El sistema de clasificación de acero AISI/SAE emplea ingeniosamente un código de cuatro dígitos para distinguir los tipos de acero según su composición química. Siga nuestra guía completa y domine el lenguaje del acero, asegurándose de seleccionar el material ideal para cada proyecto con confianza y experiencia.
Explicación del sistema de grados de acero AISI/SAE
En las décadas de 1930 y 1940, el Instituto Americano del Hierro y el Acero (AISI) y el Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) estandarizaron conjuntamente un sistema para clasificar aceros y otras aleaciones a base de hierro. Este esfuerzo culminó en los grados de acero AISI/SAE, un sistema unificado que se ha utilizado durante décadas.
Este sistema emplea un código numérico de cuatro dígitos para diferenciar los aceros aleados y al carbono en función de su composición química. Los dos primeros dígitos indican los elementos primarios de aleación, mientras que los dos últimos reflejan el contenido de carbono.
Un diagrama ilustra además la composición del sistema de designación de acero AISI/SAE.
En la industria, las referencias tanto a SAE como a AISI son comunes y a menudo se usan indistintamente sin una distinción precisa. Por ejemplo, se puede hacer referencia al acero como “4140”, “AISI 4140” o “SAE 4140” y, en muchas aplicaciones no críticas, estas designaciones se consideran equivalentes.
Sin embargo, para fines generales, se utiliza más comúnmente el código numérico. En diseños o dibujos específicos, el acero se identifica con una norma precisa, como “4140 bar según ASTM-A108” o “4140 bar según AMS 6349”.
Vale la pena señalar que el AISI no escribe normas en sí mismas, sino que solo especifica la gama de composiciones químicas de los diferentes grados de acero y, por lo general, debe usarse junto con una norma. (por ejemplo, ASTM, ASME o SAE, etc.)
La clasificación de aceros mediante índice de cuatro dígitos
El sistema AISI/SAE utiliza un número de 4 dígitos para identificar la composición química de los aceros aleados y al carbono. El primer dígito indica los principales elementos de aleación, el segundo dígito los elementos de grado superior y los dos últimos dígitos muestran el contenido de carbono en centésimas de porcentaje. Por ejemplo, el acero AISI/SAE 1020 es un acero al carbono simple que contiene 0,20 wt% C.
Primer dígito
El primer dígito en la designación de acero AISI/SAE representa una categoría amplia de acero. Por ejemplo, la serie 1xxx dentro del sistema SAE-AISI denota aceros al carbono, subdivididos en cuatro clases según sus propiedades. La serie 10xx incluye simple aceros al carbono con hasta 1.00% Mn, la serie 11xx incluye aceros al carbono resulfurados, la serie 12xx incluye aceros al carbono resulfurados y refosforizados, y la serie 15xx representa aceros al carbono con alto contenido de manganeso no resulfurados.
El primer dígito refleja la clase principal de acero proporcionada de la siguiente manera:
| Designación SAE | Escribe |
| 1xxx | Aceros al carbono |
| 2xxx | Aceros al níquel |
| 3xxx | Aceros al níquel-cromo |
| 4xxx | Aceros al molibdeno |
| 5xxx | Aceros al cromo |
| 6xxx | Aceros al cromo-vanadio |
| 7xxx | Aceros de tungsteno |
| 8xxx | Aceros al níquel-cromo-molibdeno |
| 9xxx | Aceros al silicio-manganeso |
Segundo dígito
El segundo dígito indica los elementos principales que afectan las propiedades del acero. En el acero 1018, por ejemplo, el cero sugiere la ausencia de elementos secundarios importantes como el azufre.
Tercer y cuarto dígitos
Los dos últimos dígitos generalmente indican el contenido de carbono en la aleación, lo que representa el contenido de carbono promedio en centésimas de porcentaje, como 0,18% en AISI/SAE 1018 o aproximadamente 0,4% en AISI/SAE 4340.
