El acero para resortes es un material esencial para muchas industrias y tiene cualidades específicas que superan a otros tipos de acero. Pero, ¿qué es exactamente el acero para muelles y por qué es tan práctico? En este artículo, exploraremos qué es el acero para resortes, sus propiedades, sus diferentes grados, cómo se forma y dónde se usa comúnmente.
¿Qué es el acero para resortes?
El acero para resortes es un tipo de acero que se usa específicamente para fabricar resortes y componentes elásticos porque puede volver a su forma original después de doblarse, comprimirse o extenderse. Esta capacidad, conocida como elasticidad en estado templado y revenido, se debe al alto límite elástico del acero, que proviene de su composición específica y proceso de endurecimiento.
Los aceros para resortes suelen tener un contenido de carbono medio a alto, normalmente entre un 0,5 y un 1,0 por ciento. Además de carbono, también contienen manganeso y silicio, siendo el silicio particularmente importante para lograr altos límites elásticos. Los productos fabricados con estas aleaciones de acero pueden soportar flexión, compresión, extensión o torsión continuas sin sufrir ninguna deformación permanente.
La fabricación de acero para resortes requiere habilidades técnicas avanzadas para garantizar una alta calidad. Cualquier imperfección en la superficie, como descarburación o irregularidades, puede reducir la resistencia a la fatiga. Por lo tanto, es esencial que los fabricantes se aseguren de que los resortes tengan una superficie perfectamente lisa para una eficiencia y un rendimiento óptimos.
¿Cuáles son los componentes del acero para resortes?
Los aceros para resortes son aleaciones con un contenido de carbono medio a alto, que suele oscilar entre el 0,5 y el 1,0 por ciento. También contienen otros aditivos de aleación como manganeso, níquel, cromo, vanadio y molibdeno.
Sin embargo, el elemento esencial en la composición de los aceros para resortes es el silicio. Este material es valorado por su durabilidad y capacidad para mantener su forma y flexibilidad, lo que lo hace muy adecuado para aplicaciones de acero para resortes y contribuye al alto límite elástico del material. Esta flexibilidad permite que el material se deforme y luego vuelva a su posición original una vez eliminada la carga.
A continuación se muestran algunos grados comunes de acero para resortes y su composición química.
| Calificación | C [%] | Sí [%] | manganeso [%] | P [%] máx. | S [%] máx. | Cr [%] máx. / – | Mes [%] | Ni [%] máx. | V [%] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C55S | 0,52 – 0,60 | 0,15 – 0,35 | 0,60 – 0,90 | 0.025 | 0.010 | 0.40 | 0.10 | 0.40 | – |
| C60S | 0,57 – 0,65 | 0,15 – 0,35 | 0,60 – 0,90 | 0.025 | 0.010 | 0.40 | 0.10 | 0.40 | – |
| C67S | 0,65 – 0,73 | 0,15 – 0,35 | 0,60 – 0,90 | 0.025 | 0.010 | 0.40 | 0.10 | 0.40 | – |
| C75S | 0,70 – 0,80 | 0,15 – 0,35 | 0,60 – 0,90 | 0.025 | 0.010 | 0.40 | 0.10 | 0.40 | – |
| C100S | 0,95 – 1,05 | 0,15 – 0,35 | 0,30 – 0,60 | 0.025 | 0.010 | 0.40 | 0.10 | 0.40 | – |
| 51CrV4 | 0,47 – 0,55 | 0.40 | 0,70 – 1,10 | 0.025 | 0.010 | 0,90 – 1,20 | 0.10 | 0.40 | 0,10 – 0,25 |
| 80CrV2 | 0,75 – 0,85 | 0,15 – 0,35 | 0,30 – 0,50 | 0.025 | 0.010 | 0,40 – 0,60 | 0.10 | 0.40 | 0,15 – 0,25 |
Clasificación del acero para resortes
Según la norma de clasificación del acero. GB/T 13304, el acero para resortes se clasifica como acero para estructuras mecánicas en función de sus características fundamentales de rendimiento y servicio. En términos de calidad, pertenece a la categoría de acero de calidad especial, lo que requiere un control estricto sobre su calidad y rendimiento durante la producción. En la costumbre china, el acero para resortes se considera acero especial.
Según su composición química, el acero para resortes se clasifica además en aceros para resortes al carbono, aceros para resortes aleados, aceros para resortes inoxidables, aleaciones para resortes a base de cobre y aleaciones para resortes a base de níquel.
