Hogar > Catálogo de aceros para herramientas > Acero para rodamientos 52100
Aobo Steel | Proveedor global de acero para herramientas en China
Acero para rodamientos AISI 52100 | 1.3505 | Acero de aleación de cromo y alto contenido de carbono 100Cr6
✓100% Control de calidad probado mediante ultrasonido
✓SEP 1921-82 Clase D/d garantizada
✓Entrega en estado recocido
✓Superficie: Escama negra, torneado, acabado fresado o pulido
El 52100 es un acero para cojinetes de cromo con alto contenido de carbono, caracterizado por su alta dureza, excelente resistencia al desgaste y buena resistencia a la fatiga. Su principal aplicación es la fabricación de cojinetes (de bolas y de rodillos). También se utiliza comúnmente para herramientas y filos de corte, así como para calibres, rodillos y otros componentes mecánicos que requieren alta dureza y resistencia al desgaste. Los grados equivalentes incluyen China (GB). GCr15, Alemania (DIN) 100Cr6 (o 1.3505) y Japón (JIS) SUJ2.
1. Composición del acero para rodamientos 521001
| C | Mn | P | S | Si | Cr |
| 0.98-1.10 | 0.25-0.45 | 0.025 | 0.025 | 0.15-0.35 | 1.30-1.60 |
2. Propiedades del acero para rodamientos 52100
Esta sección describe las características clave del acero AISI/SAE 52100 que lo convierten en un material preferido en diversas industrias. Los límites de composición, la respuesta de dureza y las designaciones equivalentes para el grado se recopilan en la Propiedades del acero 52100 referencia.
Potencial de dureza y respuesta al tratamiento térmico
Una de las propiedades más destacadas del acero para rodamientos 52100 es su excepcional capacidad de dureza.
- Dureza alcanzable: Con el tratamiento térmico adecuado, el acero 52100 alcanza de forma consistente una dureza de 60 a 64 HRC en toda su sección. Por ejemplo, una pieza de 2,5 cm de espesor puede alcanzar aproximadamente 60 HRC al templarse a unos 204 °C (400 °F).
- Aplicaciones de rodamientos: Para los componentes críticos de los rodamientos de bolas, normalmente se especifica una dureza mínima de 62 HRC, que se consigue tras el endurecimiento y el revenido.
- Dureza en caliente: Es importante tener en cuenta que la dureza en caliente del acero 52100 disminuye notablemente a medida que aumentan las temperaturas de funcionamiento.
2.1 Características de la microestructura
La microestructura del acero 52100, tras un tratamiento térmico adecuado, es fundamental para su rendimiento:
- Estructura típica: Se compone principalmente de martensita con alto contenido de carbono y carburos esféricos primarios (no disueltos) finamente dispersos. También es típico un contenido de austenita retenida de 5-10%.
- Contribución a la resistencia al desgaste: Para aplicaciones en cojinetes, el acero 52100 se austeniza intencionalmente por debajo de su temperatura Acm. Este proceso favorece la formación de estructuras de carburo cementita dentro de la estructura martensítica final, lo que mejora significativamente la resistencia al desgaste.
- Limpieza: Una microestructura limpia, libre de inclusiones excesivas, es crucial, especialmente para aplicaciones que requieren superficies altamente pulidas, como los troqueles.
2.2 Resistencias mecánicas básicas del acero 52100
El acero aleado 52100 está diseñado para ofrecer una alta capacidad de carga y resistencia.
| Propiedad mecánica | Valor típico / Característica para el acero 52100 | Notas |
| Clasificación | Alto contenido de carbono, cromo, baja aleación, endurecimiento total | Estándar para aplicaciones de rodamientos |
| Dureza alcanzable | 60-64 HRC | Dureza mínima de 62 HRC para rodamientos de bolas endurecidos. |
| Resistencia a la tracción (laminado en caliente) | 930 MPa (135 ksi) | Estado tal como se suministra |
| Límite elástico (laminado en caliente) | 570 MPa (83 ksi) | Estado tal como se suministra |
| Resistencia a la tracción (templado en aceite, no estirado) | 1515 MPa (220 ksi) | Ilustra el potencial de endurecimiento |
| Límite elástico (templado en aceite, no estirado) | 965 MPa (140 ksi) | Ilustra el potencial de endurecimiento |
| Resistencia a la flexión | Aprox. 2400 MPa (240 kgf/mm²) | Recomendado para aplicaciones con rodamientos de bolas. |
| Módulo de elasticidad (de Young) | Aprox. 210 GPa | Rigidez del material |
2.3 Rendimiento ante la fatiga
Una vida útil de alta fatiga es fundamental Propiedad del acero para rodamientos 52100, En particular, para componentes como los cojinetes de deslizamiento sometidos a cargas cíclicas, la resistencia a la fatiga puede verse influenciada por factores como el contenido de inclusiones y la precisión del tratamiento térmico. El control de calidad, incluyendo las pruebas de fatiga, es fundamental.