Prefijo y sufijo
Además, el sistema AISI utiliza prefijos de letras para indicar el proceso de fabricación de acero, como "C" para acero de hogar abierto, de arco eléctrico o de horno de oxígeno básico, y "E" para horno de arco eléctrico acero. El prefijo "M" se utiliza para aceros de calidad comercial utilizados en piezas de maquinaria no críticas.
A veces, se agrega una letra adicional entre el segundo y tercer dígito (p. ej., 11L41, 12L14 o 50B40), donde "L" indica plomo agregado para maquinabilidad y "B" significa boro para mejorar la dureza del acero.
También se pueden agregar sufijos para especificar el proceso de conformado, como trabajo en frío (CDS), trabajo en caliente (HR) o templado y revenido (Q&T). Un sufijo "H" indica un enfoque en la templabilidad, con requisitos de dureza específicos descritos en una prueba Jominy.
Grados de acero al carbono y aleados: el sistema de designación de acero AISI/SAE
| Tipo de acero | Designación AISI/SAE | Composición en peso |
|---|---|---|
| Acero carbono | 10xx | Carbono simple (Mn 1.00% máx.) |
| 11xx | Resulfurado | |
| 12xx | Resulfurado y refosforizado | |
| 15xx | Carbono simple (Mn 1,00-1,65%) | |
| Acero al manganeso | 13xx | Mn 1.75% |
| Acero al níquel | 20xx | Ni 0.50% |
| 21xx | Ni 1.50% | |
| 23xx | Ni 3.50% | |
| 25xx | Ni 5.00% | |
| Acero al níquel-cromo | 31xx | Ni 1.25%, Cr 0.65% o 0.80% |
| 32xx | Ni 1.25%, Cr 1.07% | |
| 33xx | Ni 3.50%, Cr 1.50% o 1.57% | |
| 34xx | Ni 3.00%, Cr 0.77% | |
| Acero al molibdeno | 40xx | Mo 0.20%, 0.25% o Mo 0.25% y S 0.042% |
| 44xx | Mo 0.40% o 0.52% | |
| Acero al cromo-molibdeno | 41xx | Cr 0,50%, 0,80% o 0,95%; Mes 0.12%, 0.20%, 0.25% o 0.30% |
| Acero al níquel-cromo-molibdeno | 43xx | Ni 1.82%, Cr 0.50% a 0.80%, Mo 0.25% |
| 43BVxx | Ni 1.82%, Cr 0.50%, Mo 0.12% o 0.35%, V 0.03% mín. | |
| 47xx | Ni 1.05%, Cr 0.45%, Mo 0.20% o 0.35% | |
| 81xx | Ni 0,30%, Cr 0,40%, Mo 0,12% | |
| 81Bxx | Ni 0,30%, Cr 0,45%, Mo 0,12% | |
| 86xx | Ni 0.55%, Cr 0.50%, Mo 0.20% | |
| 87xx | Ni 0,55%, Cr 0,50%, Mo 0,25% | |
| 88xx | Ni 0.55%, Cr 0.50%, Mo 0.35% | |
| 93xx | Ni 3.25%, Cr 1.20%, Mo 0.12% | |
| 94xx | Ni 0,45%, Cr 0,40%, Mo 0,12% | |
| 97xx | Ni 0.55%, Cr 0.20%, Mo 0.20% | |
| 98xx | Ni 1.00%, Cr 0.80%, Mo 0.25% | |
| Acero al níquel-molibdeno | 46xx | Ni 0.85% o 1.82%, Mo 0.20% o 0.25% |
| 48xx | Ni 3.50%, Mo 0.25% | |
| Acero al cromo | 50xx | Cr 0.27% o 0.40% o 0.50% o 0.65% |
| 50xxx | Cr 0.50%, C 1.00% mín. | |
| 50Bxx | Cr 0,28% o 0,50% | |
| 51xx | Cr 0.80% o 0.87% o 0.92% o 1.00% o 1.05% | |
| 51xxx | Cr 1.02%, C 1.00% mín. | |
| 51Bxx | Cr 0,80%; y añadido boro | |
| 52xxx | Cr 1.45%, C 1.00% mín. | |
| Acero al cromo-vanadio | 61xx | Cr 0,60%, 0,80%, 0,95%; V 0,10% o 0,15% mín. |
| Acero de tungsteno-cromo | 72xx | W 1.75%, Cr 0.75% |
| Acero al silicio-manganeso | 92xx | Si 1.40% o 2.00%; Mn 0,65%, 0,82% o 0,85%; Cr 0,00% o 0,65% |
| Acero de baja aleación de alta resistencia | 9xx | Varios grados SAE |
| xxBxx | “B” denota aceros al boro | |
| xxLxx | “L” denota aceros con plomo |
Los aceros inoxidables también se incluyen en la gama de especificaciones de acero AISI, identificados por números de tres dígitos, cada uno con características únicas. Estos son los aspectos clave de este sistema:
- Serie 200: Aceros inoxidables austeníticos que contienen cromo, níquel y manganeso. Son conocidos por su buena resistencia a la corrosión y formabilidad. Los ejemplos incluyen AISI 201 y 202.