A continuación se muestra la clasificación de los aceros para resortes según su composición química.
| Material | ES | JIS | ASTM/SAE | ESTRUENDO |
|---|---|---|---|---|
| Acero inoxidable | 1Cr18Ni9 | SUS302 | 302 | 1.4310 |
| 0Cr18Ni9 | SUS304 | 304 | X5CrNi18-10 | |
| 0Cr17Ni12Mo2 | SUS316 | 316 | X5CrNi17.12.2 | |
| 07Cr17Ni7A1 | SUS631 | SAE17-7 | X7CrNiAL17.7 | |
| A base de níquel | GH4169 GH169 | InconelX-718 | NiCrl9Fe19Nb5、Mo3 | |
| GH145/GH4145 | NCF750 | Incone1X-750 | NiCr15Fe7TiAl | |
| Elgiloy | ||||
| A base de aleación | 60Si2MnA | SUP6 | SAE9260 | 60Si7 |
| 55CrSi | SWOSC-V | |||
| 50CrVA | SUS10A | 6150 | 67SiCr5 | |
| 60Si2CrA | SUP12 | SAE9254 | 67SiCr5 | |
| 30W4Cr2VA | ||||
| A base de carbono | 65 millones | 1066 | Ck67 | |
| Cable de música | SWP-B/ SWP-A | |||
| A base de cobre | QSn4-3 (bronce al estaño) | C3712 | C28000 | CuZn40 |
| QSi3-1 (bronce al silicio) | C6561 | |||
| QBe2 (bronce berilio) | C1720 | C17200 | ||
| monel 400 | NW4400 | UNS N04400 | 2. 4360 | |
| Monel K500 | NW5500 | UNS N05500 | 2. 4375 |
65 millones
Composición química
| Calificación | Estándar | C | Si | Minnesota | S | PAGS | cr | Ni | Cu |
| 65 millones | GB/T 1222-2007 | 0.62~0.70 | 0.17~0.37 | 0.90~1.20 | ≤0,035 | ≤0,035 | ≤0,25 | ≤0,25 | ≤0,25 |
Propiedades mecánicas
| Resistencia a la tracción Rb (MPa) | Límite elástico Rs (MPa) | Módulo de corte G/x103(MPa) | Módulo elástico E/x103(MPa) | Temperatura recomendada |
| 980(φ=10mm) | 785 | 78.8 | 196.0 | -40~120 |
Características y aplicación
65Mn es un tipo de acero con alto contenido de carbono. Tiene una composición sencilla y un coste reducido. Se agrega manganeso para mejorar la templabilidad. Sus propiedades mecánicas integrales, descarburación y otras propiedades son mejores que las del acero al carbono. Pero el 65Mn es sensible a un tratamiento elevado y se agrieta fácilmente al enfriarse.
El 65Mn se utiliza comúnmente para fabricar una variedad de resortes redondos, mecanismos de relojería, anillos de resorte, amortiguadores de vibraciones y resortes de embrague.
Cable de música
Composición química
| Calificación | Estándar | C | Si | Minnesota | S | PAGS | Cu |
| SWP-B | JIS_G3522 | 0.60~0.95 | 0.12~0.32 | 0.30~0.90 | ≤0,025 | ≤0,025 | ≤0,20 |
Propiedades mecánicas
| Resistencia a la tracción Rb (MPa) | Límite elástico Rs (MPa) | Módulo de corte G/x103(MPa) | Módulo elástico E/x103(MPa) | Temperatura recomendada |
| 2260~2450(φ=1,0 mm) | 1568 | 78.7 | 196.0 | -40~120 |
Características y aplicación
El alambre musical se estira en frío después de enfriarlo en un baño de plomo. Es un resorte alto con muy alta resistencia, elasticidad y resistencia a la fatiga. Es un material para resortes pequeños ampliamente utilizado y se utiliza para fabricar varios resortes importantes, varios resortes mecánicos de alta tensión y resortes de válvulas.
