22 de junio de 2017 Acero 1080 Objetivo general: Explicar la utilidad del acero SAE 1080, dar a conocer su composición y usos. Este material se clasifica como un acero al carbono de alta resistencia para temple, y su composición se muestra a continuación. Tabla 1. Composición química del acero 1080 [1] Material SAE 1080
C%
Mn %
Si %
S%
P%
Cr%
Ni%
Mo%
0.75-0.88
0.60-0.90
0.10-0.30
0.05 max
0.040 max
****
****
****
Tabla 2. Equivalencias del acero SEA 1080 SAE 1080
DIN Ck 80
UNI ****
ANFOR XC 80
BS ****
AISI 1080
ASTM 1080
Los tratamientos térmicos para este acero son los siguientes: Tabla 3. Tratamiento: Temperatura (°C) y medios de enfriamiento. Forja 1000-1190
Normalizad o 815-840
Recocido Hipercrítico 790-840
Recocido Subcrítico 540-710 540-710
Templado
Enfriado
Revenido
800-850
Aceite
Según características requeridas
Tabla 4. Características mecánicas (valores orientativos). Rp 0.2
Rm
Dureza
A
Z
Mpa
Mpa
HB
%
%
Laminado en caliente
530-610
950-1100
284-331
8-15
20-40
Normalizado Normalizado a 840°C
530-610
950-1100
284-331
10-17
20-35
Recocido de globulización
340-400
570-670
171-200
17-26
45-65
Globulización y estirado en frío (15% de reducción)
670-760
750-850
226-252
12-22
40-60
Tratamiento
Alambre estado patentado al Pb, Ф 6 a 8 mm
1300
Las aplicaciones más comunes de este material son alambres de muy alta resistencia utilizados para resortes, tensores de hormigón pretensado, herramientas manuelas, etc. Características del material: Punto crítico superior Ac3 =741 °C
Punto crítico inferior Ac1 =738 °C
Coeficiente de dilatación térmica en estado recocido. (Promedio x10-6 1/°C) Entre
20-100 °C = 11.5 20-300 °C = 13.0
*Maquinabilidad En estado:
Globulizado y estirado en frio= 45% Recocido de globalización= 44%
*Soldabilidad: carbono equivalente máximo = 1.08% *Propiedades de templabilidad Diámetro critico ideal 99% M = 40.4 mm Diámetro critico ideal 50% M = 55.1 mm Diámetro critico real H = 0.5 (aceite)
99% M = 15.0 mm 50% M = 23.5 mm
Diámetro crítico real H = 1.0 (agua)
Templabilidad: Perlítica
99% M = 22.4 mm 50% M = 36.0 mm
La miscroestructura del acero 1080: los constituyentes metálicos que pueden presentarse en el acero 1080 son la austenita, ferrita y perlita. El ataque para este acero es con Picral (composición: ácido pícrico 4 g, etil o alcohol de metileno (95% vol) 100 ml). Austenita. La austenita[2] es el constituyente más denso de los aceros y está formado por una solución solida de inserción de carbono en hierro gamma. La cantidad de carbono disuelto varía de 0 a 2.1% C, que es la máxima solubilidad a la temperatura de 1130° C. Las austenita presenta las siguientes características: Baja temperatura de fusión. Baja densidad. Excelente soldabilidad.
