa acero estructural de alta resistencia y baja aleación con límite elástico σs = 390 N/mm2, grado de calidad A.
2) Acero estructural de aleación
Su nota se compone de “dos dígitos + símbolo de elemento + dígito”.
Los primeros dos dígitos representan las diezmilésimas del contenido promedio de carbono en masa en el acero, el símbolo del elemento indica los elementos de aleación contenidos en el acero y el número después del símbolo del elemento representa las centésimas del contenido promedio de ese elemento en masa. . .
Si la fracción de masa promedio del elemento de aleación es inferior al 1,5%, sólo el elemento se marcará sin valor. Cuando la fracción de masa promedio es ≥1,5%, ≥2,5%, ≥3,5%, etc., los números 2, 3, 4, etc., se marcan en consecuencia después del elemento de aleación.
Por ejemplo, 40Cr, donde la fracción de masa promedio de carbono Wc = 0,4% y la fracción de masa promedio de cromo WCr <1,5%. Si es acero de alta calidad, se agrega “A” al final del grado, como el acero 38CrMoAlA, que es un acero estructural de aleación de alta calidad.
3) Acero para rodamientos
La letra "G" (la primera letra pinyin china de la palabra "rolling") se agrega antes de la nota, y el número después indica las milésimas del contenido de cromo en masa, mientras que no se indica el contenido de carbono.
Por ejemplo, el acero GCr15 es un acero para rodamientos con una fracción de masa de cromo promedio WCr = 1,5%.
Si hay otros elementos de aleación presentes en el acero con cromo, se expresarán de la misma manera que el acero estructural de aleación general. Todos los aceros para rodamientos son aceros de alta calidad, pero el grado no termina en “A”.
4) Acero para herramientas de aleación
El método de numeración para este tipo de acero es similar al del acero estructural aleado, excepto que cuando Wc < 1%, se utiliza un solo dígito para representar las milésimas del contenido de carbono en masa. Cuando la fracción másica de carbono es ≥1% no se indica.
Por ejemplo, en el acero Cr12MoV, la fracción de masa promedio de carbono es Wc = 1,45% ~ 1,70%, por lo que no se indica; la fracción de masa promedio de Cr es del 12%, y las fracciones de masa de Mo y V son ambas inferiores al 1,5%.
Sin embargo, los aceros para herramientas de alta velocidad son excepciones y la fracción de masa de carbono promedio no se indica independientemente de la cantidad. Dado que tanto los aceros para herramientas aleados como los aceros para herramientas de alta velocidad son aceros de alta calidad, no es necesario marcar "A" al final de su grado.
5) Acero inoxidable y acero resistente al calor.
El número delante del tipo de acero indica las milésimas de la fracción de masa de carbono.
Por ejemplo, en el acero 3Cr13, la fracción de masa promedio Wc = 0,3% y la fracción de masa promedio WCr = 13%. Cuando la fracción másica de carbono Wc≤0,03% y Wc≤0,08%, se utilizan los prefijos “00” y “0” respectivamente, por ejemplo, aceros 00Cr17Ni14Mo2, 0Cr19Ni9, etc.
3. Explicación de los aceros aleados comunes.
1) Acero común de baja aleación
Q345
Aplicaciones: Se utiliza principalmente para la fabricación de puentes, barcos, vehículos, calderas, recipientes a presión, oleoductos y gasoductos, grandes estructuras de acero, etc. Se utiliza en estado laminado en caliente y enfriado por aire, la estructura es F+P de grano fino y ya no recibe tratamiento térmico.
| Composición química % en peso | |||||
| W. | Minnesota | Sí | V | No. | Tú |
| 0,18 ~ 0,20 | 1,0 ~ 1,6 | 0,55 | 0,02~0,15 | 0,015-0,06 | 0,02 ~ 0,2 |
Q345 incluye los antiguos grados de acero 12MnV, 14MnNb, 16Mn, 18Nb, 16MnCu.
| Espesor mm | Propiedades mecánicas | |||
| σ es MPa | MPa | s 5 % | A kv (20℃)J | |
| <16 | ≥ 345 | 470-630 | 21-22 | 34 |
| 16-35 | ≥ 325 | |||
| 35-50 | ≥ 295 | |||
Q420
Utilizada en el estado normalizado, la estructura es F+S. Q345 incluye las antiguas calidades de acero 15MnVN, 14MnVTiRE.
