Acero para herramientas 5CrW2Si: especificaciones técnicas y aplicaciones

En Aobo Steel, con más de 20 años de experiencia en la forja de acero para herramientas, comprendemos la importancia de una selección precisa de materiales. A continuación, presentamos un análisis sencillo del acero para herramientas 5CrW2Si, una aleación versátil conocida por su tenacidad.

Composición química del acero para herramientas 1.5CrW2Si (GB/T 1299-2000)

Comprender la composición química exacta es crucial. Según la norma GB/T 1299-2000, la composición del acero 5CrW₂Si es:

• Carbono (C): 0.45% – 0.55%
• Silicio (Si): 0.50% – 0.80%
• Manganeso (Mn): máximo 0,401 TP3T
• Cromo (Cr): 1.00% – 1.30%
• Tungsteno (W): 2.00% – 2.50%
• Fósforo (P): máx.0.030%
• Azufre (S): máx.0.030%

Nota: Las normas internacionales pueden variar ligeramente. Es fundamental especificar la norma requerida para su aplicación.

2. Comparación con las normas internacionales

Como referencia, aquí hay composiciones para grados comparables bajo otros estándares:

• EN ISO 4957:2001 (50WCrV8): C 0,45-0,55%, Cr 1,70-2,20%, W 0,70-1,10%, V 0,15-0,45%
• JIS G4404:2006 (SKS4): C 0,45-0,55%, Cr 0,50-1,00%, W 0,50-1,00%
• ГОСТ 5950-2000 (5ХВ2С / 5XB2C): C 0,45-0,55%, Cr 0,90-1,20%, W 1,80-2,30%, Si 0,80-1,10%, Mn 0,15-0,45%, V 0,15-0,30%

3. Acero para herramientas 5CrW2Si Propiedades físicas clave

Comprender estas propiedades es vital para la planificación del tratamiento térmico:

3.1 Temperaturas críticas (aproximadas)

• Ac1: 775∘do
• Ac3: 860∘do
• Ar1: 775∘do 
• Sra. (inicio de Martensita): 295∘do

3.2 Coeficientes de expansión lineal (aproximados)

• 100−250∘do: 13.15×10−6/∘do
• 250−350∘do: 13.6×10−6/∘do
• 350−600∘do: 13.8×10−6/∘do
• 600−700∘do: 14.2×10−6/∘do

Procedimientos de tratamiento térmico del acero para herramientas 4.5CrW2Si

Un tratamiento térmico correcto es fundamental para lograr el rendimiento deseado del 5CrW₂Si. Nuestra experiencia nos guía en estas prácticas comunes:

4.1 Tratamiento térmico preparatorio (recocido)

• Recocido ordinario: Calentar a 800−820∘do, mantener de 3 a 5 horas, horno frío (≤30∘do/hora) a 600−650∘doLuego, enfríe al aire. Dureza objetivo: $\le 229$ HBW. Microestructura: Perlita granular, pequeños carburos.
• Recocido isotérmico: Calentar a 830−840∘do, mantener durante 2-3 horas, enfriar el horno a 680−700∘do, mantener durante 3-4 horas, enfriar el horno a 500∘doLuego, enfríe al aire. Dureza objetivo: $\le 229$ Trabajo de alta calidad.
• Revenido a alta temperatura (post-forjado): Calentar a 710−740∘doMantener de 3 a 6 horas, enfriar en horno o aire. Mejora la maquinabilidad. Dureza: 207-255 HBW. Microestructura: Perlita granular, carburos finos.

4.2 Endurecimiento (temple)

• Temperatura de enfriamiento: 860−900∘do.
• Medio de extinción: Aceite (20−40∘do) Dejar enfriar hasta que la pieza alcance la temperatura del aceite.
• Dureza post-templamiento: $\ge 55$ CDH.

4.3Revenido

El templado ajusta la dureza y mejora la tenacidad:

• Alivio del estrés/Estabilización: Temperamento en 200−250∘do (aceite o álcali fundido). Refrigeración por aire. Dureza: 53-58 HRC.
• Reducción de dureza/alivio de tensión: Temperamento en 430−470∘do (Horno de aire o álcali/nitrato fundido). Enfriado al aire. Dureza: 45-50 HRC.

Dureza vs. Temperatura de revenido (aproximada, después de un temple en aceite de 880 °C):

• 100∘do:~55 HRC
• 200∘do:~53,5 HRC
• 300∘do:~51 HRC
• 400∘do:~47 HRC
• 500∘do:~41 HRC
• 600∘do:~33 HRC

5. Propiedades y características mecánicas

• Tenacidad: Buena tenacidad después del revenido, ayudada por el tamaño de grano de refinamiento del tungsteno (W).
• Propiedades generales: Presenta buenas propiedades mecánicas integrales.
• Templabilidad: Un contenido de carbono relativamente bajo significa que la templabilidad no es extremadamente alta, pero la dureza de la superficie se puede aumentar mediante carburación.
• Fragilidad del temple: Ligero riesgo en el 300−350∘do Rango de revenido. Revenido alrededor 250∘do (54-56 HRC) o 450∘do (50-52 HRC) ofrece buenos equilibrios de dureza y tenacidad.
• Consideraciones: Es sensible a la descarburación durante el calentamiento. La deformación por temple requiere un control minucioso. La resistencia al desgaste por abrasión y la tenacidad al impacto son inferiores a las de algunos aceros especializados de Mo-Ni.

6. Aplicaciones comunes

5CrW2Si es adecuado para herramientas y matrices que enfrentan impactos y desgaste:

• Cinceles manuales y neumáticos, herramientas de martillo neumático, herramientas de remache
• Matrices de punzonado en frío, cuchillas de corte (corte en frío), matrices de corte/recorte
• Punzones de estampación en frío de alta resistencia
• Punzones perforadores de placas de acero de carga media
• Matrices de precisión
• Herramientas para trabajar la madera
• Fresas para roscar matrices
• Aplicaciones de trabajo en caliente: Herramientas de punzonado/perforación, matrices de corte, matrices de forja en caliente, moldes de fundición a presión (aleaciones fusibles)
• Tijeras redondas de gran resistencia, de tamaño grande o mediano, y hojas de corte largas.

7. Comparación con grados similares

• frente a 4CrW2Si: Rendimiento similar. 5CrW2Si generalmente ofrece una templabilidad ligeramente mejor y resistencia a altas temperaturas.
• frente a 6CrW2Si: 5CrW2Si tiene mejor tenacidad pero resistencia al temple y al desgaste ligeramente menores. 6CrW2Si A menudo se elige cuando el desgaste o el colapso son los modos de falla primarios.

8. Grados de acero equivalentes

Para referencia internacional:

• ISO: 50WCrV8
• ES: 50WCrV8
• JIS (Japón): SKS4
• ГОСТ (Rusia): 5ХВ2С (5XB2C)
• ASTM/UNS (EE. UU.): T41901
• DIN (Alemania): 45WCrV7