Propiedades

Los aceros templables al boro representan un significativo avance en la tecnología de los tratamientos térmicos. En ellos se utiliza el boro como elemento endurecedor.

Los procesos de colada y afino del acero, junto con el tratamiento termomecánico aplicado durante la fase de laminación controlada, hacen posible que los aceros templables al boro producidos por ArcelorMittal alcancen un notable grado de endurecimiento y una microestructura altamente uniforme, lo que, a su vez, redunda en un excelente comportamiento de la pieza acabada en condiciones de carga mecánica después del tratamiento térmico.

Ventajas

Después del tratamiento térmico

 

Su extremada dureza, obtenida después de ser sometidos a tratamiento térmico, hace que estos grados sean especialmente adecuados para aplicaciones que requieran altos niveles de resistencia al desgaste/abrasión.

Su utilización permite reducciones significativas en el peso de los componentes estructurales o del automóvil (de hasta un 50% en comparación con los aceros de alto límite elástico y baja aleación-HSLA).
El rasgo más distintivo de los aceros templables al boro de ArcelorMittal es su aptitud para tratamientos de templado en agua, facilitando de este modo que los procesos de transformación sean más ecológicos (menores requisitos de tratamiento de efluentes) que los utilizados en el caso de los aceros al carbono clásicos.

Su capacidad de endurecimiento es excelente, tanto en medios líquidos como gaseosos.

 

La oferta de ArcelorMittal comprende las siguientes calidades de aceros templables al boro: 22MnB5 AM FCE, 30MnB5 AM FCE y 38MnB5 AM FCE.

Las propiedades pueden adaptarse a necesidades específicas. Si desea más información al respecto puede ponerse en contacto con nuestros equipos comerciales.

La selección de la calidad más adecuada dependerá de los siguientes factores:

 

Los grados 22MnB5 AM FCE, 30MnB5 AM FCE y 38MnB5 AM FCE son aptos para procesos de conformado en caliente y en frío.

 

Estado normal de suministro

 

A pesar de sus moderados valores de dureza y propiedades mecánicas, las calidades de acero al boro, en su estado normal de suministro, presentan una excelente resistencia a la abrasión, obtenida gracias a su microestructura compuesta, constituida por una fase perlítica dura embebida en una matriz de ferrita. Por ello, son soluciones que ofrecen una muy buena relación coste-prestaciones para aplicaciones que requieren una elevada resistencia a la abrasión.

30MnB5

Estructura ferrítica-perlítica

Aplicaciones

Los aceros templables al boro se utilizan en aplicaciones en las que se requieren excelentes propiedades de resistencia al desgaste. Los principales usos de estas calidades de acero, tras tratamiento térmico, se inscriben en los campos de la maquinaria agrícola (discos, rejas y vertederas de arados), maquinaria para obras públicas y minería, equipos de corte, etc. Una aplicación frecuente de estos grados de acero, sin tratamiento previo, es la fabricación de tambores de hormigoneras.

Recomendaciones de uso

Curvas de Jominy
Se incluyen a continuación las curvas de Jominy para las calidades 22MnB5 AM FCE y 30MnB5 AM FCE, en las cuales se representa la dureza en función de la distancia al área templada.

Caracterización TEC del grado 22MnB5 AM FCE
La temperatura de austenización recomendada es de 880°C.
La temperatura de inicio del proceso de templado (a la velocidad máxima de enfriamiento) es de 750°C.
La temperatura Ac3 equivale a 860°C para una velocidad de calentamiento de 5°C/s. La temperatura Ac1 es de 750°C y la temperatura Ms (inicio de fase martensítica) alcanza los 400°C.

En el ensayo de resistencia a la tracción, la muestra obtenida presenta una estructura totalmente martensítica tras un periodo de austenización de 5 minutos a 850°C seguido de templado en agua.

Cuando este mismo ensayo se realiza a una temperatura de 840°C, se aprecia un reducido número de islas de ferrita distribuidas regularmente.

 

Caracterización TEC del grado 30MnB5 AM FCE
La temperatura de austenización recomendada está comprendida en el rango 830-850°C.
La temperatura de inicio del proceso de templado (a la velocidad máxima de enfriamiento) es de 730°C.

Los clientes que así lo soliciten podrán disponer de los correspondientes diagramas TEC.

 

Conformación
Las calidades 22MnB5 AM FCE, 30MnB5 AM FCE y 38MnB5 AM FCE son aptas para procesos de conformado en caliente o en frío.

Tratamiento térmico

En la siguiente tabla se incluyen las propiedades mecánicas más habituales para una probeta de 6 mm, obtenida en sentido de laminación, antes y después de ser sometida a un proceso de templado:

 Estado de suministroTemplado
CalidadRe (MPa)Rm (MPa)A (%)Dureza HRCRe (MPa)Rm (MPa)A (%)
22MnB5 AM FCE35052027451100150010
30MnB5 AM FCE y EN 100834406602550120017008
38MnB5 AM FCE4807601855130020007

N.D. = No disponible

 

El cambio del grado 30MnB5 AM FCE al grado 38MnB5 AM FCE permite aumentar en aproximadamente un 10% la dureza de las piezas sometidas a un proceso de temple. Los ensayos de abrasión demuestran que esto supone una sustancial mejora del 40% en la resistencia al desgaste.

