Tratamiento térmico del acero inoxidable 416

416 dentro de la familia de inoxidables martensíticos

El 416 es el grado de fácil mecanizado de la familia martensítica de 12 a 14 por ciento de cromo. Tiene el mismo 0,15 por ciento de carbono que el tipo 410, lo que sitúa el límite de dureza en el mismo valor bajo, y ambos grados se encuentran juntos en la parte inferior de la familia. La diferencia entre ellos es la maquinabilidad. El azufre se eleva hasta 0,15 por ciento como adición deliberada, el manganeso se eleva a 1,25 por ciento para portar ese azufre, y se añade molibdeno a 0,60 por ciento, que la ficha del 410 no indica con ninguna cifra. Esas tres cifras son la razón por la que el 416 se tornea y se taladra como un grado de fácil corte mientras que el 410 no, y también son la razón por la que el grado se emplea para piezas como cuerpos de válvula, ejes de bomba, casquillos y componentes de molde que necesitan resistencia a la corrosión junto con un acabado mecanizado.

La ficha es información de referencia de taller más que una especificación. Indica un paso de precalentamiento, una temperatura de temple y dos medios de enfriamiento, luego una tabla de revenido en dureza Brinell con una sola cifra en cada fila y sin banda de tolerancia en ninguna parte. Vale la pena tratar una primera tanda de piezas de una colada nueva de acero como una prueba antes de que el ciclo pase a trabajo de producción.

Composición química del 416

Elementos que la ficha de referencia enumera, porcentaje

Fuente, información de referencia de tratamiento térmico para el acero inoxidable tipo 416, página impresa 200.

La ficha indica el azufre como un máximo de 0,15 por ciento. El azufre es la adición deliberada de fácil mecanizado en este grado, y el rango ASTM escribe la misma cifra como 0,15 mín, que es la forma que lleva la tabla de composición de aceros inoxidables de este sitio. El vanadio y el tungsteno se listan en la ficha sin cifra, por lo que esas filas se omiten en lugar de imprimirse en blanco. Los datos de composición son solo de referencia general, los valores reales varían según la norma, la acería y el número de colada, por lo que confirme con el certificado de ensayo del material de la colada o consulte con Aobo Steel.

El cromo con 13.00 por ciento es la cifra más alta en las fichas de aceros inoxidables martensíticos y es el elemento sobre el que Resistencia a la corrosión se sustenta. El azufre con 0.15 por ciento es cinco veces el 0.03 por ciento que la ficha indica para el 410, y es el elemento que hace el trabajo en este grado, ya que el azufre forma inclusiones de sulfuro de manganeso que rompen la viruta y permiten al maquinista aplicar avances más fuertes con la misma herramienta. El manganeso con 1.25 por ciento se eleva junto con él porque el manganeso es lo que retiene ese azufre en el acero como sulfuro. El molibdeno con 0.60 por ciento lleva una cifra en esta ficha, mientras que la ficha del 410 lista el elemento sin cifra alguna. El carbono con 0.15 por ciento es igual al del 410 y es la cifra que limita la dureza. El fósforo con 0.06 por ciento y el azufre con 0.15 por ciento se imprimen como máximos, y vale la pena revisar la fila del azufre con su proveedor, por la razón expuesta bajo la tabla. Los datos de composición en la tabla son solo de referencia general, los valores reales varían según la norma, la acería y el número de colada, así que confirme las cifras contra el certificado de ensayo del material de la colada o consulte a Aobo Steel.

Temple del 416

Precalentamiento, temperatura de temple y enfriamiento

Fuente, información de referencia de tratamiento térmico para el acero inoxidable tipo 416, página impresa 200.

La ficha imprime un paso de precalentamiento, una temperatura de temple y dos medios de enfriamiento para el grado, sin ninguna condición de tamaño de sección frente a ninguno de ellos, por lo que las cifras rigen para la carga tal como se indica.

El ciclo es el mismo que la ficha indica también para el 410. La carga entra a 1200 °F (650 °C) para el precalentamiento, luego sube a 1850 °F (1010 °C) para la austenización, seguido de un temple al aire o en aceite. El aire es el más lento de los dos medios y el que se debe tomar en secciones delgadas donde hay que contener la distorsión, mientras que el aceite se usa donde la sección es lo bastante pesada como para necesitar un enfriamiento más rápido. Dos grados con el mismo contenido de carbono se templan con el mismo ciclo, por lo que la diferencia entre ellos se muestra en la tabla de revenido y no aquí. Una pieza de 416 sale del temple a unos 210 Brinell, cerca de los 220 que la ficha indica para el 410 y muy por debajo de lo que necesita un molde o un filo de corte, por lo que el grado se emplea para herrajes resistentes a la corrosión y no para utillaje que deba mantener el filo. Se indica una sola temperatura de temple, por lo que un taller que trabaje con una ventana de austenización diferente opera fuera de lo que da la ficha.

Respuesta al revenido del 416

Dureza que deja cada temperatura de revenido

Fuente, información de referencia de tratamiento térmico para el acero inoxidable tipo 416, página impresa 200.

La ficha indica 210 BHN para la condición tal como se templa y 210 BHN de nuevo tras un revenido a 300 °F (150 °C), por lo que el primer tramo de la línea es plano. La dureza se indica en Brinell en la ficha en lugar de en Rockwell C, y no aparece ninguna banda de tolerancia frente a ninguna fila.

La línea sube donde la línea del 410 se mantiene plana. El 416 sale del temple a 210 Brinell y gana 5 puntos a 400 °F (205 °C), otros 5 a 500 °F (260 °C) y 5 más a 600 °F (315 °C), alcanzando 225 Brinell. De 700 °F (370 °C) a 900 °F (480 °C) la ficha indica 230 Brinell en las tres filas, que es el pico de la curva y 20 puntos por encima de la cifra tal como se templa. Ese aumento ocurre en el revenido y no en el temple, por lo que un taller que necesite la cifra más alta tiene que obtenerla del ciclo de revenido. A 1000 °F (540 °C) la lectura cae a 178 Brinell, la cifra más baja de la ficha, y ese es el punto en el que el revenido ha superado el rango en el que la pieza conserva su resistencia. La ficha indica una cifra en cada fila y no dice nada sobre el número de ciclos de revenido, por lo que trate la línea como la respuesta del grado y acuerde los ciclos con su tratador térmico antes de que las piezas entren en servicio.

Datos de referencia relacionados

El 416 se sitúa con los demás grados de inoxidable martensítico de este sitio. Los grados que lo acompañan en carbono se exponen en la página de tratamiento térmico del acero inoxidable 410, la página de tratamiento térmico del acero inoxidable 420, la página de tratamiento térmico del acero inoxidable 440A y la página de tratamiento térmico del acero inoxidable 440B. Las filas de propiedades mecánicas para el 416 y el 416Se están en la Tabla de propiedades del acero inoxidable martensítico, la composición química de cada grado está en la tabla de composición del acero inoxidable, y las bandas de revenido de los grupos de aceros para herramientas están en la Tabla de revenido del acero para herramientas. La condición de suministro de los grados resistentes a la corrosión que tenemos está en la página del acero inoxidable 420.

Datos de referencia recopilados de Heat Treatment, Selection, and Application of Tool Steels (William E. Bryson, segunda edición, Carl Hanser Verlag, 2009). La composición química, el ciclo de temple y la respuesta al revenido para el tipo 416 provienen de la información de referencia de tratamiento térmico de la página impresa 200.