Propiedades y aplicaciones del acero al carbono AISI 1025

El acero al carbono AISI 1025 es un acero al carbono simple, frecuentemente especificado y utilizado en diversos sectores industriales. Se clasifica como acero de bajo contenido en carbono, aunque, según el contexto específico, a veces se menciona en las listas de acero de medio contenido en carbono. Sus características lo convierten en un material versátil para numerosas aplicaciones.

1. 1025 Carbon Steel Chemical Composition (ASTM Standards)

La composición química del acero 1025 se rige por estándares industriales establecidos, lo que garantiza su consistencia. Las especificaciones clave incluyen:

• Normas:ASTM A29/A29M, ASTM A108, ASTM A576-90b (2000)
• Carbono (C): 0.22% – 0.28%
• Manganeso (Mn): 0.30% – 0.60%
• Fósforo (P): 0.040% máximo
• Azufre (S): 0,050% máximo
• Designación UNS: G10250

Estos rangos de composición definen las propiedades fundamentales del grado.

2. 1025 Carbono Steel Mechanical Properties

Las propiedades mecánicas del acero 1025, como la resistencia a la tracción y el límite elástico, están influenciadas por su condición (por ejemplo, laminado en caliente, acabado en frío) y cualquier tratamiento térmico posterior.

• Laminado en caliente: Los valores típicos de las barras laminadas en caliente (p. ej., de 16 mm de diámetro) muestran niveles de resistencia moderados, adecuados para diversas aplicaciones de uso general. Las cifras de resistencia específicas pueden variar. [La fuente 11 del documento original proporciona valores como 125-175 ksi TS / 80 ksi YS, mientras que otras fuentes sugieren valores inferiores, típicos del acero bajo en carbono. Se recomienda consultar las certificaciones específicas de las plantas para conocer los mínimos garantizados].
• Características generales: En comparación con los aceros con mayor contenido de carbono o de aleación, el 1025 ofrece una menor resistencia a la tracción, pero generalmente una buena ductilidad y tenacidad.

El acero 1025 posee una buena maquinabilidad, una ventaja clave, especialmente cuando se suministra en estado de acabado en frío (CF). Su menor contenido de carbono facilita el mecanizado en comparación con aceros más duros.

3. 1025 Carbono Steel Applications

• Eje: Su buena maquinabilidad lo convierte en una opción popular para ejes industriales.
• Componentes estructurales: Se utilizan en aplicaciones estructurales y a menudo se suministran como productos laminados en caliente de conformidad con normas como EN 10025 o como láminas/tiras según ASTM A1011/A1011M, donde la formabilidad puede ser importante.

4. Guía de tratamiento térmico para acero 1025

El acero 1025 es un acero versátil con bajo contenido de carbono. Sus propiedades mecánicas pueden modificarse significativamente mediante diversos tratamientos térmicos. Comprender estos tratamientos es fundamental para optimizar el acero 1025 para aplicaciones industriales específicas. Esta guía describe los tratamientos térmicos comunes aplicables al acero 1025 y sus efectos.

4.1 Recocido

Objetivo: El recocido se utiliza principalmente para ablandar el acero 1025, haciéndolo más dúctil y más fácil de conformar. También alivia las tensiones internas y refina la estructura del grano.

Proceso:

1. Calentar el acero uniformemente a una temperatura dentro del rango de recocido, normalmente 880-930 °C para grados con bajo contenido de carbono como el 1025.
2. Mantener a esta temperatura el tiempo suficiente para lograr la austenitización completa (transformando la estructura del acero en austenita).
3. Enfriar el acero lentamente, generalmente dentro del horno.

Resultado: El enfriamiento lento promueve la formación de una microestructura blanda, compuesta principalmente de ferrita y perlita. Esto mejora la ductilidad y la conformabilidad, preparando el acero para las etapas posteriores de fabricación.

4.2 Normalización

Objetivo: La normalización refina el tamaño del grano y mejora la uniformidad microestructural. Esto produce una resistencia y dureza ligeramente superiores a las del acero 1025 recocido, manteniendo una buena ductilidad.

Proceso:

1. Calentar el acero al rango de temperatura de austenización (similar al recocido, alrededor de 880-930 °C).
2. Mantener a temperatura para un calentamiento uniforme.
3. Enfriar el acero en aire quieto fuera del horno.

Resultado: La velocidad de enfriamiento más rápida (en comparación con el recocido) produce una estructura de grano más fina y uniforme. El normalizado se aplica con frecuencia al acero laminado o forjado para prepararlo para el mecanizado o un tratamiento térmico posterior.

4.3 Endurecimiento (temple)

Objetivo: Para aumentar la dureza y la resistencia del acero. Cabe destacar que, debido a su bajo contenido de carbono, el acero 1025 presenta una templabilidad limitada en comparación con los aceros con contenido medio o alto de carbono.