Calidad superficial

Las calidades 22MnB5 AM FCE, 30MnB5 AM FCE y 38MnB5 AM FCE solamente se suministran con aspecto A (partes no expuestas).

Resistencia a la fatiga

La resistencia a la fatiga se determina después del tratamiento térmico y templado del material.
En la siguiente tabla, se presentan los resultados obtenidos con una probeta de acero 22MnB5 AM FCE de 2,65 mm de espesor en una prueba de resistencia a la fatiga, consistente en la aplicación de una carga de tracción con un ratio de carga de Rs = 0,1 y tras varios tratamientos térmicos. Las muestras fueron sometidas a una fase de austenización a 950°C durante 5 minutos.

Probeta calentada durante 5 minutos a 950°C seguido de:Resistencia a la fatiga
sD (MPa)
Amplitud (sigma)
(MPa)
Tensión máxima sD (MPa)
Temple en agua2536562
Temple en aceite2605578
Temple en agua
+ tratamiento térmico a 200°C durante 20 minutos
29326651

sD = (smax - smin)/2

 

Observaciones:
La resistencia a la fatiga de los aceros templables al boro de ArcelorMittal es entre un 40 y un 60% superior a la de la calidad S355MC AM FCE; puede reducirse en más del 30% si se realiza una descarburación total.

Equivalencia marcas y normas

 EN 10083-3:2006NF A 36102DIN 1654 Teil 4BS970 Part 1UNI 3756UNE 36034J1268UNS
22MnB5 AM FCE 20MnB520MnB5RR22B2174H2021B321B3/20MnB510B21/15B21H15211
30MnB5 EN 10083-3 30MnB530MnB5RR28B2   15B30H15301
30MnB5 AM FCE 30MnB530MnB5RR28B2   15B30H15301
38MnB5 EN 10083-3 38MnB5       
38MnB5 AM FCE 38MnB5       
En cursiva, grados que no figuran en la norma

Dimensiones

No decapado

Espesor (mm)22MnB5 AM FCE30MnB5 EN 10083-3, 30MnB5 AM FCE38MnB5 EN 10083-3, 38MnB5 AM FCE
Ancho mín.Ancho máx.Ancho mín.Ancho máx.Ancho mín.Ancho máx.
1,70 ≤ esp. < 2,0068510156851065--
2,00 ≤ esp. < 2,3012651265
2,30 ≤ esp. < 2,406006001250
2,40 ≤ esp. < 3,00146014601370
3,00 ≤ esp. < 4,00165016501575
4,00 ≤ esp. < 4,5018501850
4,50 ≤ esp. < 5,0019501950
5,00 ≤ esp. < 8,0021502150
8,00 ≤ esp. < 14,00685800
14,00 ≤ esp. < 15,001370
15,00 ≤ esp. < 16,00--8001370

Decapado

Espesor (mm)Ancho mín.22MnB5 AM FCE30MnB5 EN 10083-3, 30MnB5 AM FCE38MnB5 EN 10083-3, 38MnB5 AM FCE
Ancho máx.Ancho máx.Ancho máx.
1,70 ≤ esp. < 2,0066010501050-
2,00 ≤ esp. < 2,4012601250
2,40 ≤ esp. < 3,0014501280
3,00 ≤ esp. < 4,001630
4,00 ≤ esp. < 4,5018301100
4,50 ≤ esp. < 5,001930
5,00 ≤ esp. < 6,002130
6,00 ≤ esp. < 7,001550-
7,00 ≤ esp. < 8,001280

Análisis químicos

Estas calidades reciben un tratamiento de globulización de los sulfuros de manganeso. La incorporación de elementos ligantes del nitrógeno permite optimizar la eficiencia del boro.


 
C (%)
Mn (%)
P (%)
S (%)
Si (%)
Al (%)
Ti (%)
B (%)
22MnB5 AM FCE 0,200 - 0,250 1,10 - 1,40 ≤ 0,025 0,008 0,15 - 0,35 0,015 0,020 - 0,060 0,0020 - 0,0050
30MnB5 EN 10083-3 0,270 - 0,330 1,15 - 1,45 ≤ 0,025 ≤ 0,035 ≤ 0,40 - - 0,0008 - 0,0050
30MnB5 AM FCE 0,270 - 0,330 1,15 - 1,45 ≤ 0,025 0,005 0,17 - 0,35 0,015 0,020 - 0,050 0,0010 - 0,0050
38MnB5 EN 10083-3 0,360 - 0,420 1,15 - 1,45 ≤ 0,025 ≤ 0,035 ≤ 0,40 - - 0,0008 - 0,0050
38MnB5 AM FCE 0,360 - 0,420 1,15 - 1,45 ≤ 0,025 0,005 0,17 - 0,35 0,015 0,020 - 0,050 0,0010 - 0,0050
En cursiva, grados que no figuran en la norma
En negrita, valor más estricto que la norma


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