ACEROS AL CARBONO PARA HERRAMIENTAS

Propiedades y aplicaciones

Los aceros al carbono se utilizan para la fabricación de herramientas para los usos más diversos, se emplean aceros sin elementos de aleación con porcentajes de carbono variables de 0.50 a 1.40%. para herramientas que deban tener gran tenacidad como martillos y picas; se emplean medios contenidos en carbono 0.50 a 0.70%. para herramientas de corte como brocas, cuchillas, y limas; calidades intermedias de 0.70 a 1%. Para conseguir en cada caso la máxima dureza, deben ser templados en agua.

Cuanto mayor sea el contenido de Mn en los aceros al carbono para herramientas, mayor es la templabilidad y por tanto serán mejores las características obtenidas.

Tratamientos térmicos.

Los aceros al carbono para herramientas tienen en bruto de forja una resistencia variable de 60 a 110kg/mm2, según el contenido de carbono y una dureza de 200 a 300HB, demasiado elevada para poder mecanizarlos cómodamente. Por esto se suelen recocer previamente. Después de mecanizarlos se templan y revienen siempre.

Recocido- Los recocidos empleados son el de ablandamiento y el subcrítico

El recocido por ablandamiento se realiza calentando el acero a 780ºC de 1 a 6 horas, según el espesor de la pieza y enfriando después a menos de 20ºC hora hasta 600ºC, temperatura a partir de la cual puede enfriarse al aire, quedando con una dureza inferior a 200 Brinell.

El recocido subcrítico es más rápido y se realiza a temperaturas inferiores a la crítica, unos 680ºC, enfriando al aire, obteniéndose una dureza algo mayor (250 Brinell)), que con el ablandamiento.

En el recocido hay que tomar precauciones para evitar la descarburación superficial.

Temple-La temperatura de temple oscila entre 760 y 840ºC, enfriando generalmente en agua.

La mayor dureza que se obtiene en el temple se consigue cuando la austenización del acero es completa y después se enfria correctamente a una velocidad superior a la crítica y toda la austenita se convierte en martensita. Sin embargo en los aceros con más de 0,9% de C, es decir, en los hipereutectoides, no se austenizan completamente sino que solamente se transforma la perlita, obteniéndose al enfriar estructuras formadas por martensita, procedentes de la austenita y glóbulos de cementita que son muy duros y resistentes al desgaste, resultando esta combinación más favorable que si hubiera obtenido una estructura totalmente martensítica.

Por eso la temperatura de temple es igual para todos los aceros hipereutectoides.

En los aceros al carbono el temple penetra poco no consiguiéndose una capa dura de más de 5mm.

Por tanto, en perfiles de más de 20mm, se obtendrá al templar la superficie una dureza de 60-65 HRc, pero en el núcleo no se obtendrá más de 45HRc. Esta desigualdad entre periferia y núcleo puede ser ventajosa para la fabricación de algunas herramientas, en que se desea dureza en la superficie y en cambio tenacidad en el núcleo.

Temple interrumpido-

Estos aceros se les puede enfriar en agua hasta 400ºC y después en aceite o aire. Esta combinación tiene la ventaja de conseguir un enfriamiento rápido inicial con lo que se obtiene un buen temple, y después un enfriamiento más lento de 400ºC en adelante, temperaturas en las cuales el acero no tiene plasticidad y por tanto está expuesto a la formación de grietas, en cuanto haya desigualdad de temperaturas entre dos partes de una pieza de forma irregular.

La duración del enfriamiento inicial en el agua suele ser:

3 segundos para piezas de 5mm de espesor

5 segundos para piezas de 10mm de espesor

8 segundos para piezas de 20mm de espesor

20 segundos para piezas de 50mm de espesor

Revenido-

El revenido de los aceros para herramientas al carbono se realiza a temperaturas relativamente bajas de 150-400ºC, con objeto de no disminuir mucho la dureza. Con el revenido se mejora la tenacidad y se eliminan las tensiones internas.

ACERO AL CARBONO MUY TENAZ. (F-511)

Aplicaciones

Utilizado para la fabricación de herramientas agrícolas, alicates, destornilladores, martillos, etc…

Composición química.

Características mecánicas

Tratamientos térmicos.

TRATAMIENTO TEMPERATURA (ºC) ENFRIAMIENTO

Forja 1100-800 Cenizas

Normalizado 820-840 Aire

Recocido de ablandamiento 700-720 Horno

Cementación

Nitruración

Temple 800-840 Agua

Revenido 150-400 Aire

Equivalencias oficiales.

