1.2311 frente a 1.2738 – Composición, tratamiento térmico, propiedades y aplicaciones

Introducción

Los ingenieros, los responsables de compras y los planificadores de producción deben elegir con frecuencia entre grados de acero para moldes y herramientas, similares pero distintos. La decisión suele implicar un equilibrio entre la maquinabilidad, el pulido y el coste, frente a la templabilidad, la resistencia al desgaste y la vida útil a la fatiga. Algunos ejemplos típicos son la selección de aceros para moldes de inyección de plástico, matrices de uso general o componentes donde el acabado superficial y la estabilidad dimensional son fundamentales.

En la práctica, se comparan las aleaciones 1.2311 y 1.2738 porque ambas se utilizan en moldes y herramientas, aunque están diseñadas con prioridades diferentes: una prioriza la facilidad de mecanizado y el acabado superficial para moldes de plástico, mientras que la otra prioriza un mayor contenido de carbono y aleación para lograr mayor dureza, resistencia al desgaste y capacidad de carga. Comprender la composición, la respuesta al tratamiento térmico, el comportamiento mecánico y las implicaciones de fabricación es fundamental para elegir la aleación adecuada.

1. Normas y designaciones

• EN/DIN: 1.2311 y 1.2738 son identificadores numéricos DIN/EN europeos comúnmente utilizados en la adquisición y las especificaciones de materiales.
• Otras normas: Pueden existir equivalentes en ASTM/ASME, JIS o GB para aleaciones específicas o versiones patentadas; confirme siempre con los certificados de fábrica del proveedor.
• Clasificación:
• 1.2311 — Acero para moldes/herramientas preendurecido (acero para herramientas aleado diseñado para aplicaciones de moldeo de plástico; no inoxidable).
• 1.2738 — Acero para herramientas con mayor contenido de carbono y aleación (utilizado para moldes y matrices donde se requiere mayor dureza y resistencia al desgaste; no inoxidable).
• Ninguno de los dos es un acero inoxidable ni un acero HSLA estructural; ambos pertenecen a la familia de aceros para herramientas/moldes (aceros aleados/para herramientas).

2. Composición química y estrategia de aleación

La siguiente tabla presenta información cualitativa sobre la composición, más que rangos numéricos precisos. Confirme siempre los límites numéricos en el certificado del proveedor o en la norma aplicable antes del diseño o la soldadura.

Elemento	1.2311 (énfasis típico)	1.2738 (énfasis típico)
C (Carbono)	Baja-moderada (formable, mejor maquinabilidad/pulido)	De moderado a alto (mejora la dureza y la resistencia al desgaste)
Mn (manganeso)	Moderado (desoxidación, fuerza)	Moderado (función similar; puede contribuir a la endurecimiento)
Si (silicio)	Bajo–moderado (desoxidación, fuerza)	Bajo-moderado
P (Fósforo)	Bajo (se mantiene bajo para mayor resistencia)	Bajo
S (Azufre)	Bajo (para variantes de mecanizado puede ser ligeramente superior en variantes de mecanizado libre)	Bajo
Cr (Cromo)	Moderada (dureza, resistencia al revenido, resistencia a la corrosión)	De moderado a alto (mayor templabilidad y resistencia al desgaste)
Ni (níquel)	Trazas bajas (a veces presente para mejorar la resistencia)	trazas bajas
Mo (Molibdeno)	De baja a moderada (mejora la templabilidad/resistencia a temperatura ambiente)	De baja a moderada (se utiliza para aumentar la endurecimiento y la resistencia)
V (Vanadio)	Bajo (formador de carburo para control de grano fino)	Baja a moderada (mejora la resistencia al desgaste gracias a los carburos finos)
Nb/Ti/B/N	Normalmente presente en trazas o ausente (el control del grano no es una característica principal).	Trazabilidad posible (cuando se diseña para tenacidad/templabilidad)

Cómo influye la estrategia de aleación en el comportamiento: - El carbono y el cromo son factores clave: un mayor contenido de carbono aumenta la dureza y la resistencia al desgaste alcanzables; el cromo aumenta la templabilidad y la resistencia al revenido. - Los elementos de aleación como el Mo y el V aumentan la templabilidad y forman carburos que mejoran la resistencia al desgaste pero reducen la capacidad de pulido. - 1.2311 está formulado para proporcionar un equilibrio que favorezca un buen mecanizado y un buen acabado superficial; 1.2738 cambia la composición hacia un mayor contenido de carbono y formadores de carburo para mayor resistencia al desgaste y a la carga.