- Serie 300: También austeníticos, estos aceros contienen cromo y níquel, ofreciendo excelente resistencia a la corrosión y propiedades mecánicas. Los tipos comunes son AISI 304 (cromo 18%, níquel 8%) y AISI 316, que agrega molibdeno para una resistencia a la corrosión aún mejor.
- Serie 400: Son aceros inoxidables ferríticos y martensíticos, que contienen principalmente cromo. Tienen propiedades magnéticas y generalmente son menos resistentes a la corrosión que la serie 300. Algunos ejemplos son AISI 410 (martensítico) y AISI 430 (ferrítico).
- Serie 500: Aleaciones de cromo resistentes al calor, no utilizadas habitualmente en aplicaciones estándar.
- Serie 600: Desarrollados originalmente para aleaciones patentadas (ya no estandarizadas por AISI), son aceros inoxidables martensíticos de endurecimiento por precipitación.
- Grados de endurecimiento por precipitación (PH): son aceros inoxidables al cromo-níquel que contienen elementos de aleación como cobre, aluminio o titanio, que les permiten endurecerse mediante una solución y un tratamiento térmico de envejecimiento. Están designados como 17-4PH, 15-5PH, etc.
- Serie Duplex: No forma parte del sistema AISI original, pero es importante en las clasificaciones modernas de acero inoxidable. Los aceros inoxidables dúplex tienen una microestructura mixta de austenita y ferrita, lo que ofrece un equilibrio entre resistencia y resistencia a la corrosión.
La letra en este sistema de designación denota:
- “L”: Indica un menor contenido de carbono, lo que mejora la soldabilidad del acero y reduce su susceptibilidad a la corrosión. Por ejemplo, el 316L tiene un contenido de carbono menor que el 316.
- “H”: Designa un alto contenido de carbono, mejorando la resistencia del acero a altas temperaturas. Por ejemplo, 304H.
- “F”: Indica que el acero es de mecanizado libre, lo que significa que ha sido diseñado para producir pequeñas virutas cuando se mecaniza, lo que facilita el trabajo.
- “PH”: Significa Endurecimiento por Precipitación, indicando un acero que puede ser endurecido por un especial proceso de tratamiento térmico. Grados como 17-4PH entran en esta categoría.
Es importante señalar que el AISI por sí solo no redacta estándares; solo clasifica y describe diferentes grados de acero. Los estándares reales para el acero inoxidable suelen ser establecidos por organizaciones como la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales (ASTM) o el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI). Por lo tanto, si bien AISI proporciona el sistema de clasificación para varios grados de acero, incluido el acero inoxidable, las normas y especificaciones detalladas para estos materiales generalmente se publican bajo designaciones ASTM o ANSI.
