Acero al carbono AISI 1020: Propiedades y aplicaciones

At Aobo Steel, we understand the importance of selecting the right material. AISI 1020 (SAE 1020) carbon steel is a versatile plain carbon steel we frequently supply for various manufacturing needs. With over 20 years of forging experience, we have deep knowledge of its characteristics and applications.

1. Understanding 1020 Carbon Steel Classification and Composition

1.1 Clasificación (Sistema SAE/AISI)

Calificación: AISI C1020 / SAE 1020
Tipo: Acero al carbono simple (indicado por los dos primeros dígitos, '10' en la designación SAE/AISI)
Contenido nominal de carbono: 20% (Indicado por los dos últimos dígitos, «20»). En la práctica, el contenido de carbono suele oscilar entre 0,18% y 0,23%.

1.2 Composición química

La composición química típica del acero 1020 incluye:

Carbono (C): 0.18% – 0.23%
Manganeso (Mn): 0.30% – 0.60%
Fósforo (P): 0.040% máximo
Azufre (S): 0,050% máximo
Otros elementos: Puede contener cantidades incidentales de silicio (Si), cobre (Cu), níquel (Ni), cromo (Cr) o molibdeno (Mo) dentro de los límites estándar.

2. Acero al carbono 1020 Propiedades

El acero SAE 1020 goza de gran reconocimiento por varias propiedades clave:

Maquinabilidad: Presenta buenas características de mecanizado, lo que facilita su mecanizado. Se considera a menudo el acero para moldes más fácil de mecanizar y se utiliza frecuentemente como referencia.
Formabilidad: Posee buena formabilidad y es adecuado para aplicaciones que requieran conformado.
Soldabilidad: Generalmente se considera soldable, aunque deben tenerse en cuenta los cambios microestructurales en la zona afectada por el calor (ZAC). Al enfriarse lentamente después de la soldadura, su microestructura suele consistir en perlita (aprox. 25%) y ferrita (aprox. 75%).
Endurecimiento: Al ser un acero con bajo contenido de carbono, su templabilidad es limitada. Esto significa que se suele utilizar para secciones transversales más pequeñas o aplicaciones donde el temple total no es el requisito principal. Otros aceros para herramientas podrían ser más adecuados para aplicaciones que requieren una distorsión mínima durante el tratamiento térmico.

3. Acero al carbono 1020 Aplicaciones

Gracias a su equilibrio de propiedades, el acero 1020 se utiliza en diversos ámbitos:

Eje: Se utiliza comúnmente para ejes industriales.
Sujetadores: Adecuado para sujetadores roscados con bajo contenido de carbono, especialmente en diámetros más pequeños debido a los límites de templabilidad.
Fabricación general: Se utiliza en bajos de automóviles, cortafuegos y equipos de procesos químicos donde la alta resistencia no es crítica pero se necesita buena formabilidad o resistencia a la corrosión.
Moldes de plástico: Si bien no se acopla fácilmente, se utiliza para moldes, a menudo carburado para aumentar la dureza de la superficie y la resistencia al desgaste para series de producción moderadas.

4. Acero al carbono 1020 Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas del acero 1020 dependen significativamente de su estado (por ejemplo, laminado en caliente o estirado en frío):

4.1 Laminado en caliente:

Límite elástico: ~205 MPa (30 ksi)
Resistencia a la tracción: ~380 MPa (55 ksi)
Alargamiento: ~25%

4.2 Estirado en frío:

Límite elástico: ~372 MPa (54 ksi)
Resistencia a la tracción: ~441 MPa (64 ksi)
Alargamiento: ~15%

Nota: Estos son valores típicos y pueden variar.

Al igual que otros aceros con bajo contenido de carbono, el 1020 exhibe una transición dúctil-frágil, influenciada por factores como el tamaño del grano y los elementos de aleación (Mn, Ni).

5. Condiciones de suministro

Aprovechando nuestra amplia experiencia y nuestra sólida red de más de 40 proveedores estables, Aobo Steel puede proporcionar acero 1020 en diversas formas y condiciones para satisfacer sus requisitos de fabricación específicos:

Formularios: Barras (acabadas en caliente, acabadas en frío), piezas forjadas, tubos, chapas, flejes.
Condiciones: Laminado en caliente, normalizado, recocido, estirado en frío.