2.4 Resistencia al desgaste
El acero 52100 presenta una buena resistencia al desgaste. Esta resistencia se ve significativamente mejorada por la presencia de partículas de cementita muy pequeñas y duras, distribuidas uniformemente en la microestructura tras un tratamiento térmico óptimo. En determinadas condiciones, los tratamientos especializados, como los procesos dúplex, pueden mejorar aún más las características de resistencia al desgaste en comparación con el cromado estándar u otros aceros aleados como el 8620.
2.5 Templabilidad
Gracias a su contenido de cromo, el acero 52100 posee una buena templabilidad. Esto le permite alcanzar una dureza uniforme en toda su sección transversal, incluso en piezas de hasta aproximadamente 2,5 cm de espesor. Su templabilidad es comparable a la del acero 5280.
2.6 Maquinabilidad
Para obtener los mejores resultados de mecanizado y garantizar una respuesta uniforme durante los procesos de endurecimiento posteriores, se recomienda encarecidamente una microestructura esferoidizada para el acero 52100. Esta condición mejora la vida útil de la herramienta y el acabado superficial.
2.7 Limpieza y calidad del material
Alta calidad Acero para rodamientos 52100 Se produce haciendo especial hincapié en la solidez interna, la limpieza y la composición química uniforme.
- Control de inclusión: Para aplicaciones críticas, como los rodamientos de bolas, son esenciales niveles muy bajos de inclusiones no metálicas (por ejemplo, tipos A, B, C, D) y un contenido mínimo de oxígeno.
- Procesos de fusión: Las técnicas de fusión avanzadas, como la fusión al vacío con electrodo consumible (CEVM) o la refundición por electroescoria (ESR), pueden proporcionar la microestructura excepcionalmente limpia que se requiere para aplicaciones exigentes como los troqueles pulidos.
- Consideraciones sobre el reparto: En la producción de acero 52100 mediante colada continua moderna, unos ciclos de homogeneización insuficientes pueden provocar segregación y distribuciones de carburos indeseables, lo que repercute negativamente en sus propiedades y en su respuesta al tratamiento térmico.
- Estándares: La norma ASTM A 535 abarca palanquillas, barras, tubos redondos, varillas y tubos de acero aleado de calidad especial destinados a la fabricación de cojinetes antifricción.
2.8 Estabilidad dimensional
Para lograr una estabilidad dimensional muy alta en componentes de acero 52100, se requiere un control preciso del proceso de tratamiento térmico. Este acero puede ser sensible a la deformación, por lo que, si la máxima estabilidad es el objetivo principal, podría ser necesario un revenido para reducir su dureza en comparación con algunos aceros avanzados. Temperaturas de austenización o prácticas de revenido incorrectas pueden provocar fisuras.
2.9 Soldabilidad
Es importante tener en cuenta que el acero para rodamientos 52100 generalmente se considera no soldable debido a su alto contenido de carbono, lo que lo hace propenso a agrietarse durante y después de la soldadura.
2.10 Resistencia
Cuando se somete a un enfriamiento rápido en aceite desde aproximadamente 850 °C (1560 °F) para lograr una microestructura de carburos esféricos dispersos en martensita templada, el acero 52100 presenta una buena tenacidad. Esto se puede evaluar mediante ensayos estándar como la energía de impacto Charpy con entalla en V y la tenacidad a la fractura en deformación plana (KIc). Los estudios han demostrado que la bainita del acero 52100 puede ofrecer una mayor tenacidad al impacto en comparación con algunos aceros forjados en polvo.