60Si2Mn
Composición química
| Calificación | Estándar | C | Si | Minnesota | S | PAGS | cr | Ni | Cu |
| 60Si2Mn | GB/T 1222-2007 | 0.54~0.60 | 1.5~2.0 | 0.70~1.00 | ≤0,035 | ≤0,035 | ≤0,35 | ≤0,35 | ≤0,25 |
Propiedades mecánicas
| Resistencia a la tracción Rb (MPa) | Límite elástico Rs (MPa) | Módulo de corte G/x103(MPa) | Módulo elástico E/x103(MPa) | Temperatura recomendada |
| 1274(φ=10mm) | 1170 | 78.8 | 196.0 | -40~200 |
Características y aplicación
El manganeso en 60Si2Mn puede mejorar la templabilidad. Debido a su alto contenido de silicio, su resistencia, templabilidad y resistencia al revenido son mayores que las del acero para resortes al carbono. Sin embargo, debido a su alto contenido de silicio, tiene una alta probabilidad de descarburación superficial y baja plasticidad por deformación en frío. Después del templado y revenido, tiene una mayor relación límite elástico, capacidad anti-relajación y estabilidad de revenido, especialmente la vida a la fatiga mejora significativamente.
60Si2Mn es adecuado para fabricar resortes helicoidales con un espesor de sección transversal inferior a 25 mm y se usa ampliamente en maquinaria pesada, vehículos ferroviarios y automóviles.
55CrSi
Composición química
| Calificación | Estándar | C | Si | Minnesota | cr | S | PAGS | Ni | Cu |
| 55CrSi | GB/T 1222-2007 | 0.50~0.60 | 1.2~1.6 | 0.50~0.80 | 0.50~0.80 | ≤0,030 | ≤0,030 | ≤0,20 | ≤0,20 |
Propiedades mecánicas
| Resistencia a la tracción Rb (MPa) | Límite elástico Rs (MPa) | Módulo de corte G/x103(MPa) | Módulo elástico E/x103(MPa) | Temperatura recomendada |
| 1862 (φ≥4,2 mm) | 1666 | 78.8 | 196.0 | -40~250 |
Características y aplicación
El acero para resortes 55CrSi tiene una alta resistencia a la fatiga y una alta resistencia a la relajación. Debido a que la fracción de masa de Si es relativamente alta, el límite elástico, la relación límite elástico y la resistencia a la fatiga se pueden mejorar significativamente. También se añade elemento Cr para mejorar las propiedades mecánicas. El Cr tiene baja sensibilidad al tratamiento elevado, lo que ayuda a eliminar la tendencia a la grafitización del acero para resortes que contiene Si.
El 55CrSi se utiliza ampliamente en la fabricación de resortes de freno, barras estabilizadoras sólidas, barras de torsión, resortes de válvulas, resortes de amortiguadores para motocicletas de alta gama y resortes mecánicos para fines importantes.
50CrVA
Composición química
| Calificación | Estándar | C | Si | Minnesota | cr | V | S | PAGS | Ni | Cu |
| 50CrVA | GB/T 1222-2007 | 0.46~0.54 | 0.17~0.37 | 0.50~0.80 | 0.80~1.10 | 0.10~0.20 | ≤0,03 | ≤0,03 | ≤0,35 | ≤0,25 |
Propiedades mecánicas
| Resistencia a la tracción Rb (MPa) | Límite elástico Rs (MPa) | Módulo de corte G/x103(MPa) | Módulo elástico E/x103(MPa) | Temperatura recomendada |
| 1274 (φ=10mm) | 1127 | 78.8 | 196.0 | -40~250 |
Características y aplicación
50CrVA tiene buenas propiedades mecánicas y alta templabilidad. El vanadio se integra para refinar los granos del acero, mejorando así la fuerza, la tenacidad y la resistencia al calor. Sin embargo, su soldabilidad es pobre. 50CrVA es un acero para resortes de alta calidad que se utiliza para aplicaciones de sección grande y carga alta, como resortes de válvulas, resortes de pistones y resortes de válvulas de seguridad.
30W4Cr2VA
Composición química
| Calificación | Estándar | C | Si | Minnesota | cr | V | W | S | PAGS | Ni | Cu |
| 30W4Cr2VA | GB/T 1222-2007 | 0.26~0.34 | 0.17~0.37 | ≤0,04 | 2.00~2.50 | 0.50~0.80 | 4~4.5 | ≤0,03 | ≤0,03 | ≤0,35 | ≤0,25 |
Propiedades mecánicas
| Resistencia a la tracción Rb (MPa) | Límite elástico Rs (MPa) | Módulo de corte G/x103(MPa) | Módulo elástico E/x103(MPa) | Temperatura recomendada |
| 1470 (φ=10mm) | 1323 | 81.8~78.7 | 206.0~196.2 | -40~500 |
Características y aplicación
30W4Cr2VA contiene tungsteno, cromo y vanadio. La función principal del tungsteno (w) es mejorar la capacidad de enfriamiento y la resistencia al calor del acero, de modo que el resorte mantenga una alta resistencia y elasticidad a altas temperaturas. El tungsteno también puede mejorar la estabilidad del templado y la trabajabilidad en caliente. Se utiliza en estado templado y revenido y como resortes resistentes al calor, como resortes de válvulas de seguridad principales en calderas, etc.