ACERO AL CARBONO MUY TENAZ (F-512)

Aplicaciones.

- Estampas para forja - Guadañas - Hachas - Hoces - Hojas de sierra para madera - Leznas - Llaves fijas - Llaves inglesas - Machacadoras - Mandriles para estirar tubos - Martillos para labrar piedra - Martillos para molinos - Picabarrenas - Picos - Piquetas - Podaderas - Punzones trabajar caliente - Rejas de arado - Serruchos de carpintero - Sierra para madera - Tajaderas - Tenazas - Tijeras 

Composición.

Características mecánicas Densidad, ρ [Kg/dm3]

7.67- 7.84Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para aceros altos en carbono, de baja aleación. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

7.72- 8.00Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para acero para herramientas. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

Modulo de elasticidad (GPa):

190-210Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para aceros altos en carbono, de baja aleación. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

190-210Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para acero para herramientas. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

Coeficiente de Poisson, ν:

0.27-0.30Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para aceros altos en carbono, de baja aleación. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

0.27-0.30Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para acero para herramientas. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

Tratamientos térmicos

Forjar

1000-800°C (1830-1470°F)No forjar por debajo de 825°C (1520°F), enfriamiento lento en horno o material termoaislante.

Recocer

Calentamiento a 680-720°C (1250-1300°F). Enfriamiento en horno de 15 a 20°C (60 a 70°F) por hora, hasta 600°C (1110°F). Posterior enfriamiento al aire quieto.

Relevado de TensionesMaterial Recocido

600a 650°C (1110-1200°F) Mantener 2 horas después de calentamiento al núcleo, enfriamiento lento en horno.

Material Templado Calentar 15-30°C (25-50°F) por debajo de la temperatura de revenido, mantener 2 horas después de calentamiento al núcleo, enfriamiento lento en horno o al aire.Recomendable para reducir las tensiones causadas por un extenso maquinado.

Equivalencias

ACERO AL CARBONO TENAZ (F-513)

Aclaración.

Ha sido suprimida por UNE EN ISO 4957

Aplicaciones

- Agujas de coser - Agujas de inyección - Ballestas - Barras de torsión - Barrenas - Brocas para madera 

- Buterolas neumáticas - Cinceles - Compases - Cortafríos - Cuchillos - Escoplos - Estampas para forja - Facas - Floretes - Formones - Fresas para la madera - Guadañas - Hoces - Hojas de sierra para madera - Limas para madera - Llaves fijas - Machacadoras - Machetes - Muelles - Navajas - Picabarrenas - Podaderas - Rasquetas - Rejas de arado - Sierra para madera - Tajaderas - Tijeras - Troqueles cubertería 

Composición (%)

Características mecánicas.

Densidad, ρ [Kg/dm3]

7.67-7.84Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para aceros altos en carbono, de baja aleación. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

7.72-8.00Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para acero para herramientas. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

Modulo de elasticidad (GPa):

190-210Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para aceros altos en carbono, de baja aleación. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

190-210Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para acero para herramientas. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

Coeficiente de Poisson, ν:

0.27-0.30Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para aceros altos en carbono, de baja aleación. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

0.27-0.30Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para acero para herramientas. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

Tratamientos térmicos.

TRATAMIENTO TEMPERATURA (ºC) ENFRIAMIENTO

Forja 1050-850 Cenizas

Normalizado 830-850 Aire

Recocido de ablandamiento 700-720 Horno

Cementación

Nitruración

Temple 780-820 Agua

Revenido 150-350 Aire

Equivalencias oficiales.

ACERO AL CARBONO TENAZ-DURO (F-514)

Aclaración.Ha sido suprimida por UNE EN ISO 4957

Aplicaciones.

- Agujas de gramófono - Avellanadores - Bolas de rodamientos - Calibres - Cinceles - Cizallas (cuchillas) - Cojinetes de bolas y rodillos - Compases - Cortafríos - Formones - Fresas para la madera - Limas para madera - Macetas - Machacadoras - Machetes - Matrices cortantes - Mordazas - Punteros - Puntos de torno - Reglas - Sacabocados - Tijeras - Troqueles cubertería 

Composición (%)

Características mecánicas.