3. Microestructura y respuesta al tratamiento térmico

Microestructuras típicas y comportamiento ante el tratamiento térmico:

1.2311 - Tal como se suministra: a menudo se suministra preendurecido y templado (un acero para moldes «preendurecido») con una matriz martensítica templada y relativamente pocos carburos gruesos. Esto da como resultado una microestructura fina que se mecaniza y pule bien. - Respuesta al tratamiento térmico: puede volver a endurecerse y templarse, pero la composición y los niveles de aleación implican una templabilidad moderada; se requiere un control cuidadoso de las velocidades de austenización y enfriamiento para evitar grietas por enfriamiento o deformaciones excesivas. - Normalización/refinamiento: los ciclos de normalización y revenido reducen las tensiones residuales y pueden refinar ligeramente el tamaño del grano, pero la calidad está optimizada para un procesamiento posterior al mecanizado mínimo.

1.2738 - Tal como se suministra: normalmente se suministra en estado recocido blando para mecanizado, o en piezas en bruto endurecidas; la microestructura en estado recocido es ferrita + perlita con carburos de aleación dispersos. - Respuesta al tratamiento térmico: un mayor contenido de carbono y aleación produce una mayor templabilidad; responde bien al temple y revenido para lograr mayores niveles de dureza y una microestructura martensítica revenida con carburos de aleación dispersos para mayor resistencia al desgaste. - Tratamientos termomecánicos: responden mejor a tratamientos de endurecimiento más profundos y lograrán una mayor dureza transversal en secciones más gruesas en comparación con 1.2311.

Implicación práctica: 1.2311 favorece un tratamiento térmico posterior al mecanizado mínimo y un acabado superficial predecible; 1.2738 permite una mayor dureza final y resistencia al desgaste a expensas de un tratamiento térmico más agresivo y un mayor riesgo de distorsión.

4. Propiedades mecánicas

La siguiente tabla muestra las tendencias comparativas cualitativas de las propiedades mecánicas. Los valores exactos dependen del tratamiento térmico y las especificaciones; consulte las fichas técnicas del proveedor para obtener los valores certificables.

Propiedad	1.2311 (típico tal como se suministra / templado)	1.2738 (típico recocido / templado y revenido)
Resistencia a la tracción	Moderado	Mayor (después del temple y revenido)
Resistencia a la fluencia	Moderado	Más alto
Alargamiento	Mayor (más dúctil)	Menor (una mayor dureza reduce la elongación)
Dureza al impacto	Bueno (equilibrado para aplicaciones de moldeo)	Variable — puede ser buena si se templa correctamente, pero generalmente es menor a alta dureza.
Dureza (tal como se suministra)	Moderado (fácil de mecanizar/pulir)	Menor dureza Rockwell C tras el recocido; puede endurecerse a una dureza Rockwell C mayor tras el tratamiento térmico.

¿Cuál es más fuerte/resistente/dúctil y por qué? - Resistencia y templabilidad: El 1.2738 generalmente alcanza una mayor resistencia y dureza después de ciclos adecuados de temple y revenido debido a su mayor contenido de carbono y aleación. - Tenacidad y ductilidad: el 1.2311 generalmente conserva una mayor ductilidad y una pulibilidad más fácil en la condición preendurecida, lo que lo hace preferible para cavidades de moldes de inyección donde el acabado superficial y la resistencia al agrietamiento durante el mecanizado son prioridades.