60Si2CrA
Composición química
| Calificación | Estándar | C | Si | Minnesota | cr | S | PAGS | Ni | Cu |
| 60Si2CrA | GB/T 1222-2007 | 0.56~0.64 | 1.40~1.80 | 0.04~0.70 | 0.70~1.00 | ≤0,030 | ≤0,030 | ≤0,35 | ≤0,25 |
Propiedades mecánicas
| Resistencia a la tracción Rb (MPa) | Límite elástico Rs (MPa) | Módulo de corte G/x103(MPa) | Módulo elástico E/x103(MPa) | Temperatura recomendada |
| 1764 (φ=10mm) | 1568 | 81.8~78.7 | 206.0~196.2 | -40~250 |
Características y aplicación
60Si2CrA es un acero para resortes de alta resistencia. Tiene alta templabilidad y buen rendimiento en el tratamiento térmico. Debido a su alta resistencia, la tensión interna debe eliminarse a tiempo después del laminado. 60Si2CrA se puede utilizar para fabricar resortes de sello de turbinas de vapor, resortes de ajuste, resortes de soporte de condensadores, resortes de disco de bombas de agua de alta presión, etc. También se puede usar para fabricar resortes de ganchos de recuperación de armas convencionales, resortes de trituradoras y resortes de maquinaria de ingeniería.
Acero inoxidable para resortes
Composición química
| Calificación | Estándar | C | Si | Minnesota | S | Ni | cr | PAGS | Mes |
| SUS302 | JISG4314 | ≤0,15 | ≤1,00 | ≤2,00 | ≤0,030 | 8.00-10.00 | 17.00-19.00 | ≤0,045 | |
| SUS304 | JISG4314 | ≤0,15 | ≤1,00 | ≤2,00 | ≤0,030 | 8.00-10.00 | 17.00-19.00 | ≤0,045 | |
| SUS316 | JISG4314 | ≤0,15 | ≤1,00 | ≤2,00 | ≤0,030 | 10.00-14.00 | 16.00-18.00 | ≤0,045 | 2.0~3.0 |
| SUS631 | JISG4314 | ≤0,09 | ≤1,00 | ≤1,00 | ≤0,03 | 6.5-7.75 | 16.0-18.0 | ≤0,04 | Al 0,75~1,5 |
Propiedades mecánicas
| Calificación | Resistencia a la tracción Rb (MPa) | Resistencia a la tracción Rs (MPa) | Módulo de corte G/x103(MPa) | Módulo elástico E/x103(MPa) | Temperatura recomendada |
| SUS302/304 | 1863~2108 (φ=1mm) | ≥205 | 71.7 | 193.2 | -200~200 |
| SUS316 | 1863~2108 (φ=1mm) | ≥205 | 71.7 | 193.2 | -200~200 |
| SUS631 | 1705~2010 (φ=1mm) | ≥205 | 71.7 | 193.2 | -200~343 |
Características y aplicación
Como acero para resortes ampliamente utilizado, tiene buena resistencia a las bajas temperaturas, la corrosión y el calor.
- SUS302/304: Acero para resortes resistente a la corrosión y al calor. Sus propiedades mecánicas son las mismas, pero el 304 es más resistente a la corrosión que el 302.
- SUS316: Debido a la adición de Mo, su resistencia a la corrosión y a las altas temperaturas es particularmente buena. Se suele utilizar en navegación y resistencia a la corrosión por cloruros.
- SUS631: Mayor resistencia que el acero inoxidable serie 300. Tiene alta resistencia, alta dureza y resistencia a la fatiga, el calor y la corrosión. Utilizado en industrias aeroespaciales, químicas, petroquímicas, de procesamiento de papel y metales.
