CR1 vs CR2 – Composición, tratamiento térmico, propiedades y aplicaciones

Introducción

CR1 y CR2 son designaciones abreviadas comúnmente utilizadas en la industria para distinguir dos grados de acero al carbono laminado en frío, cuya principal diferencia radica en la especificación de la calidad superficial y el control de procesamiento asociado. Ingenieros, gerentes de compras y planificadores de producción se enfrentan con frecuencia a una decisión: elegir la opción de menor costo con un acabado superficial estándar o pagar un precio superior por una mayor calidad superficial que simplifica los procesos posteriores (por ejemplo, acabado, recubrimiento o conformado). Los factores que influyen en la decisión incluyen equilibrar el presupuesto de protección contra la corrosión con la apariencia final, priorizar la soldabilidad y la conformabilidad sobre el acabado estético, y adecuar la clase superficial de la chapa o fleje a los procesos posteriores, como el embutido profundo o el uso arquitectónico exterior.

Aunque los aceros CR1 y CR2 pertenecen a familias metalúrgicas similares (aceros de bajo carbono laminados en frío), se suelen comparar porque uno de ellos impone límites más estrictos en cuanto a la apariencia superficial y los defectos, mientras que el otro tolera mayor variabilidad en el estado de la superficie. Esta diferencia influye en la selección de proveedores, los criterios de inspección y, a menudo, en los procesos secundarios (decapado, recocido, laminado de acabado y tratamiento superficial).

1. Normas y designaciones

CR1 y CR2 son grados comerciales de acero laminado en frío. No son designaciones de aleación internacionales universales como ASTM A36 o EN 10025, sino que suelen corresponder a normas de producto de acero al carbono laminado en frío y especificaciones de proveedores. Entre las normas y familias relevantes que se deben consultar se incluyen: - EN 10130 — Aceros no aleados laminados en frío para conformado en frío (Europa). - JIS G3141 — Chapas y tiras de acero al carbono reducido en frío (Japón). - Normas GB/T para acero al carbono laminado en frío (China). - Especificaciones de productos de proveedores y nacionales que definen clases de superficie, tolerancias y operaciones de acabado.

Clasificación: CR1 y CR2 son aceros al carbono (dulces) producidos mediante laminación en frío; no son aceros para herramientas, aceros inoxidables ni aceros HSLA, a menos que el fabricante los modifique específicamente. Su designación se refiere principalmente a la calidad de la superficie y al control del proceso, más que a una familia de aleaciones diferente.

2. Composición química y estrategia de aleación

Las familias de productos denominadas CR1/CR2 son, por lo general, aceros de bajo carbono laminados en frío. En lugar de representar composiciones químicas únicas, las calidades suelen reflejar la combinación de la composición química nominal y las normas de tratamiento superficial e inspección especificadas. La tabla siguiente resume, en términos cualitativos, la intención de aleación típica y la presencia de elementos en ambas clases.

Elemento	CR1 (grado de superficie A)	CR2 (grado de superficie B; control más estricto)
do	Bajo (acero al carbono comercial)	Bajo (similar a CR1)
Minnesota	Bajo–moderado (desoxidación y fuerza)	Bajo–moderado (similar)
Si	Baja (desoxidación)	Bajo (similar)
PAG	Traza (controlada)	Traza (controlada con los límites más estrictos posibles)
S	Traza (controlada; puede ser ligeramente inferior para una superficie mejorada)	Traza (a menudo más baja para un mejor acabado)
Cr	No se ha añadido intencionadamente (salvo que sea algo especial).	No se añadió intencionadamente
Ni	No se añadió intencionadamente	No se añadió intencionadamente
Mes	No se añadió intencionadamente	No se añadió intencionadamente
V	No se ha añadido intencionadamente (salvo en la variante microaleada).	No se añadió intencionadamente
Nb, Ti	Microaleación ocasional en productos especiales	Poco común en las calificaciones CR estándar
B	Rastro (no típico)	Rastro (no típico)
norte	Nitrógeno disuelto en niveles bajos	Nitrógeno disuelto en niveles bajos

Notas: Los límites químicos exactos vienen establecidos por las especificaciones del proveedor/producto o por la norma nacional de referencia. El par CR1/CR2 se incluye generalmente dentro de la amplia gama de aceros laminados en frío de bajo carbono: las diferencias de composición son mínimas; la distinción industrial radica en las imperfecciones superficiales permitidas y el control del proceso (limpieza, programa de recocido, laminado de acabado). La estrategia de aleación de estos aceros busca mantener bajos los niveles de carbono y elementos residuales para una buena conformabilidad y soldabilidad. Si se requiere mayor resistencia, se utilizan aceros HSLA o microaleados específicos.