| Composición química % en peso | |||||||
| W. | Minnesota | Sí | V | No. | Tú | cr | No |
| ≤ 0,20 | 1,0 ~ 1,7 | 0,55 | 0,02 ~ 0,2 | 0,015-0,06 | 0,02 ~ 0,2 | ≤ 0,40 | ≤ 0,70 |
| Espesor mm | Propiedades mecánicas | |||
| σ es MPa | MPa | s 5 % | A kv (20℃)J | |
| <16 | ≥ 420 | 520-680 | 18-19 ES/T159 |
3491-1994 |
| 16-35 | ≥ 400 | |||
| 35-50 | ≥ 380 | |||
2) Acero aleado templado y revenido (baja templabilidad)
40cr
Aplicaciones: Se utiliza en la fabricación de diversas piezas importantes en automóviles, tractores, máquinas herramienta y otras máquinas, como engranajes de máquinas herramienta, ejes principales, cigüeñales de motores de automóviles, bielas, tornillos y válvulas de admisión.
| Composición química principal % en peso | W. | 0,37-0,44 |
| Minnesota | 0,5-0,8 | |
| Sí | 0,17-0,37 | |
| cr | 0,81-1,1 | |
| Mes | 0,07-0,12 | |
| Tamaño del tablero tratado térmicamente <25 mm | extinción ℃ | 850 aceite |
| enfriamiento ℃ | 520 agua aceite | |
| Propiedades mecánicas (≥) | MPa | 980 |
| σ es MPa | 785 | |
| Tamaño del tablero tratado térmicamente <25 mm | 9 | |
| ψ% | 45 | |
| Un kv J. | 47 | |
| HB recocido | 207 | |
3) Acero para resortes de aleación
65Mn 60Mn2Si
Ejemplos de aplicaciones del acero 65Mn 60Mn2Si: resortes de sección ≤25mm, como resortes de amortiguadores helicoidales en vehículos.
| Grado de acero | 65 minutos | 60Si2Mn | |
| Componentes principales w% | W. | 0,62-0,70 | 0,56-0,64 |
| Minnesota | 0,90-1,20 | 0,60-0,90 | |
| Sí | 0,17-0,37 | 1,50-2,00 | |
| cr | ≤ 0,25 | ≤ 0,35 | |
| Tratamiento térmico | extinción ℃ | 830 aceite | 870 aceite |
| Temperamento | 540 | 480 | |
| Propiedades mecánicas | σ es MPa | 800 | 1200 |
| MPa | 1000 | 1300 | |
| δ 10 % | 8 | 5 | |
| ψ% | 30 | 25 | |
20 cr
Aplicaciones: Puede fabricar engranajes en automóviles, tractores, árboles de levas en motores de combustión interna, pasadores de pistón y otras piezas de máquinas. Puede soportar un fuerte desgaste por fricción, cargas alternas más grandes y especialmente cargas de impacto.
| Composición química principal % en peso | W. | 0,17-0,24 |
| Minnesota | 0,5-0,8 | |
| Sí | 0,20-0,40 | |
| cr | 0,7-1,0 | |
| Tratamiento térmico ℃ | Carbón | 930 |
| Procesamiento de preparación | 880 agua y aceite | |
| Pintura al temple | 780-820 agua y aceite | |
| Temperamento | 200 | |
| Propiedades mecánicas (≥) | MPa | 835 |
| σ es MPa | 540 | |
| δ 5 % | 10 | |
| ψ% | 4to | |
| Un kv J. | 47 | |
| Tamaño en blanco mm | <15 | |
4) Acero de cementación de aleación (temperatura media):
20CrMnTi
| Composición química principal % en peso | W. | 0,17-0,24 |
| Minnesota | 0,8-1,10 | |
| Sí | 0,17-0,37 | |
| cr | 1.0-1.3 | |
| Tratamiento térmico ℃ | Carbón | 930 |
| Procesamiento de preparación | 880 agua y aceite | |
| Pintura al temple | 770 agua y aceite | |
| Temperamento | 200 | |
| Propiedades mecánicas (≥) | MPa | 1080 |
| σ es MPa | 850 | |
| δ 5 % | 10 | |
| ψ% | 45 | |
| Un kv J. | 55 | |
| Tamaño en blanco mm | <15 | |
5) Acero para rodamientos de rodillos:
GCr15:
Se utiliza para fabricar elementos rodantes (bolas, rodillos, agujas) de rodamientos, aros interiores y exteriores, etc. También se puede utilizar para fabricar calibres de precisión, troqueles de punzonado en frío, tornillos de avance para máquinas herramienta y otras piezas resistentes al desgaste.
