El acero inoxidable 4Cr13, frecuentemente denominado 40Cr13 o SM4Cr13 en las normas chinas, se clasifica como un acero inoxidable martensítico. El número "4" en su nomenclatura suele indicar un contenido de carbono de aproximadamente 0,41 TP3T.
El acero 4Cr13 es un acero inoxidable martensítico con buena maquinabilidad. Posee alta resistencia y resistencia al desgaste, así como una excelente resistencia a la corrosión, capaz de soportar vapor, ácidos orgánicos débiles, ácido sulfúrico diluido y carbonatos. Su buen rendimiento de pulido lo hace adecuado para la fabricación de moldes de productos plásticos transparentes y opacos sometidos a altas cargas, alto desgaste y medios corrosivos. Entre sus aplicaciones se incluyen moldes para lentes ópticas (corrosivos), productos de resina y productos de resina con aditivos. Este acero se recomienda para la fabricación de todo tipo de moldes de plástico. Debido a sus propiedades especiales, es particularmente adecuado para entornos exigentes, como moldes resistentes a la corrosión y al óxido (por ejemplo, moldes para materiales de inyección que contienen sales de acetato corrosivas), moldes con bajos requisitos de rugosidad superficial, moldes complejos con buena tenacidad y ductilidad, y grandes moldes de plástico que requieren alta transparencia.
1. Composición (YB/T 094—1997)
| C | Si | Minnesota | Cr | S | P |
| 0.36 ~ 0.45 | ≤0,60 | ≤0,80 | 12.00 ~ 14.00 | ≤0,030 | ≤0,030 |
2. Propiedades físicas del acero inoxidable 4Cr13
2.1 Temperatura crítica
| Punto crítico | Ac1 | Ac3 | EM |
| Temperatura (°C) | 820 | 1100 | 270 |
2.2 Coeficiente de expansión lineal
| Temperatura (°C) | 20 ~ 100 | 20 ~ 200 | 20 ~ 300 | 20 ~ 400 | 20 ~ 500 |
| α (x 10⁻⁶/°C) | 10.5 | 11.0 | 11.0 | 11.5 | 12.0 |
2.3 Conductividad térmica
| Temperatura (°C) | 20 | 200 | 400 | 600 |
| λ [W/(m·K)] | 27.6 | 28.8 | 28.8 | 28.4 |
2.4 Módulo de elasticidad
| Temperatura (°C) | 20 | 400 | 500 | 600 |
| E (MPa) | 210000 ~ 223500 | 197000 | 185000 | 174000 |
2.5 Resistividad eléctrica
| Temperatura (°C) | 20 | 100 |
| ρ (x 10⁻⁶ Ω·m) | 0.55 | 0.65 |
2.6 Otras propiedades físicas
| Densidad (g/cm³) | Capacidad calorífica específica cₚ (20°C) / [J/(kg·K)] |
|---|---|
| 7.7 | 459.8 |
3. Proceso de forjado del acero inoxidable 4Cr13
| Calefacción | Temperatura inicial de forjado (°C) | Temperatura final de forjado (°C) | Enfriamiento |
| Calentar lentamente hasta 800 °C, y luego rápidamente hasta 1200 °C. | 1160 ~ 1200 | ≥850 | Enfriar en ceniza o arena. |
Nota: El revenido debe realizarse inmediatamente después del forjado.
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4. Tratamiento térmico del acero inoxidable 4Cr13
4.1 Precalentamiento
| Plan preliminar de tratamiento térmico | Temperatura de calentamiento/°C | Método de enfriamiento | Dureza HBW |
| Recocido posterior al forjado | 750 ~ 800 | Enfriar el horno a 500 °C, luego enfriar al aire. | ≤217 |
| Recocido para aliviar el estrés | Remojar a 650 °C durante 2 horas. | Enfriar lentamente hasta 500 °C y luego dejar enfriar al aire. | — |
4.2 Enfriamiento
| Temperatura de enfriamiento/°C | Método de enfriamiento | Dureza HRC |
| 1000 ~ 1050 | Refrigeración de aceite | 52 ~ 55 |
4.3 Templado
| Temperatura de templado/°C | Método de enfriamiento | Dureza HRC |
| 200 ~ 300 | Refrigeración por aire | 50 ~ 53 |
Relación entre la temperatura de revenido y la dureza
| Temperatura de templado/°C | Después del enfriamiento | 200 | 300 | 400 | 500 | 550 | 600 | 650 |
| Dureza HRC | 54 | 53 | 52 | 51 | 50 | 44 | 33 | 28 |
5. Propiedades mecánicas del acero inoxidable 4Cr13
5.1 Propiedades mecánicas del acero 4Cr13 a diferentes temperaturas
| Propiedad mecánica | Temperatura ambiente | 200°C | 300°C | 400°C | 500°C | 600°C |
| Resistencia a la tracción (Rm)/MPa | 1125 | 960 | 915 | 790 | 525 | 310 |
| Resistencia a la fluencia (ReL)/MPa | 905 | 820 | 720 | 680 | 470 | 260 |
| Alargamiento (A)/% | 11 | 10.5 | 10 | 11.5 | 19 | 20 |
| Reducción de área (Z)/% | 32 | 40 | 39 | 45 | 75 | 82 |
| Resistencia al impacto (unak)/(J/cm²) | 10 | 50 | 70 | 71 | 80 | 105 |
Nota: Enfriamiento por aire a 1050 °C, templado a 650 °C durante 3 horas.