| Escribe | Designacion | Composición en peso (%) | |||||||||
| SAE | SNU | cr | Ni | C | Minnesota | Si | PAGS | S | norte | Otro | |
| austenítico | 201 | S20100 | 16-18 | 3,5–5,5 | 0.15 | 5,5–7,5 | 0.75 | 0.06 | 0.03 | 0.25 | - |
| 202 | S20200 | 17-19 | 4–6 | 0.15 | 7,5–10,0 | 0.75 | 0.06 | 0.03 | 0.25 | - | |
| 205 | S20500 | 16,5–18 | 1–1,75 | 0,12–0,25 | 14-15,5 | 0.75 | 0.06 | 0.03 | 0,32–0,40 | - | |
| 254 | S31254 | 20 | 18 | 0,02 máx. | - | - | - | - | 0.20 | 6 meses; 0,75 Cu; "Superaustenítico"; Todos los valores nominales | |
| 301 | S30100 | 16-18 | 6–8 | 0.15 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | - | - | |
| 302 | S30200 | 17-19 | 8–10 | 0.15 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0.1 | - | |
| 302B | S30215 | 17-19 | 8–10 | 0.15 | 2 | 2,0–3,0 | 0.045 | 0.03 | - | - | |
| 303 | S30300 | 17-19 | 8–10 | 0.15 | 2 | 1 | 0.2 | 0,15 min. | - | Mo 0,60 (opcional) | |
| 303Se | S30323 | 17-19 | 8–10 | 0.15 | 2 | 1 | 0.2 | 0.06 | - | 0,15 sem. mín. | |
| 304 | S30400 | 18–20 | 8–10,50 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0.1 | - | |
| 304L | S30403 | 18–20 | 8-12 | 0.03 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0.1 | - | |
| 304Cu | S30430 | 17-19 | 8–10 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | - | 3-4 Cu | |
| 304N | S30451 | 18–20 | 8–10,50 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0,10–0,16 | - | |
| 305 | S30500 | 17-19 | 10.50–13 | 0.12 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | - | - | |
| 308 | S30800 | 19–21 | 10-12 | 0.08 | 2 | 1 | 0.045 | 0.03 | - | - | |
| 309 | S30900 | 22-24 | 12-15 | 0.2 | 2 | 1 | 0.045 | 0.03 | - | - | |
| 309S | S30908 | 22-24 | 12-15 | 0.08 | 2 | 1 | 0.045 | 0.03 | - | - | |
| 310 | S31000 | 24–26 | 19–22 | 0.25 | 2 | 1.5 | 0.045 | 0.03 | - | - | |
| 310S | S31008 | 24–26 | 19–22 | 0.08 | 2 | 1.5 | 0.045 | 0.03 | - | - | |
| 314 | S31400 | 23–26 | 19–22 | 0.25 | 2 | 1,5–3,0 | 0.045 | 0.03 | - | - | |
| 316 | S31600 | 16-18 | 10-14 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0.10 | 2,0–3,0 meses | |
| 316L | S31603 | 16-18 | 10-14 | 0.03 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0.10 | 2,0–3,0 meses | |
| 316F | S31620 | 16-18 | 10-14 | 0.08 | 2 | 1 | 0.2 | 0,10 min. | - | 1,75–2,50 meses | |
| 316N | S31651 | 16-18 | 10-14 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0,10–0,16 | 2,0–3,0 meses | |
| 317 | S31700 | 18–20 | 11-15 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0,10 máx. | 3,0–4,0 meses | |
| 317L | S31703 | 18–20 | 11-15 | 0.03 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0,10 máx. | 3,0–4,0 meses | |
| 321 | S32100 | 17-19 | 9-12 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.03 | 0,10 máx. | Ti 5(C+N) mín., 0,70 máx. | |
| 329 | S32900 | 23–28 | 2,5–5 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.04 | 0.03 | - | 1–2 meses | |
| 330 | N08330 | 17-20 | 34–37 | 0.08 | 2 | 0,75–1,50 | 0.04 | 0.03 | - | - | |
| 347 | S34700 | 17-19 | 9-13 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.030 | - | Nb + Ta, 10 × C mín., 1 máx. | |
| 348 | S34800 | 17-19 | 9-13 | 0.08 | 2 | 0.75 | 0.045 | 0.030 | - | Nb + Ta, 10 × C mín., 1 máx., pero 0,10 Ta máx.; 0,20 Ca | |
| 384 | S38400 | 15-17 | 17-19 | 0.08 | 2 | 1 | 0.045 | 0.03 | - | - | |