| Composición química principal % en peso | W. | 0,95-1,05 |
| cr | 1,40~1,65 | |
| Sí | 0,15~0,35 | |
| Minnesota | 0,25~0,45 | |
| Rendimiento de la especificación del tratamiento térmico | extinción ℃ | 820~840 |
| enfriamiento ℃ | 150~160 | |
| HRC después del templado | 62~66 | |
| Propósito principal | Casquillos con espesor de pared <14 mm y diámetro exterior de 250 mm. Una bola de acero con un diámetro de 25-200 mm. Un rollo con un diámetro de aproximadamente 25 mm. | |
6) Acero para herramientas de corte de baja aleación:
9SiCr, CrWMn
| Grado de acero | 9SiCr | CrWMn | ||
| Composición química % en peso | W. | 0,85-0,95 | 0,9-1,05 | |
| Minnesota | 0,3-0,6 | 0,8-1,1 | ||
| Sí | 1.2-1.6 | 0,15-0,35 | ||
| cr | 0,95-1,25 | 0,9-1,2 W1.2-1.5 |
||
| Tratamiento térmico | Enfriamiento de aceite | Temperatura de enfriamiento ℃ | ≥62 | |
| Dureza HRC | 180-200 | 140-160 | ||
| Temperamento | Temperatura de enfriamiento ℃ | 60-62 | 62-65 | |
| Dureza HRC | Matriz, macho de roscar, taladrar, escariador, fresadora, matriz de estampado en frío, rodillo laminado en frío | Matrices, brochas, galgas, matrices de estampación, etc. complejas y de alta precisión. | ||
7) Acero de alta velocidad:
W18Cr4V
| W. | Minnesota | Sí | cr | W. | V | Fabricación de herramientas de corte de alta velocidad, cepilladoras, taladradoras, fresas, etc. |
| 0,7 ~ 0,8 | 0,1 ~ 0,4 | 0,2 ~ 0,4 | 3,8 ~ 4,4 | 17,5-19,0 | 1,0 ~ 1,4 |
8) Acero para moldes en frío:
CR12:
Se utiliza para fabricar varios moldes de punzonado en frío, moldes de cabeza fría, moldes de extrusión en frío y moldes de trefilado, etc. Para los moldes en frío grandes hechos de acero Cr12, hay una deformación mínima en el tratamiento térmico, lo que los hace adecuados para la fabricación de moldes complejos y pesados.
| Composición química % en peso | ||||
| W. | Sí | Minnesota | cr | V |
| 2:00-2:30 | ≤ 0,40 | ≤ 0,40 | 11:50-13:50 | 0,15~0,30 |
| anillado | Enfriamiento de aceite | Temperamento | ||
| Temperatura ℃ | Dureza HB | Temperatura ℃ | Temperatura ℃ | Dureza HRC |
| 870-900 | 207-255 | 950-1000 | 200-450 | 58-64 |
Ejemplo de uso: matriz de estampado en frío, matriz de embutición, matriz de estampado, matriz de laminación
9) Acero para moldes en caliente:
4Cr5MoSiV:
Su estructura está formada por martensita templada, carburos granulares y una pequeña cantidad de austenita residual. Para garantizar la dureza en caliente, es necesario un templado múltiple.
