Propiedades y aplicaciones del acero al carbono AISI 1045

Acero al carbono AISI 1045 Es un acero de medio carbono ampliamente utilizado, conocido por su excelente equilibrio entre resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste. Comprender sus características es esencial para la selección adecuada del material en diversas aplicaciones industriales.

1. Acero 1045 Composición química

La designación «1045» indica un acero al carbono simple con un contenido nominal de carbono de 0,451 TP3T. Los rangos de composición clave, según las principales normas, son:

• Carbono (C): Normalmente, 0,431 TP3T – 0,501 TP3T (p. ej., ASTM A29, SAE J403). Algunas especificaciones permiten 0,421 TP3T – 0,501 TP3T.
• Manganeso (Mn): Generalmente, 0,60% – 0,90%. Algunas normas pueden especificar 0,50% – 0,80%.
• Silicio (Si): Suele especificarse entre 0,151TP³T y 0,351TP³T, o un máximo de 0,401TP³T. Nota: Es posible que las barras de calidad comercial no tengan un contenido de silicio específico.
• Fósforo (P) y azufre (S): Se trata de impurezas que se mantienen en niveles bajos, normalmente un máximo de 0,0401 TP3T para P y un máximo de 0,0501 TP3T para S, aunque pueden aplicarse límites más estrictos (por ejemplo, 0,0351 TP3T máximo) según el estándar.
• Otros elementos: Algunas normas (como JIS G4051) pueden especificar límites máximos para elementos como Cu (0,30%), Ni (0,20%) y Cr (0,20%).

2. Acero 1045 Calificaciones equivalentes internacionales

Para el abastecimiento y especificación global, es útil conocer los grados equivalentes del acero 1045:

• ISO: C45E4
• ES (Europa): C45E (1.1191)
• DIN (Alemania): C45 (1.0503)
• JIS (Japón): S45C (ocasionalmente S48C)
• Licenciatura (Reino Unido): IC45 / 080A47
• GB (China): 45 (también 45H, ML45)
• GOST (Rusia): 45 (también 45H)
• Otro: NF C45 (Francia), AFNOR CC45 (Francia), UNI C45 / F.114 (Italia), SS 1650 (Suecia), UNE F.114 (España), ASTM 1045H (templabilidad especificada).

3. Acero 1045 Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas del acero 1045 dependen en gran medida de su condición (cómo se procesa y se trata térmicamente).

Condiciones tal como se procesan

Laminado en caliente: En esta condición de suministro común, las propiedades típicas son:

• Resistencia a la tracción: ~585 MPa (85 ksi)
• Límite elástico: ~310 MPa (45 ksi)
• Alargamiento: ~17%
• Reducción de área: ~35%
• Dureza: ~170-229 HBW

Estirado en frío: El estirado en frío aumenta la resistencia y la dureza, pero generalmente reduce la ductilidad. Valores de ejemplo:

• Resistencia a la tracción: ~725 MPa (105 ksi)
• Límite elástico: ~585 MPa (85 ksi)

4. Acero 1045 Tratamiento térmico

Tratamiento térmico es crucial para adaptar las propiedades del acero 1045:

4.1 Normalizando: El calentamiento a 850-870 °C y el enfriamiento por aire refinan la estructura del grano. Esto resulta en una mayor uniformidad, mayor resistencia y mejor elongación que en el estado laminado. La dureza típica después del normalizado es de 170-217 HBW.

4.2 Endurecimiento (temple) y revenido: Para máxima resistencia y dureza:

4.2.1 Temple: Calentar a 820-870 °C y enfriar rápidamente en agua o aceite. El temple en agua proporciona un enfriamiento más rápido y permite alcanzar una mayor profundidad de endurecimiento, especialmente en secciones más gruesas.

4.2.2 Templado: Recalentar el acero templado a 550-650 °C, mantener la temperatura y enfriar rápidamente. Este proceso reduce la fragilidad y logra el equilibrio final deseado de dureza y tenacidad. Propiedades típicas tras el temple y revenido (T&R):

• Resistencia a la tracción: > 686 MPa
• Límite elástico: > 490 MPa
• Alargamiento: > 17%
• Reducción de Área: > 45%
• Dureza: 201-269 HBW

5. Consideraciones sobre templabilidad

La templabilidad se refiere a la profundidad a la que el acero puede endurecerse durante el temple. Como acero al carbono simple, el 1045 presenta una templabilidad menor que la de aceros aleados como el 4145. Esto significa que lograr una alta dureza en todo el núcleo solo es posible en secciones relativamente delgadas. Por ejemplo, lograr HRC 45 solo podría ser posible en la barra exterior de 3-6,5 mm templada en condiciones específicas. Esta es una limitación clave a considerar para componentes de mayor tamaño que requieren alta resistencia y dureza del núcleo.

6. Acero 1045 Aplicaciones

Gracias a su versatilidad y rentabilidad, el acero 1045 y sus equivalentes (como el S45C) se utilizan en numerosas aplicaciones que requieren buena resistencia y resistencia al desgaste, entre ellas:

• Ejes, palieres y husillos
• Engranajes y espárragos
• Pernos y bielas
• Abrazaderas hidráulicas
• Placas de respaldo para trabajo en frío y moldes de plástico
• Placas de fijación para plantillas de perforación
• Moldes de plástico y bases de moldes
• Componentes del juego de matrices estándar

La condición normalizada o ligeramente estirada en frío suele ser adecuada para aplicaciones que necesitan resistencias a la tracción en el rango de 60 a 75 kgf/mm².

7. Selección de acero 1045

Al especificar el acero 1045, es fundamental definir la condición requerida (p. ej., laminado en caliente, normalizado, templado y revenido) y consultar la norma correspondiente (ASTM, EN, JIS, etc.). Esto garantiza que el material cumpla con la composición química y las propiedades mecánicas necesarias para su aplicación específica. Factores como el tamaño del componente y la profundidad de dureza requerida son cruciales para determinar si el acero 1045 es la mejor opción o si se requiere un acero aleado con mayor templabilidad.

En Aobo Steel, con nuestra amplia experiencia en aceros para herramientas y aleaciones, podemos ayudarle a seleccionar el grado y la condición adecuados para sus necesidades. Contáctenos para hablar sobre sus necesidades específicas.

Preguntas frecuentes

1. ¿Para qué sirve el acero 1045?

El acero 1045 es una opción fiable y rentable para numerosas aplicaciones que requieren un buen equilibrio entre resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste. Su versatilidad se ve reforzada por su adaptabilidad a diversos tratamientos térmicos, lo que permite optimizar sus propiedades. Desde componentes de herramientas como piezas de moldes y placas de guía hasta elementos de maquinaria como pasadores, rodillos e incluso engranajes y ejes en aplicaciones menos exigentes, el acero 1045 ofrece una solución práctica. Sin embargo, explorar alternativas de acero aleado podría ser una opción más adecuada para componentes con secciones transversales considerables que requieren un endurecimiento profundo y uniforme.

2. ¿Es 1045 más fuerte que 4140?

Para piezas más pequeñas o con requisitos de resistencia menos estrictos, el acero 1045 puede ofrecer una solución más económica. Sin embargo, para componentes más grandes y críticos que exigen alta resistencia y un rendimiento constante en toda su sección transversal, acero 4140 sería la selección más apropiada.