M35 vs M42 – Composición, tratamiento térmico, propiedades y aplicaciones

Introducción

El M35 y el M42 son dos aceros rápidos para herramientas (HSS) de uso común que suelen presentarse como alternativas cuando ingenieros y especialistas en compras especifican herramientas de corte, brocas, machos de roscar y componentes resistentes al desgaste. La elección suele centrarse en el equilibrio entre dureza en caliente y resistencia al desgaste frente a tenacidad, maquinabilidad y coste. En resumen, un grado prioriza la dureza a altas temperaturas y la resistencia al desgaste, mientras que el otro ofrece un equilibrio ventajoso entre tenacidad y rendimiento a un menor coste.

Dado que ambos grados pertenecen a la serie de aceros rápidos de molibdeno/tungsteno y contienen cobalto, se comparan frecuentemente para aplicaciones de mecanizado exigentes donde la vida útil de la herramienta bajo calor y corte intermitente es crucial. Este artículo compara estándares, composición, microestructura, comportamiento ante tratamientos térmicos, propiedades mecánicas, soldabilidad, protección superficial y contra la corrosión, características de fabricación, aplicaciones típicas, costo y disponibilidad, y recomendaciones para la selección final.

1. Normas y designaciones

• Normas y designaciones comunes para estos grados:
• AISI/SAE: M35, M42 (usado frecuentemente en Norteamérica)
• DIN/EN: A menudo se hace referencia cruzada a HSxV o códigos HSS similares (consulte las tablas estándar específicas para obtener la referencia cruzada exacta).
• JIS: Utiliza otros códigos HSS; consulte JIS G4305 y la documentación del proveedor.
• GB (China): Listado bajo aceros rápidos chinos con números de pieza locales
• Clasificación:
• Tanto el M35 como el M42 son aceros para herramientas, específicamente aceros rápidos (HSS).
• Son aceros aleados/para herramientas, no aceros inoxidables ni aceros estructurales HSLA.

2. Composición química y estrategia de aleación

La siguiente tabla muestra los rangos de composición típicos para los elementos clave. Estos son rangos de fabricación comunes utilizados para especificaciones y adquisiciones; los valores exactos varían según la norma y el fabricante.

Elemento	M35 (rango típico, % en peso)	M42 (rango típico, % en peso)
do	0,80–0,95	0,95–1,15
Minnesota	≤ 0,40	≤ 0,40
Si	≤ 0,40	≤ 0,40
PAG	≤ 0,03	≤ 0,03
S	≤ 0,03	≤ 0,03
Cr	~3,5–5,0	~3,5–4,5
Ni	- (rastro)	- (rastro)
Mes	~4,5–5,5	~8.0–10.0
W	~5,5–7,0	~1.0–2.0
V	~1,5–2,5	~1,0–1,6
Co	~4,5–6,0	~7,5–9,0
Nb, Ti, B, N	trazas o impurezas controladas	trazas o impurezas controladas

Cómo influyen los elementos de aleación en las propiedades - Carbono: Determina la dureza de la martensita y la fracción de volumen de carburo; un mayor contenido de carbono aumenta la dureza tras el temple, pero puede reducir la tenacidad y la soldabilidad. - Cromo: Añade resistencia al revenido, templabilidad y resistencia a la corrosión en pequeña medida. - Molibdeno y tungsteno: Promueven el endurecimiento secundario y la dureza en caliente; el molibdeno en M42 es especialmente alto para mantener una dureza sostenida a temperaturas elevadas. - Vanadio: Forma carburos de vanadio estables que mejoran la resistencia al desgaste y la retención del filo. - Cobalto: Aumenta la dureza en caliente y la estabilidad térmica de la matriz; un mayor contenido de cobalto en M42 incrementa el rendimiento a altas temperaturas a expensas de la maquinabilidad y el costo.