| Composición química % en peso | |||||
| W. | Sí | Minnesota | cr | Mes | V |
| 0,32-0,42 | 0,80-1,20 | 0,40 | 4,50-5,50 | 1h00-1h50 | 0,30-0,50 |
| anillado | Enfriamiento de aceite | Temperamento | ||
| Temperatura ℃ | Dureza HB | Temperatura ℃ | Temperatura ℃ | Dureza HRC |
| 840-900 | 209-229 | 1000-1025 | 540-650 | 40-54 |
Ejemplos de uso: matriz en caliente, matriz de fundición a presión, matriz de extrusión en caliente, matriz de forja de precisión
10) Calibre de acero
| Herramienta de medida | Grado de acero |
| Plantilla plana o de tarjeta | 10. 20 o 50, 55, 60, 60Mn, 65Mn |
| Contadores generales y contadores de bloque. | T10A, T12A, 9SiCr |
| Medidores de alta precisión y medidores de bloque | Cr (acero para herramientas de corte), CrMn, GCr15 |
| Medidores de bloques y medidores de formas complejas y de alta precisión | CrWMn (acero de baja deformación) |
| Herramienta de medición resistente a la corrosión | 4Cr13,9Cr18 (acero inoxidable) |
11) Acero inoxidable:
El acero inoxidable se refiere a tipos de acero con alta resistencia a la corrosión en la atmósfera y en ambientes generales.
| Grado de acero | Composición química % en peso | σb | σ0,2 | δ5 | ψ | Alaska | Tenacidad | |
| W. | cr | MPa | MPa | % | % | J. | ||
| 1Ch13 Tipo M |
≤0,15 | 11,5-13,5 | ≥540 | ≥345 | ≥25 | ≥55 | ≥78 | ≥159 HB |
| Tratamiento térmico: enfriamiento con aceite o agua a 9501000 ℃, enfriamiento y revenido rápido a 700750 ℃; Objetivo: Producir piezas resistentes a medios débilmente corrosivos y que puedan soportar cargas de impacto, como álabes de turbinas de vapor, válvulas de máquinas de presión de agua, estructuras estructurales, tornillos, tuercas, etc. |
||||||||
| 9Cr18 Tipo M |
0,9-1,0 | 17-19 | ≥55 HRC | |||||
| Tratamiento térmico: enfriamiento con aceite de 1000-1050 ℃, aceite de 200-300 ℃, enfriamiento y enfriamiento por aire; Uso: herramienta de corte mecánica de acero inoxidable, herramienta de corte, cuchilla quirúrgica, pieza de alta resistencia a la abrasión y a la corrosión. |
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| 1Ch17 Tipo F |
≤0,12 | 16-18 | ≥450 | ≥205 | ≥22 | ≥50 | ≥183 HB | |
| Tratamiento térmico 780°C ~ 850°C refrigeración por aire. Objetivo: Producir equipos para fábricas de ácido nítrico, como torres de absorción, intercambiadores de calor, tanques de ácido, tuberías de transporte y equipos para fábricas de alimentos. |
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Acero inoxidable martensítico:
1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13, etc. Todos ellos tienen suficiente resistencia a la corrosión en medios oxidativos. Los aceros con bajo contenido de carbono 1Cr13 y 2Cr13 tienen mejor resistencia a la corrosión y buenas propiedades mecánicas. A medida que aumenta el contenido de carbono, los aceros 3Cr13 y 4Cr13 aumentan la resistencia y la resistencia al desgaste, pero reducen la resistencia a la corrosión.
Acero inoxidable ferrítico:
1Ch17, 1Ch17Ti, etc. Este tipo de acero tiene una fracción de masa de cromo del 17% ~ 30% y una fracción de masa de carbono de menos del 0,15%. Tiene una estructura de ferrita monofásica y mejor resistencia a la corrosión que el acero Cr13.
Acero inoxidable austenitico:
El tipo Cr18Ni9 (también conocido como acero inoxidable tipo 18-8) es uno de los aceros inoxidables más utilizados. Este tipo de acero inoxidable austenítico tiene un bajo contenido de carbono (alrededor del 0,1%) y una excelente resistencia a la corrosión. El acero suele incluir adiciones de Ti (titanio) o Nb (niobio) para evitar la corrosión intergranular.
Esta clase de acero tiene menor resistencia y dureza y no es magnético. Sin embargo, ofrece plasticidad, tenacidad y resistencia a la corrosión superiores en comparación con el acero inoxidable tipo Cr13. Un tratamiento de solución puede mejorar aún más la resistencia a la corrosión de este acero inoxidable austenítico.