¿Busca acero para rodamientos 52100? ¡Complete el siguiente formulario para contactarnos ahora!
3. Tratamiento térmico
El acero 52100 es un acero para rodamientos muy apreciado por su alta dureza. Esta dureza se desarrolla principalmente mediante la formación de martensita en su microestructura, resultado de un tratamiento térmico preciso. Comprender estos procesos térmicos es fundamental para optimizar los componentes de acero 52100.
3.1 Austenización
La etapa de austenización consiste en calentar el acero 52100 para transformar su estructura. Para obtener resultados óptimos, la temperatura de austenización del acero 52100 debe controlarse meticulosamente, idealmente alrededor de 855 ± 5 °C. También se recomienda utilizar temperaturas como 840 °C u 850 °C antes del temple. Es importante evitar calentar el acero 52100 por encima de este rango (sobrecalentamiento), ya que esto puede provocar una retención excesiva de austenita y un mayor riesgo de agrietamiento durante el temple.
3.2 Enfriamiento
Tras la austenización, el acero 52100 se enfría rápidamente (templado). Los medios de temple más comunes para el acero 52100 son el aceite y el baño de sales.
El martemperado es otra técnica utilizada para el acero 52100. Esta técnica generalmente consiste en un temple en un baño de sales calientes, seguido de un enfriamiento al aire libre, un método elegido para minimizar la deformación.
3.3 Templado
Tras el proceso de endurecimiento, el revenido es un paso crucial en el ciclo de tratamiento térmico del acero 52100. El revenido se realiza a temperaturas inferiores al punto crítico inferior (Ac1) del acero. Su objetivo principal es mejorar la tenacidad y aliviar las tensiones internas del acero 52100.
Temperaturas de revenido y dureza resultante
La elección de la temperatura de revenido influye directamente en las propiedades finales del acero 52100.
| Temperatura de revenido para el acero 52100 | Dureza resultante típica (HRC) | Notas para aplicaciones de acero 52100 |
| 220°C o 240°C | Aprox. 60-60,5 HRC | Para una buena estabilidad dimensional en acero 52100, especialmente para aplicaciones de rodamientos (condiciones SO o S1). |
| 180°C o 190°C | Varía | También un rango de templado común para acero 52100. |
| 150°C – 200°C | Varía | La dureza de acero 52100 Generalmente es bajo cuando se templa en este rango. |
A menudo se emplea un doble temple para acero 52100, En ocasiones, se aplica un tratamiento térmico intermedio a temperaturas bajo cero (criogénico). Esto ayuda a garantizar la transformación de la austenita retenida y la liberación efectiva de las tensiones.
3.4 Recocido del acero 52100
Cuando acero 52100 Es necesario ablandarlo, por ejemplo, antes del mecanizado; el recocido es el método adecuado. Tratamiento térmico del acero 52100.
Procesos y resultados del recocido para el acero 52100
| Proceso de recocido para acero 52100 | Dureza objetivo (HB) | Microestructura resultante en el acero 52100 | Beneficio principal del acero 52100 |
| Recocido estándar | Aprox. 198 HB | Perlita principalmente laminar | Ablandamiento general. |
| Recocido optimizado/esferoidizado | 180-190 HB | Estructura esferoidizada (carburos globulares en ferrita) | Mejora de la maquinabilidad de acero 52100. |
La esferoidización, lograda mediante velocidades de enfriamiento controladas durante el recocido, produce carburos globulares en una matriz de ferrita, lo que mejora significativamente la maquinabilidad. acero 52100.
4. Tratamiento superficial del acero 52100
Para mejorar significativamente el rendimiento de los componentes de acero 52100, en particular su dureza superficial y resistencia al desgaste, se pueden emplear diversas tecnologías avanzadas de tratamiento de superficies.
El cromado es un método de tratamiento superficial de uso común. Para una resistencia al desgaste superior, se puede emplear un proceso compuesto conocido como tratamiento dúplex. Este proceso combina ingeniosamente el cromado con la nitruración por plasma, ofreciendo una resistencia al desgaste muy superior a la del cromado por sí solo.
