DX51D vs DX52D – Composición, tratamiento térmico, propiedades y aplicaciones

Introducción

DX51D y DX52D son dos designaciones europeas de acero al carbono de baja aleación y laminación en frío, ampliamente utilizadas y suministradas comúnmente en bobinas o flejes galvanizados en caliente o prepintados para la construcción, la fabricación de piezas de automoción y la fabricación en general. Los ingenieros, los responsables de compras y los planificadores de producción se enfrentan con frecuencia a un dilema de selección: elegir el grado que maximiza la conformabilidad para operaciones complejas de estampado y embutición profunda, o elegir el grado que ofrece mayor resistencia tras la fabricación y un mejor comportamiento de los bordes para componentes estructurales o portantes.

La principal diferencia técnica entre ambos aceros radica en su equilibrio mecánico de procesamiento: uno está optimizado para una mayor facilidad de conformado y una mejor calidad superficial, mientras que el otro está diseñado para ofrecer una resistencia a la tracción y un límite elástico ligeramente superiores con espesores comparables. Dado que ambos son aceros de baja aleación y bajo carbono destinados a aplicaciones de bandas recubiertas, se comparan habitualmente al especificar paneles, perfiles y piezas de automoción galvanizadas, donde el equilibrio entre la facilidad de conformado y la resistencia es fundamental.

1. Normas y designaciones

• Norma europea principal: EN 10346 (acero revestido en caliente continuo) — Serie DX (por ejemplo, DX51D, DX52D).
• Normas y correspondencias relacionadas/anteriores: EN 10142 / EN 10147 (aceros laminados en frío y revestidos en caliente) y las implementaciones nacionales pueden utilizar etiquetas similares.
• Equivalentes internacionales/casi equivalentes: familia JIS SPCC/SGCC en Japón, familia ASTM A1008/A653 (para aceros laminados en frío revestidos) en los EE. UU. y varias designaciones GB chinas (por ejemplo, SGCC); tenga en cuenta que las equivalencias directas son aproximadas y requieren verificación de propiedades mediante certificados de fábrica.
• Clase de aleación: tanto el DX51D como el DX52D son aceros de bajo carbono, no inoxidables y no aptos para herramientas (aceros de construcción convencionales de bajo carbono/baja aleación). No se consideran aceros estructurales microaleados de alta resistencia (HSLA) a menos que el proveedor añada explícitamente elementos de microaleación.

2. Composición química y estrategia de aleación

Los fabricantes de acero suelen limitar la aleación en los grados DX para mantener bajos los costos y la compatibilidad con los recubrimientos, al tiempo que permiten un comportamiento óptimo durante el estampado y el recubrimiento. Las composiciones comerciales típicas se controlan rigurosamente, pero los límites exactos dependen de la química de la planta y de las propiedades finales deseadas. La tabla a continuación muestra rangos típicos representativos utilizados en la industria; siempre verifique con el certificado de la planta para el material de producción.

Elemento	DX51D (peso típico%)	DX52D (peso típico%)	Notas
do	0,03–0,12	0,03–0,12	Bajo contenido de carbono para preservar la conformabilidad y la soldabilidad; objetivos de bajo contenido de carbono más estrictos para lotes de embutición profunda.
Minnesota	0,20–0,70	0,25–0,80	El Mn proporciona resistencia y templabilidad; los lotes de DX52D pueden tender ligeramente a ser más altos para aumentar el rendimiento.
Si	0,02–0,20	0,02–0,20	El silicio se utiliza como desoxidante; los niveles se mantienen moderados para controlar la formación de incrustaciones superficiales y la adherencia del recubrimiento.
PAG	≤ 0,025	≤ 0,025	Se mantiene bajo para evitar la fragilidad y para mantener la calidad del recubrimiento.
S	≤ 0,025	≤ 0,025	Controlado para mejorar la calidad de la superficie y la conformabilidad.
Cr	típicamente < 0,05	típicamente < 0,05	No se alea intencionadamente en la mayoría de los lotes; pueden quedar pequeños residuos.
Ni	típicamente < 0,03	típicamente < 0,03	Solo trazado.
Mo, V, Nb, Ti, B, N	trazas–ppm	trazas–ppm	Las adiciones de microaleaciones son inusuales en los grados DX estándar; las series especiales pueden incluir microaleaciones para un control de resistencia más preciso.