Proceso:

1. Calentar el acero a su temperatura de austenización específica (alrededor de 770-800 °C para acero con bajo contenido de carbono).
2. Enfriar rápidamente el acero en un medio adecuado, como agua, salmuera o aceite.

Resultado: El enfriamiento rápido transforma la fase austenítica en martensita, una microestructura dura. Sin embargo, la martensita formada en el acero 1025 tiene una dureza relativamente baja. El temple introduce tensiones internas significativas y conlleva riesgo de distorsión. Lograr una estructura completamente martensítica puede ser difícil debido a su baja templabilidad; otras microestructuras como la ferrita o la perlita podrían formarse incluso con un temple agresivo.

4.4 Templado

Objetivo: Se realiza el templado después endurecimiento (temple) para reducir la fragilidad inherente a la martensita y aumentar la tenacidad.

Proceso:

1. Recalentar el acero previamente templado a una temperatura específica por debajo del punto crítico inferior (Ac1, aproximadamente 727 °C).
2. Mantener a la temperatura de templado durante un tiempo predeterminado.
3. Enfriar el acero, generalmente al aire.

Resultado: El revenido modifica la estructura martensítica, logrando el equilibrio deseado entre dureza, resistencia y tenacidad. Las propiedades finales dependen directamente de la temperatura de revenido elegida y su duración; temperaturas más altas generalmente resultan en menor dureza y mayor tenacidad.

4.5 Carburación

Objetivo: La carburación es un tratamiento de endurecimiento superficial. Crea una capa exterior (cubierta) dura y resistente al desgaste sobre el acero, a la vez que mantiene un interior (núcleo) más blando y resistente.

Proceso:

1. Calentar el componente de acero 1025 en una atmósfera rica en carbono (gas, líquido o paquete sólido) a temperaturas típicas de entre 880 y 930 °C. El carbono se difunde en la superficie del acero.
2. Controle el tiempo y la temperatura del proceso para lograr la profundidad de caja y la concentración de carbono deseadas.
3. Continúe la carburación con el temple para endurecer la carcasa con alto contenido de carbono.
4. Templar el componente para refinar las propiedades de la caja y del núcleo.

Resultado: Ideal para componentes que requieren alta resistencia al desgaste superficial combinada con ductilidad y tenacidad del núcleo.

4.6 Carbonitruración

Objetivo: Al igual que la carburación, la carbonitruración es un proceso de endurecimiento superficial que introduce carbono y nitrógeno en la capa superficial del acero.

Proceso:

1. Calentar el acero en una atmósfera que contenga fuentes de carbono y nitrógeno, normalmente a temperaturas ligeramente más bajas que la carburación (alrededor de 900 °C).
2. Ambos elementos se difunden en la superficie. La adición de nitrógeno aumenta la templabilidad de la carcasa.
3. Temple el componente. Gracias a su mayor templabilidad, a menudo se puede utilizar un temple menos severo (p. ej., con aceite) en comparación con la carburación.
4. Templar según sea necesario.

Resultado: Produce una carcasa dura y resistente al desgaste. Su templabilidad mejorada permite un endurecimiento eficaz con una posible menor distorsión, lo que la hace ideal para componentes que requieren un buen control dimensional.

4.7 Alivio del estrés

Objetivo: Para reducir las tensiones internas atrapadas en el acero a partir de procesos de fabricación anteriores, como el mecanizado pesado, el conformado en frío o la soldadura.

Proceso:

1. Calentar el componente de acero de manera uniforme a una temperatura inferior al punto crítico inferior (Ac1), normalmente alrededor de 600 °C.
2. Mantener a temperatura durante un tiempo suficiente (por ejemplo, 1 hora por cada pulgada de espesor, como mínimo).
3. Enfriar lentamente para minimizar la reintroducción de tensiones térmicas.

Resultado: Mejora la estabilidad dimensional durante el mecanizado o uso posterior y reduce el riesgo de distorsión o agrietamiento causados por tensión residual.

4.8 Seleccionar el tratamiento adecuado

El tratamiento térmico óptimo para el acero 1025 depende completamente de los requisitos finales del componente:

• Para máxima formabilidad y suavidad: Elegir Recocido.
• Para una estructura refinada con resistencia y ductilidad equilibradas: Considerar Normalización.
• Para una mayor dureza (dentro de ciertos límites) seguida de una tenacidad mejorada: Usar Temple y revenido.
• Para una alta dureza superficial y resistencia al desgaste con un núcleo tenaz: Emplear Carburación o Carbonitruración.
• Para minimizar las tensiones internas durante la fabricación: Aplicar Alivio del estrés.

Elegir el proceso correcto garantiza que el acero 1025 funcione de forma fiable en su aplicación prevista. Si necesita más ayuda para seleccionar el tratamiento térmico más adecuado para sus necesidades específicas, consulte con nuestro equipo técnico.