Inconel 750
Composición química
| Calificación | Estándar | C | cr | Ni | Alabama | Ti | fe | Nótese bien | SI | Minnesota | S | Cu |
| Inconel X750 | AM 5698 | ≤0,08 | 14.0~17.0 | ≥70,0 | 0.40~1.00 | 2.25~2.75 | 5.00~9.00 | 0.70~1.20 | ≤0,50 | 1.0 | ≤0,01 | ≤0,5 |
Propiedades mecánicas
| Resistencia a la tracción Rb (MPa) | Límite elástico Rs (MPa) | Módulo de corte G/x103(MPa) | Módulo elástico E/x103(MPa) | Temperatura recomendada |
| 1241~1793 | 790 | 82.7 | 214 | -260~550 |
Características y aplicación
Es una aleación a base de níquel reforzada con Al, Ti y Nb. El aluminio (A1), el titanio (Ti) y el niobio (Nb) se añaden principalmente al acero inoxidable para resortes u otros materiales para resortes con fines especiales. El objetivo principal es mejorar la resistencia a la corrosión del material. El Ti es un potente desoxidante del acero que puede refinar los granos y reducir la sensibilidad. Nb puede refinar los granos y reducir la sensibilidad al sobrecalentamiento y la fragilidad del acero. Es una de las mejores aleaciones del primer sistema de aleaciones Inconel. Tiene buena resistencia, resistencia a la corrosión y resistencia a la oxidación por debajo de 980 ℃.
La aleación Inconel X-750 se utiliza principalmente para fabricar resortes planos y resortes helicoidales resistentes a la relajación que requieren mayor resistencia.
Inconel 718
Composición química
| Calificación | Estándar | C | cr | Ni | Co | Alabama | Ti | fe | Mes | Minnesota | SI | Cu |
| Inconel 718 | AM 5662 | ≤0,08 | 17.0~21.0 | 50.0~55.0 | ≤1,0 | 0.20~0.80 | 0.65 | balance | 2.8~3.3 | ≤0,35 | ≤0,35 | ≤0,3 |
Propiedades mecánicas
| Resistencia a la tracción Rb (MPa) | Límite elástico Rs (MPa) | Módulo de corte G/x103(MPa) | Módulo elástico E/x103(MPa) | Temperatura recomendada |
| 1310~1515 | 1082 | 80 | 200 | -260~650 |
Características y aplicación
Inconel 718 es una aleación de Fe-Ni-Cr. Tiene una excelente resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión. Tiene alta resistencia y buena tenacidad por debajo de 650 °C, así como resistencia a la oxidación y corrosión en ambientes de alta y baja temperatura. Puede ser ampliamente utilizado en diversas situaciones de alta demanda, como turbinas de vapor, ingeniería criogénica de cohetes de combustible, entornos ácidos, ingeniería nuclear, etc.
Elgiloy
Composición química
| Calificación | Estándar | C | Co | Ser | cr | fe | Mes | Minnesota | Si | Ni | S | PAGS |
| Elgiloy | AM 5833 | ≤0,15 | 39.0~41.0 | ≤0,1 | 19.0~21.0 | balance | 6.0~8.0 | 1.5~2.5 | ≤1,2 | 14.0~16.0 | ≤0,015 | ≤0,015 |
Propiedades mecánicas
| Resistencia a la tracción Rb (MPa) | Límite elástico Rs (MPa) | Módulo de corte G/x103(MPa) | Módulo elástico E/x103(MPa) | Temperatura recomendada |
| 1515-2000 | 77.2 | 190 | -184~454 |
Características y aplicación
Elgiloy es una aleación de cobalto, cromo y níquel. La adición de cobalto permite que el material alcance un límite elástico alto y la aleación también tiene una excelente resistencia a la corrosión y a la fatiga en muchos entornos. Es adecuado para aplicaciones donde se requiere una alta resistencia a la corrosión o una baja relajación a temperaturas de hasta 380°C. En agua de mar, la aleación Elgiloy es casi inmune a la corrosión por grietas y a la corrosión por tensión. Es ampliamente utilizado para la extracción de petróleo y gas, medicina, odontología, aeroespacial, defensa, exploración espacial y relojería.