Los ejes con acabado en frío (CF) generalmente tienen un acabado superficial con brillo metálico opaco.

Contacte hoy mismo con Aobo Steel y envíenos las dimensiones y especificaciones que necesita. Estamos listos para ofrecerle un presupuesto detallado y analizar cómo el acero 1020 puede satisfacer las necesidades de su proyecto.

Preguntas frecuentes

1. ¿El acero 1020 es lo mismo que el A36?

Si bien ambos son aceros al carbono y pueden presentar rangos superpuestos en algunas propiedades mecánicas, dependiendo del procesamiento específico y la forma del producto del acero 1020, no son intercambiables en aplicaciones donde se exige la especificación estructural ASTM A36. El acero A36 está certificado para cumplir con requisitos estructurales específicos, en particular el límite elástico mínimo, crucial para garantizar la seguridad e integridad de los diseños estructurales. El acero 1020, un acero bajo en carbono más versátil, se elige para diferentes necesidades de fabricación donde la conformabilidad y la maquinabilidad suelen priorizarse sobre un límite elástico estructural garantizado.
Por lo tanto, al elegir el acero para su fábrica, considere los requisitos de diseño de sus aplicaciones. Si los componentes son estructurales y requieren el cumplimiento de las especificaciones del acero estructural, el A36 es el material indicado. Si sus necesidades incluyen fabricación general, mecanizado o conformado de piezas que no requieren una certificación estructural específica, el acero 1020 podría ser una opción adecuada y potencialmente más rentable, dependiendo de las propiedades mecánicas y los requisitos de procesamiento.

2. ¿Cuáles son los beneficios del acero 1020?

Las ventajas del acero 1020 para su fábrica residen en su buena maquinabilidad, buena conformabilidad, costo y disponibilidad relativamente bajos, versatilidad para el endurecimiento superficial mediante carburación, idoneidad para aplicaciones específicas como ejes y fijaciones pequeñas, su uso en ciertos componentes estructurales de automoción, potencial para mejorar la resistencia mediante el estirado en frío y su papel como material de referencia en la fabricación de moldes. Las ventajas más relevantes para sus operaciones dependerán de los componentes que fabrique y de los requisitos de rendimiento que deban cumplir.

3. ¿Cuál es la diferencia entre el acero 1020 y 1018?

La principal diferencia entre el acero 1020 y el 1018 radica en su contenido nominal de carbono. El 1020 presenta un porcentaje ligeramente superior (alrededor de 0,201 TP₃T) al del 1018 (alrededor de 0,181 TP₃T). Esta diferencia, aparentemente pequeña, puede provocar variaciones sutiles en sus propiedades:

Maquinabilidad: 1018 podría ofrecer una respuesta de mecanizado ligeramente mejor.
Formabilidad: 1018 podría exhibir características de conformado en frío marginalmente mejoradas.
Resistencia y dureza: El acero 1020 generalmente posee una resistencia a la tracción y una dureza ligeramente superiores en estado laminado o recocido. También puede alcanzar una dureza ligeramente superior tras la carburación.
Templabilidad: Ambos tienen baja templabilidad y dependen principalmente del endurecimiento superficial para lograr la dureza de la superficie.
Soldabilidad: Ambos son fácilmente soldables y el 1018 tiene potencialmente un riesgo ligeramente menor de agrietamiento de la soldadura en situaciones específicas.
Costo y disponibilidad: Ambos están ampliamente disponibles a costos comparables.

4. ¿Se puede endurecer el acero 1020?

Si bien el acero 1020 no posee el contenido de carbono necesario para un temple efectivo en la mayoría de las aplicaciones, puede endurecerse significativamente en la superficie mediante tratamientos termoquímicos como la carburación y la carbonitruración. Estos procesos aumentan el contenido de carbono en la capa superficial, lo que permite la formación de martensita dura durante el temple. Esto mejora la resistencia al desgaste y la dureza superficial, manteniendo un núcleo tenaz. La elección del método de temple dependerá de los requisitos específicos de la aplicación, la profundidad de capa deseada y el nivel aceptable de distorsión.

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