 Densidad, ρ [Kg/dm3]

7.67-7.84Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para aceros altos en carbono, de baja aleación. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

7.72-8.00Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para acero para herramientas. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

Modulo de elasticidad (GPa):

190-210Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para aceros altos en carbono, de baja aleación. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

190-210Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para acero para herramientas. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

Coeficiente de Poisson, ν:

0.27-0.30Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para aceros altos en carbono, de baja aleación. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

0.27-0.30Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para acero para herramientas. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño. 

Tratamientos térmicos.

TRATAMIENTO TEMPERATURA (ºC) ENFRIAMIENTO

Forja 1000-850 Cenizas

Normalizado 850 Aire

Recocido de ablandamiento 720 Horno

Cementación

Nitruración

Temple 780-800 Agua

Revenido 150-300 Aire

Equivalencias oficiales.

ACERO AL CROMO DURO-SUAVE (F-515)

Aclaración.Ha sido suprimida por UNE EN ISO 4957

Aplicaciones.

- Brocas para metales - Calibres - Cizallas (cuchillas) - Machos de roscar 

Composición.

Propiedades mecánicas.

Densidad, ρ [Kg/dm3]

7.67-7.84Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para aceros altos en carbono, de baja aleación. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

7.72-8.00Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para acero para herramientas. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

Modulo de elasticidad (GPa):

190-210Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para aceros altos en carbono, de baja aleación. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

190-210Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para acero para herramientas. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

Coeficiente de Poisson, ν:

0.27-0.30Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para aceros altos en carbono, de baja aleación. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

0.27-0.30Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para acero para herramientas. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

Tratamientos térmicos

TRATAMIENTO TEMPERATURA (ºC) ENFRIAMIENTO

Forja 1050-850 Cenizas

Normalizado 850 Aire

Recocido de ablandamiento 720 Horno

Cementación

Nitruración

Temple 770-800 Agua

Revenido 150-300 Aire

Equivalencias oficiales.

ACERO AL CARBONO DURO (f516)

Aclaración.UNE 36071 Aceros no aleados para herramientas; Substituida por UNE 36018-2:1994

Ha sido suprimida por UNE EN ISO 4957.

Aplicaciones

- Almohadillas para roscar - Brocas para metales - Cuchillas para torno - Escariadores - Fresas para el metal - Galgas - Hojas de afeitar - Hojas de sierra para metales - Machos de roscar - Navajas para afeitar - Peines de roscar - Punzones trabajar frío - Sierras para metales - Terrajas 

Composición (%)

Características mecánicas.

 Densidad, ρ [Kg/dm3]

7.67-7.84Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para aceros altos en carbono, de baja aleación. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

7.72-8.00Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para acero para herramientas. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

Modulo de elasticidad (GPa):

190-210Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para aceros altos en carbono, de baja aleación. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

190-210Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para acero para herramientas. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

Coeficiente de Poisson, ν:

0.27-0.30Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para aceros altos en carbono, de baja aleación. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

0.27-0.30Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para acero para herramientas. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

Tratamientos térmicos

TRATAMIENTO TEMPERATURA (ºC) ENFRIAMIENTO

Forja 1000-850 Cenizas

Normalizado 840 Aire

Recocido de ablandamiento 720 Horno

Cementación

Nitruración

Temple 770-800 Agua

Revenido 150-300 Aire

Equivalencias oficiales.

ACERO AL CARBONO EXTRADURO (F517)

Aclaración.Ha sido suprimida por UNE EN ISO 4957

Aplicaciones.

El acero F-517 es utilizado para:

- Cuchillas para torno - Hojas de afeitar - Limas para metales - Navajas para afeitar 

Composición.

Características mecánicas.

Densidad, ρ [Kg/dm3]

7.67-7.84Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para aceros altos en carbono, de baja aleación. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

7.72-8.00Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para acero para herramientas. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

Modulo de elasticidad (GPa):

190-210Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para aceros altos en carbono, de baja aleación. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

190-210Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para acero para herramientas. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

Coeficiente de Poisson, ν:

0.27-0.30Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para aceros altos en carbono, de baja aleación. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

0.27-0.30Comentario: Valor de característica (propiedad) típico para acero para herramientas. La norma no proporciona este valor, es indicativo y no puede ser usado para objetivos de diseño.  

Tratamientos térmicos.

TRATAMIENTO TEMPERATURA (ºC) ENFRIAMIENTO

Forja 1000-850 Cenizas

Normalizado 840 Aire

Recocido de ablandamiento 720 Horno

Cementación

Nitruración

Temple 770-800 Agua

Revenido 150-300 Aire

Equivalencias oficiales.