Acero para resortes a base de cobre
Composición química
| Calificación | Estándar | Cu | sn | zinc | Alabama | Si | Ni | fe | Ser | Impurezas totales |
| Bronce de estaño | GB/T 13808 | balance | 3.5~4.5 | 2.7~3.3 | 0.002 | 0.002 | 0.05 | ≤1,5 | ||
| Bronce al Silicio | GB/T 4423 | balance | 0.25 | 0.5 | 0,03(Pb) | 2.75~3.5 | 0.2 | 0.3 | 1,0~1,5(Mn) | ≤1,1 |
| Bronce Berilio | GB/T 5231 | balance | 0.15 | 0,05(Pb) | 0.15 | 0.2 | 0.15 | 1.0~2.1 | ≤0,5 |
Propiedades mecánicas
| Calificación | Resistencia a la tracción Rb (MPa) | Límite elástico Rs (MPa) | Módulo de corte G/x103(MPa) | Módulo elástico E/x103(MPa) | Temperatura recomendada |
| Bronce de estaño | 780~1130 | 40207 | 93163 | -250~120 | |
| Bronce al Silicio | 780~1130 | 40207 | 93163 | -40~120 | |
| Bronce Berilio | 373~1275 | 42169 | 129448 | -200~120 |
Características y aplicación
El bronce al estaño tiene buena resistencia a la corrosión en la atmósfera donde se forma una película densa de dióxido de estaño en la superficie del bronce al estaño. Cuanto más densa y gruesa sea la película de dióxido de estaño, mejor será la resistencia al desgaste. También es resistente a la corrosión en agua dulce y de mar, y es adecuado para fabricar resortes que requieren mayor dureza y mayor resistencia al desgaste.
El bronce al silicio contiene elementos de manganeso y níquel. Tiene alta resistencia y fuerte resistencia a la corrosión. Tiene alta resistencia a la corrosión en agua dulce y agua de mar, y tiene buenas propiedades de soldabilidad y corte. Se utiliza para fabricar piezas de fricción (como manguitos guía para válvulas de admisión y escape de motores) y piezas estructurales que trabajan en medios corrosivos.
El bronce de berilio contiene 1,7 ~ 2,51 TP3T de berilio. La adición de berilio le confiere una excelente elasticidad. Es una aleación que endurece por precipitación con buena resistencia, dureza, elasticidad y resistencia a la fatiga. Tiene una vida útil de más de 40 años en agua de mar. Es ampliamente utilizado y costoso, y es más adecuado para fabricar resortes de precisión en aparatos eléctricos.
monel
Composición química
| Calificación | Estándar | Ni | Cu | Ti | Alabama | Minnesota | Si | C | fe | S |
| monel 400 | AM 7233 | 63.0~70.0 | 28.0~34.0 | ≤2.0 | ≤0,5 | ≤0,3 | ≤2,5 | ≤0,024 | ||
| Monel K500 | QQ-N-286 | 63.0~70.0 | balance | 0.35~0.85 | 2.3~3.15 | ≤1,5 | ≤0,5 | ≤0,25 | ≤2.0 | ≤0,001 |
Propiedades mecánicas
| Calificación | Resistencia a la tracción Rb (MPa) | Límite elástico Rs (MPa) | Módulo de corte G/x103(MPa) | Módulo elástico E/x103(MPa) | Temperatura recomendada |
| monel 400 | 1000~1240 | 65.5 | 179 | -184~260 | |
| Monel K500 | 1100~1380 | 65.5 | 179 | -184~232 |
Características y aplicación
Monel 400 es una aleación de níquel-cobre. Esta aleación tiene una excelente resistencia a la corrosión en medios de ácido fluorhídrico y gas flúor, y también tiene una excelente resistencia a la corrosión contra líquidos alcalinos concentrados calientes. También es resistente a la corrosión de soluciones neutras, agua, agua de mar, atmósfera, compuestos orgánicos, etc.
Monel K500 es una aleación de níquel, cobre y aluminio endurecida por precipitación. La adición de elementos de titanio y aluminio aumenta la resistencia a la tracción de K500 al doble que la de 400 aleaciones, y el límite elástico es tres veces mayor que el de 400 aleaciones. El material sigue siendo dúctil y resistente a temperaturas tan bajas como -240°. K500 también ofrece resistencia a las chispas y excelente resistencia a la corrosión ante una amplia gama de elementos químicos y ambientes marítimos, como sales, álcalis, ácidos y ácidos no oxidantes.
Propiedades del acero para resortes
El acero para resortes se usa ampliamente en la fabricación de varios tipos de resortes y componentes similares. Se distingue por su alto límite elástico, lo que permite que los productos fabricados con este material soporten compresión, flexión y torsión continuas sin perder su forma original.
