Grados de acero rápido PM y su composición química
El acero rápido de pulvimetalurgia se fabrica atomizando la masa fundida en polvo y consolidándolo, de modo que los carburos que contiene son finos y están distribuidos uniformemente en lugar de ser gruesos y en bandas. La tabla siguiente enumera los grados PM que aparecen con más frecuencia en los documentos de taller de herramientas y de compras y la composición química con la que se fabrica cada uno.
Lo que cambia la vía del polvo
Un acero rápido convencional se cuela en un lingote, y los carburos que se forman al solidificarse el lingote son gruesos y se disponen en bandas. La metalurgia de polvos sigue una ruta diferente. La masa fundida se atomiza en polvo y el polvo se consolida, de modo que una aleación de la misma composición termina con carburos de solo unas pocas micras de tamaño, distribuidos uniformemente por la matriz en lugar de agruparse en bandas. Los resultados prácticos son mejor rectificabilidad y mejor tenacidad a la misma dureza, y una dispersión más estrecha en la vida útil de la herramienta de un lote de acero al siguiente.
Por eso las composiciones siguientes resultan familiares. CPM M2 y CPM M42 llevan el análisis de los aceros rápidos convencionales M2 y M42, y la diferencia por la que paga el comprador es el tamaño del carburo en lugar de una aleación diferente. Los grados ABM vendidos bajo el nombre ASP y los grados HAP siguen la misma lógica, con mayor carbono y vanadio en los grados destinados al trabajo de corte más duro.
Grados y composición química
La tabla reúne los grados PM que aparecen con más frecuencia en los planos de taller de herramientas y en los documentos de compras, agrupados por el país cuyas acerías los desarrollaron. Un guion marca una celda que la fuente deja vacía.
Composición química de los grados de acero rápido PM, porcentaje en masa
| Grado | País | C | Cr | Mo | W | Co | V | Nb |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ASP2017 | Francia | 0.8 | 4.2 | 3 | 3 | 8 | 1 | 1 |
| ASP2023 | Francia | 1.28 | 4.2 | 5 | 6.4 | — | 3.1 | 1 |
| ASP2030 | Francia | 1.28 | 4.2 | 5 | 6.4 | 8.5 | 3.1 | 1 |
| ASP2053 | Francia | 2.45 | 4.2 | 3.1 | 4.2 | — | 8 | 1 |
| ASP2060 | Francia | 2.3 | 4.2 | 7 | 6.5 | 10.5 | 6.5 | 1 |
| CPM M2 | Estados Unidos | 0.9 | 4.2 | 5 | 6.4 | — | 2 | — |
| CPM M42 | Estados Unidos | 1.1 | 3.8 | 9.5 | 1.5 | 8 | 1.2 | — |
| HAP10 | Japón | 1.3 | 4 | 6 | 3 | — | 4 | — |
| HAP20 | Japón | 1.5 | 4 | 7 | 2 | 5 | 4 | — |
| HAP40 | Japón | 1.3 | 4 | 5 | 6.5 | 8 | 3 | — |
| HAP50 | Japón | 1.5 | 4 | 6 | 8 | 8 | 4.5 | — |
| HAP70 | Japón | 1.9 | 4 | 10 | 12 | 12 | 4.5 | — |
| HAP72 | Japón | 1.9 | 4 | 8 | 10 | 10 | 5 | — |
| FT15 | China | 1.5 | 4 | <1 | 12 | 5 | 5 | — |
| FR71 | China | 1.2 | 4 | 5 | 10 | 12 | 2 | — |
| GF1 | China | 0.85 | 4 | — | 18 | — | 1 | — |
| GF2 | China | 1.1 | 4 | 5 | 6 | — | 2 | — |
| GF3 | China | 1.5 | 4 | 5 | 10 | 9 | 3 | — |
Fuente, 刀具材料速查手册, Tabla 2-21, Grados de acero rápido PM nacionales y extranjeros y su composición química, página impresa 33. Todos los valores son porcentaje en masa. Cada cifra se leyó de una imagen renderizada de la página impresa y se verificó fila por fila. Este es un resumen de referencia de la práctica publicada y no una especificación de Aobo Steel.
Notas de la tabla. Los grados se agrupan por el país cuyas acerías los desarrollaron, en el orden en que los imprime la fuente, y la cifra de niobio se imprime una vez por cada grupo. Un guion es una celda que la fuente deja vacía, lo que en la columna de cobalto marca un grado libre de cobalto. La cifra de cromo para ASP2017 se imprime como 4.2 en la fuente y como 4.0 en la hoja de datos del propio fabricante; ambas lecturas corresponden a la misma composición nominal. Las composiciones nominales varían según el fabricante y la revisión, así que confirme el análisis de colada en el certificado de la acería antes de que un grado se incluya en una especificación de compra.
Lectura de las columnas de composición
El carbono se sitúa entre 0.8 y 2.45 por ciento en toda la tabla y es el primer número que hay que leer, porque fija el volumen de carburo que el acero puede formar y por tanto el límite superior de dureza. Los grados libres de cobalto son los que están en el medio de ese intervalo, y los grados con más de 2 por ciento de carbono son los que se venden para el trabajo de corte más abrasivo.
El vanadio es la columna que separa un grado PM de uso general de un grado de desgaste. Va desde 1 por ciento en ASP2017 hasta 8 por ciento en ASP2053, y cuanto más alto es, más difícil resulta rectificar el acero, que es el intercambio que la vía del polvo se inventó para suavizar. El tungsteno y el molibdeno forman ambos los carburos duros y se leen juntos, ya que un grado alto en uno suele ser bajo en el otro.
El cobalto eleva la dureza en caliente, por lo que aparece en 8 a 12 por ciento en los grados usados en el corte a alta velocidad de materiales tenaces y está vacío en los grados vendidos para trabajo en frío y para moldes de plástico. El niobio aparece una vez en la tabla, en 1 por ciento en el grupo ASP, donde se añade para controlar el crecimiento del grano durante la consolidación.
Datos de referencia relacionados
CPM M2 y CPM M42 tienen la composición de los grados convencionales suministrados como acero para herramientas M2 y Acero para herramientas M42. Los intervalos de composición de los grados convencionales con los que se comparan estos aceros PM se enumeran en la Tabla de composición del acero para herramientas, y la diferencia microestructural entre las dos vías se expone en PM frente a acero para herramientas convencional.
Recopilado de 刀具材料速查手册, Tabla 2-21 en la página impresa 33. Cada cifra se leyó de una imagen renderizada de la página impresa y se verificó fila por fila. La tabla es un resumen de referencia de la práctica publicada y no una especificación de Aobo Steel, por lo que confirme el análisis de colada en el certificado del laminador antes de que los datos se escriban en una hoja de proceso.