Propiedades y aplicaciones del acero inoxidable 9Cr18

El acero inoxidable 9Cr18 es un acero inoxidable martensítico con alto contenido de carbono y cromo. Es conocido por su alta dureza, resistencia al desgaste y buena resistencia a la corrosión tras un tratamiento térmico adecuado. A continuación, le explicamos lo que necesita saber.

1. Composición química del acero inoxidable 9Cr18

La composición específica del 9Cr18 le confiere sus propiedades distintivas. Según la norma GB/T 1220—2007, los rangos típicos (en porcentaje de peso) son:

• Carbono (C): 0.90% – 1.00%
• Cromo (Cr): 17.00% – 19.00%
• Silicio (Si): ≤0.80%
• Manganeso (Mn): ≤0.80%
• Fósforo (P): ≤0,040%
• Azufre (S): ≤0.030%

Este grado también se conoce como 95Cr18 o se encuentran especificaciones similares en normas internacionales, como ASTM A959 (como 440B) o JIS G4303 (como SUS440B). Si bien puede haber ligeras variaciones en los rangos (p. ej., C: 0,75-0,95%, Cr: 16,00-18,00% para 440B), las características principales se mantienen constantes.

Un punto clave: El alto contenido de carbono y cromo exige un control minucioso durante la producción para gestionar la formación de carburo y garantizar propiedades uniformes. Este es un aspecto clave para Aobo Steel.

2. Propiedades físicas y mecánicas del acero inoxidable 9Cr18

2.1 Datos físicos clave

• Densidad: Aproximadamente 7,7 t/m³
• Módulo elástico (E a 20°C): 203,89 GPa
• Conductividad térmica (λ a 20°C): 29,3 W/(m·K)
• Capacidad calorífica específica (cₚ a 20°C): 459,8 J/(kg·K)
• Resistividad eléctrica (ρ a 20°C): 0,60 × 10⁻⁶ Ω·m
• Coeficiente de expansión lineal (×10⁻⁶ /°C): Varía con la temperatura (por ejemplo, 10,5 de 20 a 100 °C, 11,5 de 20 a 400 °C)

2.2 Propiedades mecánicas y dureza

Las propiedades mecánicas, especialmente la dureza, dependen en gran medida del tratamiento térmico aplicado.

1. Dureza (Recocido): El recocido blando generalmente da como resultado una dureza ≤255 HBW.
2. Dureza (templado): El temple entre 1030 y 1070 °C (algunas fuentes especifican entre 1050 y 1075 °C) produce una dureza de ≥56 HRC, que puede alcanzar hasta 60,5 HRC, dependiendo de la temperatura exacta.
3. Dureza (templado):
   
   • El revenido a 200-300 °C normalmente da como resultado una dureza de 56-60 HRC.
   • El revenido a alrededor de 160-200 °C se prefiere a menudo para lograr el mejor equilibrio entre dureza y resistencia a la corrosión, produciendo típicamente una dureza de 55-59 HRC.
   • Las temperaturas de revenido más altas (500-600 °C) reducen la dureza al rango de 40-53 HRC pero aumentan la tenacidad.
4. Tratamiento del frío: La aplicación de un tratamiento de frío (por ejemplo, -75 °C) después del temple puede aumentar la dureza en otros 1-1,5 HRC.

3. Tratamiento térmico del acero inoxidable 9Cr18

Lograr el rendimiento deseado del 9Cr18 depende en gran medida de una correcta tratamiento térmico.

• Recocido blando: Calentar a 800-840 °C, mantener, enfriar en horno por debajo de 500 °C y, finalmente, enfriar al aire. Dureza objetivo: ≤255 HBW.
• Temple: Calentar a 1030-1070 °C (o 1050-1075 °C) y luego templar en aceite. Dureza deseada: ≥56 HRC.
• Templado: Temple según el equilibrio requerido de dureza, tenacidad y resistencia a la corrosión (véanse los valores de dureza arriba). Los rangos habituales son de 160 a 300 °C.
• Temperaturas críticas (aproximadas): Ac1: 830°C, Ac3: 810°C, Ms: 145°C.

4. Resistencia a la corrosión

Como acero inoxidable martensítico, el 9Cr18 ofrece una buena resistencia a la corrosión, superior a la de los aceros tipo Cr17.

• Resistente a la atmósfera, al agua y a ciertos ácidos y sales suaves.
• El rendimiento varía en diferentes medios químicos (como los ácidos nítrico, acético y fosfórico) dependiendo de la concentración y la temperatura.
• Muestra buena resistencia al agua de mar.
• Para una resistencia óptima a la corrosión, la estructura requiere al menos cromo 11-12% disuelto en la martensita, lo que se puede lograr mediante un tratamiento térmico adecuado.

5. Proceso de forjado

Una forja correcta es esencial para la calidad. Contamos con amplia experiencia en este campo.

• Temperatura inicial de forja: 1050-1100 °C
• Temperatura final de forja: >850 °C
• Enfriamiento: El enfriamiento lento tras la forja (p. ej., enfriamiento en horno) es fundamental para evitar problemas. Un control cuidadoso de la velocidad de calentamiento también es importante.

6. Aplicaciones del acero inoxidable 9Cr18

La combinación de alta dureza, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión hace que el 9Cr18 sea adecuado para aplicaciones exigentes:

• Herramientas de corte: Los cuchillos, instrumentos quirúrgicos y tijeras de alta calidad requieren bordes afilados y resistencia a las manchas.
• Moldes: Moldes de inyección de plástico, especialmente para resinas corrosivas o piezas ópticas que requieren alto pulido y durabilidad.
• Aspectos: Los rodamientos de elementos rodantes necesitan resistencia al desgaste y a la corrosión.
• Componentes: Ejes, piezas de bombas, válvulas, sujetadores y resortes que operan en entornos ligeramente corrosivos o de alto desgaste.

7. Consideraciones

• Distribución de carburo: Como se mencionó, controlar la formación de carburo durante la fabricación y forja del acero es crucial para un rendimiento constante. Aobo Steel lo gestiona mediante un estricto control de procesos.
• Fabricación de moldes: Asegúrese de que un tratamiento térmico adecuado logre el cromo disuelto necesario para la resistencia a la corrosión en aplicaciones de moldeo. Añadir molibdeno (como en el 9Cr18Mo) puede mejorar la resistencia a la corrosión y el endurecimiento secundario, si es necesario para aplicaciones específicas con alto contenido de carbono.
• Mejoras de superficie: Tratamientos como la implantación de iones de nitrógeno pueden mejorar aún más la dureza de la superficie y la resistencia al desgaste, según sea necesario.

Resumen

El 9Cr18 es un acero inoxidable martensítico confiable que ofrece una sólida combinación de dureza, resistencia al desgaste y a la corrosión. Su rendimiento depende del control preciso de la composición química y del tratamiento térmico adecuado, áreas donde la experiencia de Aobo Steel aporta un valor real. Es una opción sólida para herramientas, moldes, rodamientos y diversos componentes industriales.