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¿Cuántos grados de acero puede nombrar?

Es casi imposible nombrarlos a todos por memoria, ya que hay más de 3,000 grados de acero disponibles en la actualidad. Han sido definidos por el American Iron & Steel Institute (AISI) y la Society of Automotive Engineers (SAE), que los han organizado en categorías basadas en el uso y la composición. Este artículo explorará un acero con alto contenido de carbono y baja aleación conocido como acero 52100, para mostrar dónde se adapta mejor como material de ingeniería. Primero veremos las propiedades físicas del acero 52100, y luego investigaremos sus características de trabajo, así como los usos potenciales de este metal versátil.

Propiedades físicas del acero 52100

El acero 52100 parece tener una estructura de nomenclatura diferente a la de los otros aceros de tres o cuatro dígitos, pero esto se debe solo a las diferencias específicas entre los índices de nomenclatura SAE y AISI. El primer dígito (5) indica que este acero está principalmente aleado con cromo, y el segundo dígito (2) representa un porcentaje de aleación superior al 1%. En otras palabras, el segundo dígito no especifica el porcentaje exacto de cromo, sino solo que está aleado en un porcentaje más alto que otros aceros similares. Los últimos tres dígitos muestran el porcentaje promedio de carbono utilizado en el acero; por lo tanto, para el acero 52100, hay un promedio de 1,00% de carbono utilizado en su mezcla. A continuación se muestra una lista que muestra la composición química exacta del acero 52100, con tolerancias:

Elementos componentes de acero 52100

• 0,98 – 1,1% de carbono
• 1,3-1,6% de Cromo
• 0,25-0,45% de Manganeso
• <= 0,025% de fósforo
• 0,15-0,3% de Silicio
• <= 0.025% de azufre

Para obtener más información sobre las diferencias entre los grados de acero, lea nuestro artículo sobre los tipos de aceros.

el acero 52100 es un acero de aleación de cromo con alto contenido de carbono que tiene una densidad de 7,81 g / cm3 (0,282 lb/in3). Se puede endurecer a través de procesos de trabajo en frío y en caliente y responde al recocido y revenido, y se puede reforzar mediante el proceso de tratamiento térmico. Se forja y forma fácilmente, así como se mecaniza, a partir de su estado recocido. Aunque generalmente no se utiliza para soldar, el acero 52100 es particularmente útil en rodamientos, rodillos de fresado y piezas de vehículos gracias a su combinación de resistencia, dureza y trabajabilidad. La forma más común de culata 52100 es culata de barra, pero también se puede encontrar en culatas de tubo, alambre, laminadas planas y forjadas.

Propiedades Mecánicas

Tabla 1: Summary of mechanical properties for 52100 steel.

Arriba, en la Tabla 1, algunas de las propiedades mecánicas de acero 52100 se muestran para ilustrar su trabajo útiles características. Esta sección explicará brevemente cada parámetro y cómo se relaciona con las aplicaciones del acero 52100.

El acero tipo 52100 tiene un módulo de elasticidad de 210 GPa. Esta métrica describe la rigidez elástica de un material, donde un módulo elástico más alto denota un metal más rígido. Es importante entender el módulo de elasticidad de un material si se debe mecanizar, ya que un material menos rígido tiende a encolarse y descascararse en los molinos de máquinas, mientras que un material más rígido desgastará las brocas de la máquina más rápido, pero generalmente se mecanizará mejor. el acero 52100 responde bien a los procesos de mecanizado, y esto se ve claramente a través de su gran módulo elástico.

El módulo de masa es una propiedad material a menudo reservada para líquidos, pero se usa comúnmente con referencia al acero, ya que describe la resistencia de un metal a la compresión, o una reducción en el volumen cuando se comprime uniformemente. Este valor es especialmente importante para el acero 52100, ya que se usa típicamente en rodamientos que pueden estar bajo este tipo de fuerza o carga de compresión constante. Como se ve en la Tabla 1, el módulo de volumen del acero 52100 es de 160 GPa, que es aproximadamente el doble de fuerte que la mayoría de las aleaciones de aluminio.

El módulo de corte de un material es otra representación de la respuesta de un material a la tensión, que en este caso es la tensión de corte. El esfuerzo cortante es donde dos fuerzas se oponen a lo largo de un plano de un material, como la forma en que las tijeras cortan el papel, o una sierra corta una barra cilíndrica. Es un valor importante entender si un metal se cortará del material y se retorcirá/formará radialmente, ya que el material no debe cortarse ni fracturarse en estas condiciones. El módulo de corte del acero 52100 es de 80 GPa, lo que es típico del acero y es adecuado para cortar rollos y cables planos.

La resistencia a la fractura muestra la capacidad de un material para resistir la fractura. Denota el estrés en el que las grietas se propagarán a través del material sin obstáculos por otros efectos y es vital para comprender cómo falla un material en la fractura frágil. Un material con una alta resistencia a la fractura generalmente falla en la fractura dúctil, mientras que los materiales con una baja resistencia a la fractura simplemente se rompen. Por su tenacidad a la fractura (15.4-18.7 MPa-m½), el acero 52100 es claramente propenso a un escenario de fractura más dúctil, que es ideal para dicho acero.

Finalmente, la maquinabilidad de un material es una medida cualitativa y comparativa de qué tan bien reacciona un metal a los procedimientos de mecanizado. A menudo se proporciona como un porcentaje, donde el acero de referencia se establece en el 100% y los demás aceros se dan un porcentaje en referencia a este acero. La clasificación de maquinabilidad que se ve en la Tabla 1 se refiere al acero AISI 1212, al que se le da un 100% de maquinabilidad en esta escala. Un porcentaje inferior al 100% (como el caso del acero 52100) significa que es más difícil de mecanizar que el acero de referencia. Esto no significa que el 52100 no sea adecuado para el mecanizado; por el contrario, se puede mecanizar fácilmente, pero su dureza simplemente desgasta las brocas de troquelado y fresado más rápido.

Aplicaciones de acero 52100

Como se mencionó anteriormente, el acero 52100 se usa con mayor frecuencia en rodamientos de acero, así como en equipos de fabricación de rodamientos. Su tenacidad y dureza lo prestan para ser utilizado en cuchillas y cubiertos, aunque es más difícil de tratar térmicamente que algunos otros aceros de cuchillas más comunes. A continuación se muestra una lista de otras aplicaciones comunes del acero 52100:

• Rodamientos antifricción
• Rollos de molino
• Punzones, grifos, matrices
• Piezas de automóviles y aviones
• Sujetadores

y más.

Si el acero 52100 suena como que podría ser útil para su proyecto, comuníquese con su proveedor y vea si están de acuerdo. Siempre tendrán la mejor información relevante para sus especificaciones y pueden aconsejarle sobre opciones y alternativas adecuadas.

Resumen

Este artículo presentó un breve resumen de las propiedades, la resistencia y las aplicaciones del acero 52100. Para obtener información sobre otros productos, consulte nuestras guías adicionales o visite la Plataforma de descubrimiento de proveedores de Thomas para localizar posibles fuentes de suministro o ver detalles sobre productos específicos.

Fuentes:

1. https://www.academia.edu
2. http://web.mit.edu/1.51/www/pdf/chemical.pdf
3. https://continentalsteel.com/carbon-steel/grades/alloy-52100/
4. http://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?matguid=d0b0a51bff894778a97f5b72e7317d85&ckck=1
5. https://www.engineeringtoolbox.com

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