5.2 Propiedades mecánicas a temperatura ambiente
| Tratamiento térmico | Resistencia a la tracción (Rm)/MPa | Resistencia a la fluencia (ReL)/MPa | Alargamiento (A)/% | Reducción de área (Z)/% | Dureza HRC | Dureza después del recocido HBW |
| Temple en aceite a 1050 ~ 1100 °C, revenido a 200 ~ 300 °C. | 1140 | 910 | 12.5 | 32 | ≥50 | ≤229 |
| Enfriamiento al aire a 1050 °C, templado a 600 °C durante 3 horas, recocido a 860 °C. | 480 ~ 560 | 20 ~ 25 | 50 ~ 67 | 143 ~ 229 |
5.3 Propiedades de tracción a alta temperatura
| Tratamiento térmico | Temperatura de prueba/°C | Resistencia a la tracción (Rm)/MPa | Resistencia a la fluencia (ReL)/MPa | Alargamiento (A)/% |
| Refrigeración por aire a 1030 °C,<br>Enfriamiento por aire de templado a 500 °C | 20 | 1800 ~ 1820 | 1630 ~ 1650 | 2.5 |
| 400 | 1660 ~ 1700 | 1450 ~ 1480 | 6 | |
| 450 | 1570 ~ 1600 | 1350 ~ 1420 | 5 ~ 6 | |
| 500 | 1310 ~ 1340 | 1250 ~ 1290 | 6.5 | |
| Refrigeración por aire a 1030 °C,<br>Enfriamiento por aire de templado a 600 °C | 20 | 1130 ~ 1160 | 970 | 9.2 ~ 10 |
| 400 | 920 ~ 960 | 790 ~ 830 | 8.3 ~ 10 | |
| 450 | 800 ~ 820 | 620 ~ 650 | 10 ~ 12 | |
| 500 | 710 ~ 730 | 580 ~ 600 | 14.5 ~ 15 |
6. Aplicaciones
- MoldesSe utiliza ampliamente en moldes de plástico, especialmente para la producción de productos plásticos transparentes y opacos, así como en moldes que operan en entornos corrosivos (por ejemplo, aquellos que procesan plásticos con aditivos corrosivos como los acetatos). Sus excelentes propiedades de pulido lo hacen ideal para moldes que requieren superficies muy lisas.
- Instrumentos médicos: Componentes para instrumental médico quirúrgico.
- Cuchillería: Cuchillas para diversos tipos de cuchillos.
- Componentes de máquinas: Se utiliza para piezas sometidas a altas tensiones y propensas al desgaste, como cojinetes, válvulas, placas de válvulas, ejes, pernos y resortes.
- Herramientas de mediciónDada su alta templabilidad y mínima deformación tras el tratamiento térmico, también es una opción adecuada para herramientas de medición o calibres de referencia de uso frecuente.
7. Calificaciones Equivalentes
• Internacional (ISO/TS 15510, EN 10088-1): X39Cr13 (1,4031) o X46Cr13 (1,4034).
• Ruso (GOST): 40X13.
• Japonés (JIS): SUS420J2.
• Estados Unidos (AISI/SAE/UNS): Si bien no es un equivalente directo debido a las variaciones en el contenido de carbono, AISI 420 (S42000) se menciona con frecuencia. AISI acero inoxidable 420 Generalmente tiene un menor contenido de carbono en comparación con el 4Cr13.
Preguntas frecuentes
Sí, el acero 4Cr13 puede ser una buena opción para cuchillos, especialmente para uso general. Se trata de un acero inoxidable martensítico que puede someterse a tratamiento térmico para alcanzar un buen nivel de dureza, lo que contribuye a la retención del filo.
El acero inoxidable martensítico 4Cr13 se utiliza comúnmente en la fabricación de vajillas. Por otro lado, el acero para herramientas de trabajo en frío, con alto contenido de carbono y cromo, se emplea en moldes y punzones. El D2 contiene una gran cantidad de carburos duros, lo que le confiere mayor dureza y resistencia al desgaste que el 4Cr13, pero menor tenacidad.
El acero 4Cr13 es un tipo de acero inoxidable. Sin embargo, al igual que muchos aceros inoxidables martensíticos, su resistencia a la corrosión se ve afectada por el contenido de carbono y el tratamiento térmico, ya que el carbono forma carburos con el cromo, lo que puede provocar corrosión en determinadas condiciones o si el mantenimiento es inadecuado.
El contenido de carbono del 4Cr13 es mayor que el del 3Cr13, por lo que, tras el tratamiento térmico, la dureza del 4Cr13 es superior a la del 3Cr13. Sin embargo, este mayor contenido de carbono puede hacer que su resistencia a la corrosión sea ligeramente inferior a la del 3Cr13, ya que una mayor cantidad de elementos de cromo pueden estar unidos a carburos.
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