5. Aplicaciones
El acero 52100 se utiliza principalmente para la fabricación de rodamientos de bolas y es un grado clásico para rodamientos. Su papel fundamental en componentes de rodamientos de alto rendimiento se ve reforzado por su especificación en ASTM A295 (para barras de acero aleado laminadas en caliente para rodamientos antifricción) y ASTM A535 (para acero de calidad especial para rodamientos de bolas y rodillos).
Tras el tratamiento térmico, el acero 52100 resulta idóneo para aplicaciones que exigen una alta capacidad de carga, una excelente resistencia al desgaste y una larga vida útil a la fatiga.
Por consiguiente, se aplica con éxito en motores eléctricos, cajas de engranajes, ejes principales de turbinas de gas para aeronaves, transmisiones de helicópteros y cojinetes de soporte de laminadoras de acero. Estas diversas aplicaciones del acero 52100 demuestran su versatilidad.
Más allá de los rodamientos, sus usos se extienden a procesos de fabricación especializados. Por ejemplo, se emplea como material de revestimiento en la soldadura por deposición de polvo mediante arco de plasma transferido (PTA). Una capa de acero 52100 que recubre un sustrato, como el AISI 1022M, proporciona una resistencia significativa al desgaste y la fatiga, con la zona crítica para la vida útil a la fatiga diseñada dentro de este revestimiento.
Además, sus propiedades hacen que el acero 52100 sea valioso para ciertas aplicaciones de acero para herramientas. Clasificado como acero semirápido, puede alcanzar una dureza de entre 62 y 64 HRC. Si bien su resistencia al revenido y al desgaste puede ser menor que la de algunos aceros rápidos, se utiliza para ciertas herramientas de trabajo en frío o componentes mecánicos. Para matrices de hasta 50 mm (2 pulgadas) de diámetro, se utiliza acero 52100 fundido al vacío con electrodo consumible o refundido por electroescoria. Este material, tratado térmicamente a 59-61 HRC, proporciona una vida útil óptima de la matriz y es adecuado para el grabado fotoquímico, lo que permite obtener superficies pulidas de bajo relieve.
6. Normas equivalentes a AISI 52100
- AISI/SAE: 52100
- China (GB): GCr15
- UNS: G52986
- DIN (W-Nr): 3505 (también conocido como 100Cr6)
- JIS: SUJ2
6. Formularios y dimensiones de suministro
El acero para rodamientos 52100 que suministramos está disponible en diversas formas, incluyendo barras redondas, chapas, planchas, barras planas, barras cuadradas y bloques. Las dimensiones de la barra plana varían entre: ancho de 20 a 600 mm × espesor de 20 a 400 mm × longitud de 1000 a 5500 mm. Las dimensiones de la barra redonda varían entre un diámetro de 20 a 400 mm × una longitud de 1000 a 5500 mm. Las dimensiones de los bloques se obtienen cortando la barra plana.
Pruebas UT: septiembre de 1921-84 D/d, E/e.
Tratamiento de superficie: acabados superficiales en negro original, pelado, mecanizado/torneado, pulido, lijado o fresado.
Plazo de entrega: 30-45 días.
- ASM Internacional. (1990). Manual ASM: Vol. 1. Propiedades y selección: Hierros, aceros y aleaciones de alto rendimiento.. ASM Internacional. ↩︎
Preguntas frecuentes
El acero aleado 52100 es un acero para rodamientos que se caracteriza por ser un acero aleado con alto contenido de carbono y cromo.
Entre las propiedades clave del acero 52100 destacan su alta dureza (hasta 66 Rockwell C con el tratamiento térmico adecuado) y su excelente resistencia al desgaste. Además, posee una gran resistencia y durabilidad, y mantiene una buena estabilidad dimensional. Si bien su contenido de cromo le confiere una buena resistencia a la corrosión, también se caracteriza por ser bastante frágil en comparación con otros grados de acero, lo que reduce su maleabilidad y resistencia a los impactos.
El acero 52100 tiene una excelente resistencia a la corrosión debido a su alto contenido de cromo. Sin embargo, no es acero inoxidable y es menos resistente a la corrosión que otros tipos, como acero inoxidable 440C.
Cuando se somete a un tratamiento térmico adecuado, el acero 52100 puede alcanzar valores de dureza extraordinariamente altos, de hasta 66 Rockwell C (HRC).