Cómo afecta la aleación a las propiedades: - El carbono y el manganeso son los principales elementos de refuerzo; un mayor contenido de Mn o C aumenta la resistencia, pero reduce la conformabilidad y la soldabilidad si es excesivo.
- El silicio, el fósforo y el azufre se controlan para preservar la adherencia del recubrimiento y la ductilidad de la superficie.
- La microaleación (por ejemplo, pequeñas cantidades de V, Nb, Ti) no es típica de los grados DX estándar, pero si se utiliza produce un refinamiento del grano y un mayor rendimiento con una ductilidad comparable, lo que cambia el comportamiento de conformado y soldadura.

3. Microestructura y respuesta al tratamiento térmico

Microestructura típica: Ambos grados se fabrican como banda decapada y laminada en frío, y posteriormente se recocen para recuperar su ductilidad antes del galvanizado o la pintura. La microestructura típica es ferrita con una pequeña fracción de perlita; la proporción exacta de ferrita/perlita depende del contenido de carbono y del historial de enfriamiento. - Debido a que son aceros recocidos y no están destinados al temple y revenido, su microestructura es relativamente gruesa en comparación con los aceros templados y revenidos.

Respuesta al procesamiento y al tratamiento térmico: El proceso industrial habitual consiste en una reducción en frío seguida de un recocido continuo (en caja o continuo), y posteriormente un galvanizado/pintado. Esto produce una matriz de ferrita blanda y dúctil, apta para el conformado. Estos aceros no están diseñados para endurecerse mediante temple y revenido. Intentar someterlos a un tratamiento térmico para aumentar su resistencia resulta poco práctico y conlleva el riesgo de dañar el recubrimiento. - El procesamiento termomecánico controlado no es típico para los grados DX estándar; si una planta utiliza laminación controlada o microaleación, el DX52D puede producirse con un tamaño de grano ligeramente más fino y una resistencia ligeramente elevada, pero este es un detalle específico de la producción.

Consecuencias: - Los lotes DX51D destinados a una mayor formabilidad pueden presentar una ferrita ligeramente más gruesa con menos islas perlíticas y menor tensión residual por laminación en frío.
- El DX52D puede producirse para lograr un mayor rendimiento mediante ajustes menores en la composición o el procesamiento, modificando el equilibrio ferrita/perlita o la densidad de dislocación residual.

4. Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas de los grados DX varían según el espesor, el temple y el proveedor. Los valores que se muestran a continuación representan rangos típicos para bandas laminadas en frío, recocidas y recubiertas. Para los cálculos de diseño, consulte siempre el certificado de fabricación del proveedor.

Propiedad	DX51D (típico)	DX52D (típico)
Resistencia a la tracción (MPa)	260–420	300–460
Límite elástico (0,2% de deformación) (MPa)	140–320	180–350
Alargamiento (A%)	26–40% (dependiendo del grosor)	20–35%
Resistencia al impacto (cualitativa)	Funciona bien a temperatura ambiente; no está especificado para uso criogénico.	Funciona bien a temperatura ambiente; ligeramente por debajo del DX51D en algunos lotes.
Dureza (HB)	100–160 (rango típico)	120–180 (rango típico)

Interpretación: - El DX52D suele especificarse para niveles de resistencia ligeramente superiores a los del DX51D; en consecuencia, puede presentar una elongación y una conformabilidad ligeramente reducidas.
- El DX51D es generalmente más dúctil y más fácil de conformar en frío, lo que lo hace preferible para operaciones de embutición profunda y estampado complejo.
- La resistencia al impacto a temperatura ambiente es generalmente aceptable para ambos; ninguno está diseñado para servicios de alta resistencia o baja temperatura sin pruebas específicas.