5. Soldabilidad

La soldabilidad se ve influenciada por el equivalente de carbono y la aleación. Dos índices comunes utilizados para la interpretación cualitativa son:

• Equivalente de carbono (IIW):
  $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$

• PCM (criticidad de la soldadura):
  $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretación cualitativa: - 1.2311: Su menor contenido de carbono y elementos de aleación generalmente resulta en un $CE_{IIW}$ y un $P_{cm}$ inferiores a los del acero 1.2738, lo que facilita su soldadura con menores requisitos de precalentamiento y temperatura entre pasadas. Sin embargo, al tratarse de un acero para herramientas/moldes, la soldadura requiere atención para evitar el agrietamiento en caliente y asegurar la compatibilidad metalúrgica para el tratamiento térmico posterior a la soldadura. - 1.2738: Un mayor contenido de carbono y la adición de aleación aumentan el equivalente de carbono, incrementando el riesgo de zonas afectadas por el calor duras y quebradizas, así como de fisuras en frío. Con mayor frecuencia se requiere precalentamiento, control de la temperatura entre pasadas y tratamiento térmico posterior a la soldadura.

Nota práctica: En ambos grados, la soldadura suele limitarse a la reparación o fabricación de elementos no críticos. Para utillaje crítico, se prefiere la fijación mecánica o la fabricación a partir de un solo bloque; las reparaciones mediante soldadura deben seguir las recomendaciones del proveedor y del metal de soldadura.

6. Corrosión y protección de superficies

• Ni el 1.2311 ni el 1.2738 son aceros inoxidables; por lo tanto, es necesaria la protección contra la corrosión atmosférica y química donde el entorno lo requiera.
• Estrategias de protección comunes: recubrimientos transparentes o pigmentados, pintura, fosfatado, conservación con aceite o zincado, según corresponda. Para cavidades de moldes de alta precisión, a veces se aplican recubrimientos (p. ej., PVD, nitruración) para mejorar la resistencia al desgaste y a la corrosión, preservando al mismo tiempo el acabado superficial.
• El índice PREN (Número Equivalente de Resistencia a la Corrosión por Picaduras) no es aplicable porque estas calidades no son de acero inoxidable. Para las calidades de acero inoxidable, el índice es: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• Cuando la resistencia a la corrosión es una prioridad, seleccione aceros para herramientas inoxidables o aplique ingeniería de superficies (recubrimientos duros, nitruración, chapados resistentes a la corrosión) en lugar de confiar en la resistencia a la corrosión de la aleación base.

7. Fabricación, maquinabilidad y conformabilidad

• Maquinabilidad:
• 1.2311: diseñado para una buena maquinabilidad y un excelente pulido en estado preendurecido. Menor desgaste de la herramienta durante el desbaste y el acabado; ideal para mecanizado de tolerancias ajustadas.
• 1.2738: En estado recocido es mecanizable, pero al endurecerse hasta alcanzar la dureza de trabajo se vuelve más abrasivo y provoca un mayor desgaste de la herramienta. A menudo es necesario utilizar herramientas de carburo y rectificarlas.
• Formabilidad y doblado:
• Ambos aceros presentan una conformabilidad limitada en comparación con los aceros estructurales de bajo carbono; la menor dureza del 1.2311 en estado preendurecido permite un mayor margen para conformados menores. Las operaciones de conformado importantes son poco comunes en los aceros para moldes.
• Refinamiento:
• 1.2311 permite un acabado y pulido superficial superior, lo cual es importante para las piezas de plástico brillantes.
• El 1.2738 es más difícil de lograr con acabados de espejo debido a su mayor contenido de carburo; pueden ser necesarios pasos de pulido adicionales o recubrimiento.
• Distorsión por tratamiento térmico:
• El acero 1.2738 es más propenso a la distorsión durante los ciclos de endurecimiento agresivos debido a su mayor templabilidad y mayores transformaciones; se necesita una planificación cuidadosa de la sujeción y del margen de mecanizado.