Sí, el acero 52100 es magnético a temperatura ambiente.
Ventajas: Se vuelve muy duro con el tratamiento térmico, es súper resistente al desgaste y la fatiga, mantiene bien su forma en condiciones difíciles y puede ser excelente para el mecanizado después del tratamiento térmico adecuado.
Desventajas: Es menos resistente a la corrosión que los aceros inoxidables auténticos, la soldadura puede ser complicada, es más frágil que otros aceros, puede ser un poco más caro y es difícil de mecanizar en su estado totalmente endurecido.
El acero aleado 52100 se utiliza principalmente en componentes sometidos a condiciones extremas y que requieren una mínima deformación durante su funcionamiento. Entre sus aplicaciones más comunes se incluyen cojinetes de servicio pesado (de bolas y de rodillos), bujes, levas, ejes y otros componentes sometidos a altas cargas y desgaste. También se emplea en entornos industriales exigentes, como motores de aeronaves, maquinaria y equipos marinos, así como en componentes de la industria automotriz y aeronáutica.
Sí, el acero 52100 se considera un acero excelente para cuchillos, especialmente cuando está en manos de un herrero experto y recibe el tratamiento térmico adecuado. Es capaz de alcanzar un filo muy afilado, ofrece una alta dureza y proporciona una excelente estabilidad del filo y facilidad de afilado cuando se trata correctamente. Sin embargo, un tratamiento térmico deficiente puede provocar problemas como la formación de residuos pegajosos durante el afilado y una retención del filo mediocre.
Sí, el acero 52100 es una excelente opción para diversas aplicaciones de herramientas debido a su alta dureza y resistencia al desgaste. Algunos ejemplos específicos incluyen punzones, machos de roscar, matrices, rodillos de laminación, así como herramientas en general, cuchillos, cinceles, herramientas de corte en caliente y cinceles para torneado de madera.
El tratamiento térmico óptimo para el acero 52100 implica pasos específicos para maximizar la dureza y la tenacidad. Esto generalmente incluye un recocido (a menudo un recocido de Transformación Eutectoide Divorciada o DET con múltiples ciclos de calentamiento y enfriamiento al aire), seguido de un endurecimiento (austenización) a temperaturas entre 1475 °F y 1525 °F durante 10 a 30 minutos. Un enfriamiento rápido inmediatamente después de la austenización es crucial, seguido de un revenido a 300-500 °F, a menudo con múltiples ciclos, para equilibrar la dureza, la tenacidad y la ductilidad. Las temperaturas de austenización más altas pueden aumentar la dureza, pero también conservar la austenita.
Un método común para refinar el tamaño de grano es el recocido de Transformación Eutectoide Divorciada (DET). Este proceso consiste en calentar el acero a 927 °C (1700 °F) durante 20 minutos y enfriarlo al aire hasta que adquiera un color negro y sea magnético. A continuación, se vuelve a calentar a 793 °C (1460 °F) durante 30 minutos y se enfría al aire (opcionalmente, se puede repetir este paso). Finalmente, el acero se deja enfriar lentamente en el horno hasta alcanzar los 677 °C (1250 °F) y luego se enfría al aire ambiente. Este proceso ayuda a reducir las tensiones internas y a refinar la microestructura del acero.
Para el acero 52100, se recomienda un aceite de temple medio o rápido.
El acero 52100 puede ser muy difícil de forjar, requiriendo movimientos lentos y altas temperaturas para evitar fracturas por tensión. Sin embargo, su templabilidad media-baja y la ausencia de carburos a temperaturas de forja lo hacen más manejable en comparación con los aceros de endurecimiento al aire. En su estado completamente endurecido, el 52100 es difícil de mecanizar, requiriendo a menudo herramientas especializadas como las de carburo o nitruro de boro cúbico (CBN). Su maquinabilidad puede mejorarse mediante un recocido de esferoidización previo al mecanizado.
El forjado puede potenciar el rendimiento del acero 52100. El forjado a bajas temperaturas específicas, alrededor de 885 °C (1625 °F), evita la pérdida de carbono y el crecimiento del grano, a la vez que mejora las propiedades del acero. Este proceso, junto con el ciclo térmico (normalizado), ayuda a disolver los carburos y a refinar el tamaño del grano, lo que se traduce en una mayor resistencia al desgaste y un mejor rendimiento general.