5. Soldabilidad

Tanto el DX51D como el DX52D son fácilmente soldables mediante métodos convencionales de soldadura por fusión y resistencia debido a su bajo contenido de carbono. Para evaluar la soldabilidad, los profesionales suelen utilizar métricas de carbono equivalente como las fórmulas IIW y Petit.

Ejemplos de fórmulas de equivalencia de carbono: - Equivalente de carbono IIW: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Fórmula Petit (Pcm): $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretación cualitativa: - Tanto el DX51D como el DX52D presentan bajos valores de $CE_{IIW}$ y $P_{cm}$ en relación con los aceros de mayor aleación, lo que indica una baja susceptibilidad al agrietamiento en frío y regímenes de tratamiento de precalentamiento/post-soldadura sencillos en la práctica típica de taller.
- El DX51D, con una resistencia objetivo ligeramente inferior y a menudo un equivalente de carbono efectivo menor en lotes de producción típicos, generalmente será más fácil de soldar con un precalentamiento menor y un riesgo reducido de formación de ZAT martensítica.
La aleación ligeramente superior de DX52D o su mayor contenido de manganeso puede aumentar marginalmente la templabilidad; por lo tanto, para espesores y restricciones de soldadura críticos, los procedimientos de soldadura deben estar cualificados. Verifique siempre la cualificación del procedimiento y el certificado de fábrica.

Notas prácticas sobre soldadura: - En superficies galvanizadas, elimine o acomode zinc en la zona de soldadura para evitar porosidad y humos; utilice ventilación adecuada y protección para el personal.
- Utilice metales de aporte estándar para acero dulce; elija un material de aporte con una resistencia a la tracción similar si se requiere un buen rendimiento mecánico posterior a la soldadura.

6. Corrosión y protección de superficies

• Estos aceros DX no son aceros inoxidables; la resistencia a la corrosión se logra mediante recubrimientos superficiales como el galvanizado en caliente (Z), el galvanizado recocido (GA) o sistemas de pintura orgánica. La composición del acero base no confiere una resistencia significativa a la corrosión atmosférica.
• Al comparar DX51D con DX52D, el comportamiento ante la corrosión es prácticamente idéntico cuando se recubren de forma idéntica; las diferencias provienen del tipo de recubrimiento, el grosor y la protección de los bordes, más que de la química base.
• PREN no es aplicable a estos aceros no inoxidables; para aleaciones inoxidables se utilizaría: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• Guía para la selección de recubrimientos: HDG para envolventes de edificios exteriores y protección general contra la corrosión; galvanizado en caliente para adherencia de pintura y recubrimientos para automóviles; prepintado para estética arquitectónica con un pretratamiento adecuado del sustrato.

7. Fabricación, maquinabilidad y conformabilidad

• Conformabilidad/doblabilidad: El DX51D suele ofrecer un rendimiento superior en embutición profunda, estirado y doblado complejo debido a su límite elástico ligeramente inferior y mayor ductilidad. El DX52D, debido a sus mayores límites elásticos y resistencia, puede presentar una mayor recuperación elástica y requerir un control de herramientas más preciso.
• Corte y punzonado: Ambos grados se mecanizan de forma similar; el DX52D puede presentar mayor desgaste de la herramienta en zonas de mayor resistencia. Utilice herramientas afiladas y una holgura adecuada para los orificios punzonados.
• Maquinabilidad: Su bajo contenido en carbono proporciona una buena maquinabilidad; no se requieren herramientas especiales más allá de las prácticas habituales para el acero dulce. El recubrimiento puede afectar la vida útil de la herramienta y requerir refrigerante o recubrimientos diferentes.
• Acabado superficial: Para aplicaciones prepintadas o recubiertas, los límites de conformación también están determinados por la ductilidad del recubrimiento; elija un grado con un sistema de recubrimiento compatible y límites de conformación nominales.