No es magnética. La austenita no está formada por cristales cúbicos centrados en las caras (FCC). Ferrita. Ferrita alfa: de 0 hasta 0.022%C, su estructura cristalina es BCC. La máxima solubilidad es 0.022% C a 727°C, y disuelve solo 0.008% de C a temperatura ambiente. Ferrita delta: de 0 hasta 0.09%C, su máxima solubilidad de carbono es 0.007% a 1487°C. las características de la ferrita delta son: Muy blanda. Estructura cristalina BCC. Es magnética Muy poca posibilidad de disolución del carbono. Perlita Es el microconstituyente eutectoide formado por capas alternadas de ferrita y cementita, compuesta por el 88% de ferrita y 12% de cementita, contiene el 0.8 %C. Tiene una dureza de 250 Brinell, resistencia a la tracción de 80 Kg/mm 2 y un alargamiento del 15%. La perlita aparece em general en el enfriamiento lento de la austenita y por la transformación isotérmica dela austenita en el rango de 650 a 723 °C. El acero 1080, presenta propiedades optimas de templabilidad y elevadas propiedades mecánicas, límite de resistencia a la tracción y alargamiento similar a la de los aceros SAE 1040/1045. Esto hace que la clase sea una buena elección para aplicaciones de componentes de máquinas que exijan resistencia al desgaste y tratamientos térmicos superficiales. Acero 1070 Acero alto carbono, con alto límite elástico y una buena resistencia al desgaste, es un acero de alta resistencia para temple. Tabla 5. Composición química (ASTM A29), colada en % SAE
C
Mn
Si
P max
S max
Cr%
Ni%
Mo%
1070
0.65-0.75
0.60-0.90
0.10-0.30
0.04
0.05
****
****
****
Tabla 6. Equivalencias del acero 1070 [3]. SAE
DIN
UNI
AFNOR
BS
AISI
ASTM
1070
Ck 67
C70
XC70
****
1070
1070
Tabla 7. Tratamientos térmicos para el acero 1070 y medios de enfriamiento. Forja 1000-1190
Normalizad o 815-840
Recocido Hipercrítico 790-840
Recocido Subcrítico 560-710
Templado
Enfriado
Revenido
800-850
AguaAceite
Según características requeridas
Tabla 8. Características mecánicas (valores orientativos). Rp 0.2
Rm
Dureza
A
Z
Mpa
Mpa
HB
%
%
Laminado en caliente
500-590
870-1030
261-313
8-16
28-48
Normalizado a 840°C
500-590
950-1100
261-313
12-20
20-35
Recocido de globulización
330-390
570-670
163-197
18-27
50-70
Globulización y estirado en frío (15% de reducción)
630-720
750-850
209-240
15-25
45-65
10-20
30-45
Tratamiento
Alambre estado patentado al Pb, Ф 6 a 8 mm
1200
Las aplicaciones más comunes para este acero son en alambres de alt a resistencia, como, por ejemplo, resortes, cuerdas de piano, insertos de talones neumáticos, etc., herramientas manuales, por ejemplo, punzones, etc. Características del material: Punto crítico superior Ac3 =743 °C Coeficiente de dilatación térmica en estado recocido. (Promedio x10-6 1/°C) Entre
20-100 °C = 11.8 20-300 °C = 13.3
*Maquinabilidad En estado:
Globulizado y estirado en frio= 55% Recocido de globalización= 45%
*Soldabilidad: carbono equivalente máximo = 0.95%
Punto crítico inferior Ac1 =729 °C
*Propiedades de templabilidad Diámetro critico ideal 99% M = 33.8 mm Diámetro critico ideal 50% M = 48.3 mm Diámetro critico real H = 0.5 (aceite)
99% M = 13.5 mm 50% M = 19.8 mm
Diámetro crítico real H = 1.0 (agua)
Templabilidad: Perlítica
99% M = 20.6 mm 50% M = 28.6 mm
Según la clasificación hecha en normas SAE [4], estos dos aceros (1070 y 1080) son aceros de alto porcentaje de Carbono, como ya se mencionó, se usan en aplicaciones en las que es necesario incrementar la resistencia al desgaste y altas durezas que no puede lograrse con aceros de menor contenido de C. En general no se utilizan trabajados en frío, salvo plaquelados o el enrrollado de resortes. Prácticamente todas las piezas son tratadas térmicamente antes de usar, debiéndose tener en cuidado en estos procesos para evitar distorsiones y fisuras.
Bibliografía: 1. Página web: “IAS, Aceros para Construcciones Mecánicas” http://matensayos.webcindario.com/acerosiram/1080.pdf, consultada: 22 de junio de 2017 2. Página web: “Metalografía y Tratamientos Térmicos, Cap IV: Principios Generales de los Tratamientos Térmicos” https://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/mecanica/5_anio/metalografia/4PRINCIPIOS_GENERALES_DE_LOS_TT_v2.pdf; consultada: 22 de junio de 2017 3. Página web: “IAS, Aceros para Construcciones Mecánicas” http://matensayos.webcindario.com/acerosiram/1070.pdf, consultada: 22 de junio de 2017 4. Página web: “Clasificación de los Aceros (según normas SAE)” http://usuarios.fceia.unr.edu.ar/~adruker/Clasificaci%F3n%20de%20aceros%20Mat%20y% 20Pro.pdf, Consultada: 22 de junio de 2017.