Sí, el acero aleado AISI 52100 se puede trabajar en frío utilizando técnicas convencionales cuando se encuentra en estado recocido o normalizado.
El acero 52100 contiene aproximadamente tres veces el contenido de cromo de acero para herramientas O1. Si bien el acero O1 contiene carburos de tungsteno, el 52100 se caracteriza por lograr una estructura homogénea y de grano muy fino gracias a su cuidadoso proceso de fabricación, que a menudo incluye la fusión al vacío. Generalmente, se considera que el O1 es más fácil de tratar térmicamente que el 52100, y este último es más difícil de forjar y tratar térmicamente de forma adecuada. Sin embargo, muchos expertos afirman que, cuando se realizan todos los pasos correctamente (especialmente el forjado exhaustivo y el tratamiento térmico específico), el 52100 ofrece un rendimiento superior en la fabricación de cuchillos.
El acero inoxidable 440C resiste la corrosión el doble de bien que el acero convencional 52100. El 440C ofrece un mejor rendimiento en términos de resistencia a la fatiga y en condiciones de funcionamiento sin lubricación.
La retención del filo del acero 52100 no suele ser particularmente alta en comparación con algunos aceros avanzados, siendo similar a la de otros aceros al carbono y de baja aleación debido al volumen y la dureza de sus carburos cementantes. En las pruebas, el 52100 demostró una retención del filo superior a la del 1086 y el acero damasco Wootz, pero no tan buena como la del AEB-L. En comparación con los aceros japoneses, algunos usuarios sugieren que los aceros modernos como el Apex Ultra pueden ofrecer una retención del filo significativamente mayor debido a la adición de elementos de aleación.
Sí, el acero 52100 puede utilizarse eficazmente como acero base en las hojas San Mai, sobre todo si se dispone de un horno de tratamiento térmico, ya que es un acero de endurecimiento profundo. También se ha incorporado al acero de Damasco junto con materiales como el 1095, aunque lograr un fuerte contraste visual puede resultar difícil debido a su composición similar.
Rodamientos. Se considera un material clásico y estándar para aplicaciones de rodamientos con alto contenido de carbono, específicamente rodamientos de bolas y de rodillos.
Secciones de troqueles. Se puede utilizar para troqueles de hasta 50 mm de diámetro que requieren superficies pulidas con precisión.
Material de revestimiento en la soldadura por arco de transferencia de polvo (PTA).
Aplicaciones que requieren buena resistencia al desgaste sin carburización.
La resistencia del acero 52100 depende en gran medida del tratamiento térmico específico al que se le aplique.
Resistencia a la tracción: 585-620 MPa (85-90 ksi). Tras el temple en aceite a 850 °C (1560 °F), la resistencia a la tracción varía según la temperatura de revenido. Para aplicaciones de matrices, la resistencia a la tracción se indica en 80 000 psi (552 MPa) en estado recocido y en 120 000 psi (827 MPa) tras el temple en aceite y el revenido a 400 °F (204 °C).
Límite elástico: 450 MPa (65 ksi). Tras el enfriamiento en aceite a 850 °C (1560 °F), el límite elástico varía según la temperatura de revenido. Para aplicaciones de matrices, el límite elástico se indica en 35 000 psi (241 MPa) en estado recocido y en 93 000 psi (641 MPa) tras el enfriamiento en aceite y el revenido a 400 °F (204 °C).
Resistencia a la compresión: 2760 MPa (400 ksi) o 2930 MPa (425 ksi).
Principales diferencias resumidas:
Contenido de cromo: El acero 52100 contiene cromo, mientras que el 1095 es un acero de alto contenido en carbono sin cantidades significativas de cromo.
Aplicaciones principales: El acero 52100 se utiliza principalmente como acero para rodamientos, mientras que el 1095 es un acero de alto contenido en carbono de uso más general, que se emplea a menudo para muelles y cuchillas.
Resistencia a la corrosión: El acero 52100 ofrece una resistencia a la corrosión ligeramente superior a la del acero al carbono 1095, aunque ninguno de los dos se considera un acero resistente a la corrosión.