3. Microestructura y respuesta al tratamiento térmico

Microestructura típica: Ambos grados se producen mediante laminación en frío de un acero de bajo carbono, seguida de un recocido para recuperar la ductilidad. La microestructura resultante suele ser ferrítica con fracciones variables de perlita (dependiendo del carbono y del historial de enfriamiento). - La reducción en frío introduce una microestructura ferrítica deformada con granos alargados; el recocido produce granos de ferrita equiaxiales recristalizados cuando se completa el recocido.

Procesamiento y respuesta: - Recocido completo (recocido de recristalización): restaura la ductilidad y produce una microestructura suave y uniforme, apta para el conformado. Tanto CR1 como CR2 responden de forma similar al recocido completo debido a la similitud de su composición química. - Se puede utilizar recocido continuo o recocido en caja; los productos CR2 (la clase de superficie más fina) a menudo reciben ciclos de recocido más controlados para reducir la formación de incrustaciones y la descarburación superficial y para lograr características de óxido superficial consistentes. El tratamiento termomecánico (TMT) y el temple y revenido no son habituales en los aceros laminados en frío de bajo carbono CR1/CR2 estándar. Si se requiere mayor resistencia, los fabricantes ofrecerán una calidad diferente (HSLA o microaleado) en lugar de cambiar la denominación CR1/CR2.

Implicación: La principal diferencia microestructural radica en el grado de deformación en frío, la calidad del recocido y el tratamiento superficial, más que en la aleación en masa. El CR2 se procesa generalmente con un control más estricto de la atmósfera de recocido, el enfriamiento y la limpieza para limitar los defectos superficiales y la descarburización.

4. Propiedades mecánicas

Las propiedades cuantitativas dependen de la química exacta, la reducción en frío y el tratamiento térmico. En lugar de valores absolutos, la tabla siguiente compara el comportamiento mecánico esperado en términos cualitativos.

Propiedad	CR1	CR2
Resistencia a la tracción	Gama comercial de acero laminado en frío; control estándar	Similar a CR1; puede especificarse con una tolerancia más estricta.
Fuerza de fluencia	Típico del acero dulce laminado en frío; moderado	Similar, con un control más preciso de los límites de especificación.
Alargamiento (ductilidad)	Bueno después del recocido	Un recocido controlado puede mejorar la repetibilidad.
resistencia al impacto	Valores típicos del acero de bajo carbono a temperatura ambiente	Similar a CR1
Dureza	De baja a moderada, adecuada para formar	De forma similar; algunos proveedores controlan la dureza con mayor precisión en el CR2.

Interpretación: Ninguno de los dos grados es inherentemente más resistente por su composición; las diferencias en las propiedades mecánicas se deben principalmente al control del proceso y a las tolerancias. El control de proceso más estricto del CR2 permite obtener una menor dispersión de propiedades, lo cual es valioso para el conformado de precisión o el ensamblaje que requiere una gran coincidencia mecánica.

5. Soldabilidad

La soldabilidad de CR1 y CR2 es generalmente excelente, ya que ambos son aceros laminados en frío de bajo carbono con templabilidad limitada. Factores clave: - El bajo contenido de carbono reduce el riesgo de una zona afectada por el calor (ZAC) dura y quebradiza. - Los bajos niveles de elementos de aleación y residuales minimizan la susceptibilidad al agrietamiento en frío.

Índices útiles de soldabilidad: - Equivalente de carbono (IIW): $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Fórmula Pcm para la susceptibilidad al agrietamiento por frío: $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Guía de interpretación: - Debido a que los grados CR tienen un bajo contenido de carbono y aleación, los valores de $CE_{IIW}$ y $P_{cm}$ serán típicamente bajos, lo que indica una buena soldabilidad para los procesos comunes de soldadura por fusión y resistencia. Diferencias en la calidad de la superficie: La excelente condición superficial del CR2 reduce el riesgo de defectos de soldadura causados ​​por contaminación superficial, residuos de recubrimiento o incrustaciones. Para productos recubiertos o pintados, la limpieza previa a la soldadura sigue siendo esencial. - El precalentamiento y el tratamiento térmico posterior a la soldadura rara vez son necesarios para los aceros CR1/CR2 estándar en rangos de espesor típicos, pero pueden ser necesarios para secciones gruesas o cuando se unen a aceros de mayor aleación.

6. Corrosión y protección de superficies

Los aceros no inoxidables (CR1/CR2) no proporcionan una resistencia significativa a la corrosión mediante aleación; la protección depende de los recubrimientos y el acabado superficial. - Protecciones comunes: galvanización (en caliente o electrogalvanizada), recubrimientos orgánicos (imprimaciones, sistemas de pintura), recubrimientos de conversión (fosfato) y pasivación para superficies recubiertas. La calidad de la superficie es fundamental: la mayor limpieza superficial y la menor incidencia de defectos del CR2 se traducen en una mejor adherencia del recubrimiento y una protección anticorrosiva más uniforme. La reducción de los daños superficiales localizados disminuye los puntos de inicio de la corrosión.