8. Aplicaciones típicas

1.2311 — Usos típicos	1.2738 — Usos típicos
Placas y cavitaciones moldeadas por inyección donde el buen pulido y la estabilidad dimensional son prioritarios.	Troqueles y herramientas sometidos a mayor desgaste, como troqueles de corte, troqueles de troquelado y componentes de moldes de carga pesada.
Bases y placas de moldes preendurecidas de uso general	Núcleos e insertos de moldes donde se esperan altas tensiones de contacto y desgaste abrasivo (después del endurecimiento).
Moldes para prototipos y producción de bajo volumen donde se requiere mecanizado y pulido rápidos	Herramientas de producción de alto volumen que requieren mayor vida útil y mayor dureza.

Justificación de la selección: - Elija 1.2311 para componentes donde el acabado superficial, la capacidad de pulido y el tiempo de mecanizado reducido sean criterios de selección dominantes (por ejemplo, piezas de plástico ópticas o de alto brillo). - Elija 1.2738 cuando el requisito principal sea una mayor resistencia al desgaste, una mayor dureza de funcionamiento o cuando la herramienta vaya a funcionar bajo cargas más pesadas o condiciones abrasivas.

9. Costo y disponibilidad

• Coste relativo: El acero 1.2311 suele ser más económico para placas de molde preendurecidas y se encuentra ampliamente disponible en forma de placas y bloques para fabricantes de moldes. El acero 1.2738, dependiendo de su composición exacta y tratamiento térmico, puede tener un coste ligeramente superior, especialmente si se suministra en forma de pieza en bruto endurecible o con ciclos de recocido específicos.
• Disponibilidad por formato de producto:
• 1.2311: comúnmente disponible como placa, bloques y placa rectificada en condiciones preendurecidas; popular en los canales de distribución de herramientas.
• 1.2738: disponible en barras, placas y piezas en bruto personalizadas; puede requerir pedido según especificaciones para condiciones endurecidas.
• Plazos de entrega: la disponibilidad de stock para ambos grados suele ser buena en mercados de herramientas consolidados, pero los tamaños especiales o las condiciones de tratamiento térmico pueden aumentar el plazo de entrega. Las variantes recubiertas o preendurecidas pueden estar más disponibles para el acero 1.2311.

10. Resumen y recomendación

Tabla resumen — calificación cualitativa (Alta / Moderada / Baja):

Atributo	1.2311	1.2738
Soldabilidad (práctica)	Más alto (más fácil)	Menor (se necesita más precalentamiento/templado)
equilibrio entre resistencia y tenacidad	Moderado (buen equilibrio, más dúctil)	Mayor resistencia (a costa de la ductilidad una vez endurecido)
Costo (típico en el mercado de moldes)	Bajo–Moderado	Moderado–Alto

Recomendaciones finales: - Elija 1.2311 si: - Para los moldes de inyección de plástico se necesita un acero para moldes preendurecido con excelente maquinabilidad y capacidad de pulido. - El acabado superficial y la estabilidad dimensional con un mínimo de postprocesamiento son fundamentales. - Las reparaciones de soldadura serán ocasionales y se busca la facilidad de soldadura. - Reducir los plazos de entrega y contener los costes son prioritarios.

• Elige 1.2738 si:
• La aplicación requiere una mayor dureza y resistencia al desgaste después del temple y revenido.
• Las herramientas estarán expuestas a mayores cargas mecánicas, desgaste abrasivo o se requiere una vida útil más prolongada.
• Usted acepta un tratamiento térmico más complejo, un mayor potencial de distorsión y la necesidad de herramientas resistentes al carburo en el mecanizado/rectificado.

Nota final: Ambos grados son valiosos para la fabricación de herramientas y moldes. La elección correcta depende del rango de rendimiento prioritario: acabado superficial y facilidad de mecanizado frente a máxima templabilidad y resistencia al desgaste. Para cualquier adquisición o diseño crítico, confirme los límites químicos y mecánicos específicos en el certificado de fábrica y consulte con su proveedor de tratamiento térmico para adecuar la selección del material a las condiciones de procesamiento y servicio previstas.