Metalurgia Básica
Todos los aceros inoxidables contienen un 10,5 % o más de Cr, que forma una película pasiva autorreparable. Se agrupan en:
Austenítico (serie 300-): cara-cúbica centrada, no-magnética, excelente resistencia a la corrosión pero propensa a endurecerse por trabajo.
Martensítico (serie 400-): cúbico-centrado en el cuerpo, magnético, puede tratarse térmicamente a 55 HRC mayor o igual, menor resistencia a la corrosión.
Ferrítico (serie 400-): magnético, corrosión moderada, bajo endurecimiento por trabajo-, bueno para piezas de paredes delgadas.
Endurecimiento-por precipitación (15-5 PH, 17-4 PH): adiciones martensíticas + Cu/Nb; solución blanda y luego envejecer a 40–50 HRC.
Propiedades físicas clave para el mecanizado
Conductividad térmica: 16 W m⁻¹ K⁻¹ (≈ ¼ de acero al carbono) → el calor permanece en la punta de la herramienta.
Calor específico: 500 J kg⁻¹ K⁻¹ → la temperatura aumenta rápidamente.
Módulo elástico: 200 GPa → altas fuerzas de corte, fuerte retorno elástico en paredes delgadas.
Exponente-de endurecimiento por trabajo (n) 0,3–0,5 → la dureza de la superficie puede aumentar entre un 30 y un 50 % en 0,1 s después del corte.
Grados populares y comportamiento de mecanizado
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| Grado (AISI) | Condición | Tracción [MPa] | Dureza [HB] | Índice de maquinabilidad* | Uso típico | Notas para el mecanizado |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 303 | recocido | 415–450 | 190–240 | 160 % | tornillos, ejes | S-agregado para chips rotos; mejor entre los austeníticos. |
| 304 | recocido | 520–720 | 170–220 | 100 % (línea de base) | alimentos, medicos | Propiedades equilibradas; fuerte trabajo-endurecimiento, necesita herramientas afiladas. |
| 316L | recocido | 490–690 | 160–210 | 95 % | Marina, Farmacéutica | Mo aumenta las fuerzas de corte entre un 5 % y un 8 % frente a 304 . |
| 416 | recocido | 550–750 | 200–240 | 180 % | válvulas, engranajes | Libre-azufre de mecanizado; Se puede endurecer a 40 HRC. |
| 17-4PH | Solución | 800–950 | 290–350 | 70 % | Aero, moldes | Edad entre 40 y 48 HRC; utilice CBN o cerámica para los cortes de acabado. |
| 440C | recocido | 750–950 | 250–270 | 60 % | Cuchillas, rodamientos | Endurecer a 58–60 HRC; muela en lugar de molerla si está completamente dura. |
*Índice relativo al 304=100 % (más alto=más fácil).
Lista de verificación de selección
Paso 1: Medio ambiente
Humedad interior únicamente → 303, 416, 430F OK.
Cloruro/marino → 316L, 2205 dúplex o 630 (17-4 PH) después de la pasivación.
Paso 2: carga mecánica
Fatiga o presión > 300 MPa → 17-4 PH, 15-5 PH, martensítico 431.
Impacto a –40 grados → 304L, 321, 347 (dureza austenítica).
Paso 3: tratamiento térmico posterior al -mecanizado
Necesita entre 40 y 50 HRC → Elija grados martensíticos endurecibles o PH.
Debe permanecer no-magnético → Quédese con austenítico (303, 304, 316).
Paso 4: Economía de mecanizado
Máxima productividad/mayor vida útil de la herramienta → 303, 416, 430F.
Costo equilibrado y corrosión → 304, 3CR12.
Corrosión y resistencia premium → 316L, 904L, 17-4 PH; aceptar una menor maquinabilidad.
Árbol de decisión rápida
Tornillos/accesorios-de alto volumen → 303 o 416
Alimentación/farmacéutica, se requiere soldadura → 304L o 316L
Exterior marino, exposición al cloruro → 316L o 2205
Aeroespacial, alta resistencia, servicio de 200 grados → 17-4 PH (H1150)
Cuchillas de corte, 55 HRC después del endurecimiento → 440C o 1.4112