Estas son algunas de las características clave del acero para resortes:
- Resiliencia: El acero para resortes es muy resistente y puede volver a su forma original después de doblarse o estirarse.
- Dureza y durabilidad: Puede soportar cargas pesadas sin romperse y es resistente a la intemperie y al desgaste con el tiempo.
- Elasticidad: El acero para resortes se puede moldear, moldear y tratar posteriormente con calor sin perder su forma.
- Resistencia a la corrosión: Tiene una alta resistencia a la corrosión, lo que lo hace adecuado para su uso en condiciones adversas.
Además de un alto límite elástico, los aceros para resortes también poseen excelentes resistencia a la tracción y resistencia a la fatiga. Estas propiedades hacen que el acero para resortes sea adecuado para una amplia gama de aplicaciones industriales.
La siguiente tabla resume el límite elástico y la resistencia a la tracción de diferentes grados de acero para resortes: EN 10132-2021.
| Numero de Material. | Estándar | Recocido a cementita esferoidizada. | Recocido a cementita esferoidizada, blanda y muerta | |||||||||||
| AISI | JIS | ES | ESTRUENDO | Límite elástico [MPa] (máx.) | Resistencia a la tracción [MPa] (máx.) | HBW(máx.) | Límite elástico [MPa] (máx.) | Resistencia a la tracción [MPa] (máx.) | HBW(máx.) | |||||
| Métrico | A NOSOTROS | Métrico | A NOSOTROS | Métrico/EE.UU. | Métrico | A NOSOTROS | Métrico | A NOSOTROS | Métrico/EE.UU. | |||||
| 1.1231 | 1070 | SK7 | C67S | cap 67 | 380 | 55 | 580 | 84 | 180 | 330 | 48 | 550 | 80 | 171 |
| 1.1248 | 1075 | SK6 | C75S | ck 75 | 400 | 58 | 610 | 88 | 189 | 345 | 50 | 570 | 83 | 177 |
| 1.1284 | C80S | 400 | 58 | 610 | 88 | 189 | 345 | 50 | 570 | 83 | 177 | |||
| 1.1269 | 1086 | SK5 | C85S | ck 85 | 405 | 59 | 620 | 90 | 192 | 355 | 51 | 580 | 84 | 180 |
| 1.1217 | C90S | 420 | 61 | 630 | 91 | 195 | 365 | 53 | 590 | 86 | 183 | |||
| 1.1274 | 1095 | SK4 SK3 | C100S | ck 101 | 430 | 62 | 640 | 93 | 198 | 380 | 55 | 600 | 87 | 186 |
| 1.1224 | C125S | 440 | 64 | 650 | 94 | 202 | 400 | 58 | 620 | 90 | 192 | |||
| 1.2002 | SK2 | 125Cr2 | 125Cr1 | 450 | 65 | 660 | 96 | 205 | 385 | 56 | 640 | 93 | 198 | |
| 1.2235 | 80CrV2 | 80CrV2 | 390 | 57 | 600 | 87 | 186 | 345 | 50 | 570 | 83 | 177 | ||
| 1.5026 | 9255 | 56Si7 | 420 | 61 | 620 | 90 | 192 | 360 | 52 | 580 | 84 | 180 | ||
| 1.5634 | SKS51 | 75Ni8 | 450 | 65 | 660 | 96 | 205 | 400 | 58 | 630 | 91 | 195 | ||
| 1.8159 | 6150 | SUP10 | 51CrV4 | 50 CRV 4 | 380 | 55 | 580 | 84 | 180 | 330 | 48 | 550 | 80 | 171 |
| 1.8161 | 58CrV4 | 58 CRV 4 | 390 | 57 | 590 | 86 | 183 | 350 | 51 | 560 | 81 | 174 | ||
| 1.2003 | 75Cr1 | 420 | 61 | 630 | 91 | 195 | 360 | 52 | 580 | 84 | 180 | |||
| 1.2018 | 95Cr1 | 430 | 62 | 640 | 93 | 198 | 380 | 55 | 600 | 87 | 186 | |||
| 1.6595 | 68CrNiMo3-3 | 400 | 58 | 615 | 89 | 190 | 350 | 51 | 575 | 83 | 179 | |||
¿Cómo se forma el acero para resortes?
El acero para resortes puede someterse a varios procesos, como laminado en frío y en caliente, recocido y tratamiento térmico, dependiendo del grado del acero para resortes y de las propiedades mecánicas deseadas del producto final.