Si se habla de aceros inoxidables (no típico de CR1/CR2), se utilizaría el número equivalente de resistencia a la corrosión por picaduras (PREN): $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$ Para CR1/CR2 este índice no es aplicable porque no son aleaciones inoxidables.

7. Fabricación, maquinabilidad y conformabilidad

• Conformado y embutición profunda: Los aceros laminados en frío de bajo carbono (tanto CR1 como CR2) generalmente presentan una excelente conformabilidad tras un recocido adecuado. El CR2, con un control superficial más preciso, es preferible cuando el aspecto de la superficie tras el conformado es fundamental (p. ej., paneles expuestos, electrodomésticos).
• Doblado y estampado: Ambos grados funcionan bien en operaciones de troquelado progresivo y estampado. Las tolerancias de espesor y superficie más ajustadas del CR2 reducen el riesgo de defectos visibles (arrugas, rayaduras) en las piezas terminadas.
• Maquinabilidad: Los aceros laminados en frío presentan una maquinabilidad moderada. Las diferencias de maquinabilidad entre CR1 y CR2 son pequeñas; sin embargo, la uniformidad del acabado superficial en CR2 puede reducir el tiempo de acabado secundario.
• Acabado: Debido a que el CR2 se procesa para mejorar la integridad de la superficie, es posible que se necesite menos acabado mecánico o químico antes de pintar o chapar, lo que ahorra pasos de fabricación.

8. Aplicaciones típicas

CR1 (control de superficie estándar)	CR2 (control de superficie mejorado)
Componentes estructurales en los que el acabado superficial no es crítico (subestructuras, soportes internos)	Paneles exteriores visibles, revestimientos de electrodomésticos, paneles arquitectónicos
Fabricación general y piezas formadas no críticas	Componentes embutidos que requieren superficies lisas y sin defectos
Piezas imprimadas o con recubrimiento grueso donde se enmascara la apariencia del sustrato.	Piezas destinadas a recubrimientos delgados o galvanoplastia donde la calidad del sustrato afecta el acabado
Aplicaciones a granel sensibles al coste, formas estándar	Aplicaciones donde las normas de inspección exigen bajas tasas de defectos superficiales.

Justificación de la selección: - Elija CR1 cuando el proceso posterior (recubrimiento grueso, soldadura o uso interno) tolere imperfecciones superficiales y el costo sea una prioridad. - Elija CR2 cuando los acabados posteriores, la apariencia visual o los recubrimientos sensibles a la adhesión requieran una superficie superior y uniforme.

9. Costo y disponibilidad

• Costo: El acero CR2 suele tener un precio superior al del CR1 debido a controles de proceso más estrictos, una inspección más exhaustiva y, posiblemente, etapas de recocido y limpieza más rigurosas. El sobreprecio varía según el proveedor, la región y la cantidad del pedido.
• Disponibilidad: Ambos grados se producen habitualmente en trenes de laminación en frío y se encuentran en stock en distribuidores. El CR1 suele estar más disponible a granel, mientras que el CR2 puede encontrarse en rangos de ancho/espesor más reducidos y en acabados superficiales más limitados.
• Formatos del producto: Bobinas, láminas y bobinas cortadas son los formatos de suministro estándar. Los plazos de entrega para CR2 pueden ser ligeramente más largos si la clase de superficie requerida es menos común o si se solicitan tratamientos especiales (recocido de limpieza, laminado de acabado).

10. Resumen y recomendación

Atributo	CR1	CR2
Soldabilidad	Excelente (estándar)	Excelente (estándar); ventaja en la limpieza de la superficie
Resistencia-Tenacidad	Gama típica de acero laminado en frío con bajo contenido de carbono; tolerancias estándar	Propiedades macroscópicas similares; un control de proceso más estricto produce una dispersión más estrecha.
Costo	Más bajo (más económico)	Mayor (prima por calidad y control de la superficie)

Recomendación: - Elija CR1 si necesita un acero al carbono laminado en frío rentable para piezas estructurales internas, aplicaciones donde los recubrimientos gruesos enmascaran la apariencia del sustrato o donde los defectos superficiales no afectan el rendimiento. Elija CR2 si necesita una mayor uniformidad superficial para componentes visibles, una adherencia superior del recubrimiento, un control preciso del espesor y la tolerancia, o una reducción de las operaciones de acabado (pulido/reparación). CR2 es preferible cuando los defectos superficiales requerirían retrabajo o provocarían un rechazo estético.

Nota final: Dado que la terminología CR1 y CR2 puede variar según el proveedor y la región, verifique siempre la clase de superficie exacta, las tolerancias de las propiedades mecánicas y la composición química en el certificado de fábrica o del producto antes de la compra. Para aplicaciones críticas (soldadura a metales distintos, conformado severo o requisitos estrictos de corrosión), solicite los datos de ensayo del proveedor y acuerde los criterios de aceptación para defectos superficiales, compatibilidad del recubrimiento y propiedades mecánicas.