| ferrítico | 405 | S40500 | 11,5–14,5 | - | 0.08 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | 0,1–0,3 Al, 0,60 máx. |
| 409 | S40900 | 10,5–11,75 | 0.05 | 0.08 | 1 | 1 | 0.045 | 0.03 | - | Ti 6 × (C + N) [14] | |
| 429 | S42900 | 14-16 | 0.75 | 0.12 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | - | |
| 430 | S43000 | 16-18 | 0.75 | 0.12 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | - | |
| 430F | S43020 | 16-18 | - | 0.12 | 1.25 | 1 | 0.06 | 0,15 min. | - | 0,60 meses (opcional) | |
| 430FSe | S43023 | 16-18 | - | 0.12 | 1.25 | 1 | 0.06 | 0.06 | - | 0,15 sem. mín. | |
| 434 | S43400 | 16-18 | - | 0.12 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | 0,75–1,25 meses | |
| 436 | S43600 | 16-18 | - | 0.12 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | 0,75–1,25 meses; Nb+Ta 5 × C mín., 0,70 máx. | |
| 442 | S44200 | 18-23 | - | 0.2 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | - | |
| 446 | S44600 | 23–27 | 0.25 | 0.2 | 1.5 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | - | |
| martensítico | 403 | S40300 | 11,5–13,0 | 0.60 | 0.15 | 1 | 0.5 | 0.04 | 0.03 | - | - |
| 410 | S41000 | 11,5–13,5 | 0.75 | 0.15 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | - | |
| 414 | S41400 | 11,5–13,5 | 1,25–2,50 | 0.15 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | - | |
| 416 | S41600 | 12-14 | - | 0.15 | 1.25 | 1 | 0.06 | 0,15 min. | - | 0,060 Mo (opcional) | |
| 416Se | S41623 | 12-14 | - | 0.15 | 1.25 | 1 | 0.06 | 0.06 | - | 0,15 sem. mín. | |
| 420 | S42000 | 12-14 | - | 0,15 min. | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | - | |
| 420F | S42020 | 12-14 | - | 0,15 min. | 1.25 | 1 | 0.06 | 0,15 min. | - | 0,60 meses máx. (opcional) | |
| 422 | S42200 | 11,0–12,5 | 0,50–1,0 | 0,20–0,25 | 0,5–1,0 | 0.5 | 0.025 | 0.025 | - | 0,90–1,25 meses; 0,20–0,30 V; 0,90–1,25 W | |
| 431 | S41623 | 15-17 | 1,25–2,50 | 0.2 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | - | |
| 440A | S44002 | 16-18 | - | 0,60–0,75 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | 0,75 meses | |
| 440B | S44003 | 16-18 | - | 0,75–0,95 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | 0,75 meses | |
| 440C | S44004 | 16-18 | - | 0,95–1,20 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | 0,75 meses | |
| resistente al calor | 501 | S50100 | 4–6 | - | 0,10 min. | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | 0,40–0,65 meses |
| 502 | S50200 | 4–6 | - | 0.1 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | 0,40–0,65 meses | |
| Endurecimiento por precipitación martensítica | 630 | S17400 | 15-17 | 3–5 | 0.07 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | - | Cu 3–5, Ta 0,15–0,45 |
Conclusión
Conocer la composición ayuda a predecir las propiedades del material, como resistencia, ductilidad, soldabilidad e idoneidad para determinados procesos de fabricación. El sistema de grados de acero SAE, al proporcionar una manera clara y concisa de categorizar y comprender los elementos primarios de aleación y el contenido de carbono del acero, facilita a los fabricantes, ingenieros y diseñadores seleccionar el tipo correcto de acero para sus necesidades específicas. ya sea para construcción, aplicaciones automotrices, herramientas o maquinaria.
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