El proceso normalmente comienza con la fusión y refinación de las materias primas para lograr la composición de acero correcta. Luego, el acero fundido se vierte en grandes bloques o palanquillas y se deja enfriar. Las palanquillas se pueden procesar adicionalmente mediante laminación en caliente o en frío para disminuir su espesor y mejorar su estructura de grano, aumentando efectivamente la resistencia a la tracción del material y produciendo láminas, tiras, varillas y barras de acero para resortes. Reducciones mayores conducen a mayores resistencias a la tracción, pero una resistencia a la tracción excesiva puede hacer que el material se vuelva quebradizo y susceptible a romperse. Comúnmente se prefiere el laminado en frío para acero para resortes de alta calidad debido a su capacidad para proporcionar un control más preciso sobre el espesor y tolerancias dimensionales.
Al laminar, el acero puede recocerse para aliviar las tensiones internas y mejorar su ductilidad. Esto implica calentar el acero a una temperatura específica durante un período determinado y luego permitir que se enfríe lentamente en un ambiente controlado, mejorando así la dureza y flexibilidad del acero.
Por último, el acero para resortes puede someterse a un tratamiento térmico para lograr las propiedades mecánicas deseadas. Un porcentaje específico de carbono es esencial para permitir este proceso, que normalmente oscila entre 0,50% y 1,25% para aceros para resortes al carbono. Este proceso incluye calentar el acero a una temperatura crítica y luego enfriarlo rápidamente (temple) para formar una estructura dura y quebradiza. Posteriormente, el acero puede templarse mediante un proceso de recalentamiento, que alivia las tensiones y mejora su tenacidad. El acero para resortes tratado térmicamente se utiliza para fabricar productos como resortes planos, hojas de sierra y cuchillos.
Usos y aplicaciones comunes del acero para resortes
Debido a sus características excepcionales, el acero para resortes a menudo se denomina acero de uso general. Se utiliza principalmente en la producción de hojas de sierra, ganzúas, antenas y raspadores de alta calidad, particularmente cuando está endurecido y revenido para fabricar resortes planos que son difíciles de moldear.
Como tipo de acero versátil, el acero para resortes tiene una amplia gama de aplicaciones. Se usa comúnmente para crear:
- Clips y sujetadores: Su alta resistencia y resistencia a la fatiga hacen que el acero para resortes sea ideal para producir clips y sujetadores.
- Resortes: Utilizado en diversas maquinarias y piezas de vehículos, el acero para resortes se emplea comúnmente para resortes helicoidales, resortes de compresión, resortes de torsión y resortes de láminas.
- Equipo médico: el acero para resortes se utiliza en la creación de instrumentos médicos, como herramientas quirúrgicas y aparatos de ortodoncia.
- Maquinaria: Se utiliza para fabricar maquinaria y equipos, incluidas cortadoras de césped, aviones, transportadores y bombas.
- Herramientas manuales: Su alta resistencia hace que el acero para resortes sea perfecto para fabricar herramientas resistentes y duraderas como alicates, llaves inglesas y tijeras.
- Cuerda de piano: También conocido como cable musical, el acero para resortes se utiliza en una variedad de aplicaciones que incluyen abrazaderas de resorte, antenas y resortes helicoidales o ballestas para vehículos.
- Ganzúas: La flexibilidad y resistencia del acero para resortes lo convierten en un material popular para fabricar ganzúas.
- Tren de aterrizaje: El acero tubular para resortes se utiliza en el tren de aterrizaje de algunas aeronaves pequeñas debido a su capacidad para absorber el impacto del aterrizaje.
- Calzas: Es muy utilizado en calzas y clips de encuadernación por su resistencia a la deformación en espesores bajos.
preguntas frecuentes
Conclusión
Hoy en día, el acero para muelles desempeña un papel vital en la producción de diversos artículos y se espera que mantenga su importancia en varios campos industriales. Por ejemplo, se utiliza comúnmente en aplicaciones que exigen componentes capaces de absorber y reaplicar fuerza de manera constante, como los diafragmas de resorte en los automóviles y los resortes retractores en los sistemas de cinturones de seguridad. La elasticidad del acero para resortes desempeña una función crucial en el funcionamiento de estas piezas sometidas a tensión dinámica, determinando la cantidad de fuerza que el material puede soportar sin sufrir una deformación permanente.
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