8. Aplicaciones típicas

DX51D – Usos típicos	DX52D – Usos típicos
Paneles interiores de automóviles, paneles de carrocería no estructurales (embutición profunda)	Elementos estructurales de automoción donde se requiere una mayor resistencia a la tracción (rieles interiores, refuerzos)
Cubiertas, revestimientos, canalones (láminas revestidas)	Fachadas estructurales, correas, donde se requiere mayor rigidez/resistencia
Carcasas de electrodomésticos, conductos de climatización, estanterías	Perfiles conformados en frío, estructuras ligeras, perfiles
Paneles arquitectónicos prepintados que requieren radios de curvatura ajustados	Aplicaciones que requieren una mayor tensión admisible en calibres más delgados

Justificación de la selección: - Elija DX51D cuando se priorice el conformado extenso (embutición profunda, dobleces cerrados) y el acabado superficial, y cuando las cargas de diseño sean moderadas.
- Elija DX52D cuando necesite una mayor resistencia a la tracción/límite elástico en el producto final (lo que permite calibres más ligeros o una mayor capacidad de carga) y el conformado sea moderado en lugar de extremo.

9. Costo y disponibilidad

• Ambos grados se producen ampliamente y suelen estar disponibles en bobinas, láminas cortadas a medida y bobinas hendidas. La disponibilidad puede variar según la región y el tipo de recubrimiento.
• Coste relativo: El DX51D suele ser ligeramente más económico que el DX52D porque el material objetivo de menor resistencia es más fácil de producir y más común para bandas recubiertas en general. El DX52D puede tener un pequeño sobreprecio dependiendo de la demanda de mayor resistencia o tolerancias mecánicas más estrictas.
• Plazos de entrega: Normalmente disponemos de bobinas de calibre estándar galvanizadas y prepintadas. Los lotes personalizados o con espesores/gramajes de recubrimiento inusuales tendrán plazos de entrega más largos.

10. Resumen y recomendación

Atributo	DX51D	DX52D
soldabilidad	Excelente (un poco más fácil)	Excelente (requiere atención en soldaduras más gruesas y con alta restricción)
equilibrio entre resistencia y tenacidad	Menor resistencia, mayor ductilidad/conformabilidad	Mayor resistencia, ductilidad ligeramente menor
Costo	Ligeramente inferior (uso general común)	Ligeramente superior (objetivo de fuerza más alto)

Elija DX51D si: - Su proceso de fabricación requiere embutición profunda, radios de curvatura reducidos o conformado por estiramiento extenso, y se necesita una ductilidad máxima para la geometría de la pieza.
- La aplicación prioriza la calidad de la superficie para pintura o acabados arquitectónicos visibles.
- Prefieres un coste de material ligeramente inferior y una amplia disponibilidad de existencias.

Elija DX52D si: - Se necesita un ligero aumento del límite elástico o de la resistencia a la tracción para reducir el calibre o aumentar la capacidad de carga, manteniendo una conformabilidad razonable.
Las piezas están moderadamente formadas, pero se benefician de una mayor rigidez una vez ensambladas o de un mejor rendimiento de los bordes.
- Necesitas un material que permita diseños de menor calibre sin tener que recurrir a aleaciones HSLA de mayor coste.

Nota práctica final: Los aceros DX51D y DX52D son muy similares; la selección final debe basarse en los certificados de fábrica del proveedor que indiquen los valores químicos y mecánicos exactos, en pruebas de piezas o de conformado para la geometría de producción y en la cualificación del procedimiento de soldadura cuando exista criticidad en la unión. Utilice los rangos numéricos y la guía cualitativa anteriores como punto de partida y verifique mediante la fabricación de muestras antes del lanzamiento de la producción en serie.