3. Microestructura y respuesta al tratamiento térmico

microestructuras típicas - En ambos grados, la microestructura deseada después del tratamiento térmico apropiado es una matriz martensítica dura que contiene una distribución de carburos de aleación (carburos ricos en Cr, ricos en Mo/W y ricos en V). - M35: Martensita con carburos complejos distribuidos uniformemente (MC, M6C, M23C6). La presencia de aproximadamente un 5 % de Co aumenta la estabilidad de la matriz y la dureza en caliente sin modificar drásticamente los tipos de carburos respecto a la familia M2/M35. - M42: Un mayor contenido de Mo y Co aumenta la cantidad y la estabilidad de los carburos ricos en Mo y contribuye a una mayor respuesta de endurecimiento secundario; la matriz resiste mejor el ablandamiento por revenido a temperaturas elevadas.

respuesta al tratamiento térmico - Secuencia normal: precalentamiento(s) → endurecimiento (austenización a alta temperatura) → temple (aceite/aire según el tamaño) → revenido en varias etapas para lograr la dureza y tenacidad finales. - M35: Temperaturas de austenización típicamente en el rango de aceros rápidos (por ejemplo, aproximadamente 1180–1220 °C, según el fabricante), seguidas de temple en aceite y revenido. Buena combinación de dureza y tenacidad con un revenido adecuado. - M42: Requiere una austenización cuidadosa para disolver los carburos necesarios para el endurecimiento secundario (las temperaturas varían según el grado). El M42 se beneficia de ciclos controlados de revenido a alta temperatura para precipitar carburos secundarios que le confieren una dureza en caliente excepcional.

Procesamiento termomecánico El forjado y el laminado controlado, seguidos de una normalización adecuada, refinan el tamaño de grano y la distribución de carburos en ambas calidades. El mayor contenido de aleación del M42 se beneficia del control microestructural para evitar la retención excesiva de austenita y optimizar la dispersión de carburos.

4. Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas dependen en gran medida del tratamiento térmico y del tamaño de la sección. La tabla siguiente presenta comparaciones típicas de dureza, tanto cualitativas como numéricas, en muestras tratadas térmicamente.

Propiedad	M35	M42
Resistencia a la tracción	Alto (dependiente de H/T) — típicamente comparable a la familia HSS	Muy alta con una dureza similar (soporta cortes de alta carga).
Resistencia a la fluencia	Alto; dependiente del tratamiento térmico	Muy alta; mayor resistencia a altas temperaturas que el M35
Alargamiento	Moderado-bajo (aceros para herramientas)	Ligeramente inferior a M35 con una dureza equivalente.
Resistencia al impacto	Mejor que el M42 (más permisivo)	Menor que M35 con la misma dureza debido a su mayor contenido de aleación
Dureza (HRC, típica tras temple y revenido)	~62–65 HRC	~66–69 HRC (mayor capacidad de dureza en caliente)

Interpretación - Resistencia y resistencia en caliente: El M42 normalmente ofrece mayor dureza y resistencia retenidas a temperaturas de corte elevadas debido a un mayor contenido de Mo y Co y a la precipitación de carburos secundarios. - Tenacidad y ductilidad: El M35 tiende a ser más tenaz y menos quebradizo que el M42 a niveles de dureza similares, lo que lo hace preferible donde son comunes los impactos o los cortes interrumpidos. - Dureza: El M42 generalmente alcanza y mantiene una mayor dureza, particularmente en ambientes de alta temperatura.

5. Soldabilidad

La soldabilidad de los aceros rápidos es limitada en comparación con los aceros al carbono. Los factores clave son el contenido de carbono, la templabilidad y la microaleación.

Índices comunes de soldabilidad (ilustrativos): - Equivalente de carbono (IIW): $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Pcm (para el riesgo general de fisuración de 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 - M35: Contenido moderado de carbono y cobalto; se requiere precalentamiento, control de la temperatura entre pasadas y tratamiento térmico posterior a la soldadura para evitar el agrietamiento en frío y restaurar la tenacidad. Deben utilizarse consumibles y procedimientos de soldadura específicos para aceros de alta resistencia (HSS). - M42: Un mayor contenido de carbono y aleación (especialmente Mo y Co) aumenta la templabilidad y la susceptibilidad al agrietamiento por soldadura, generando microestructuras duras y frágiles en la zona afectada por el calor (ZAC). Soldar M42 es más difícil y suele desaconsejarse a menos que sea crítico; si se requiere soldar, es obligatorio un precalentamiento estricto, un bajo aporte térmico y ciclos de revenido. - En ambos casos, para piezas críticas de acero rápido (HSS), se suele preferir el brasado o la unión mecánica a la soldadura por fusión.

6. Corrosión y protección de superficies

• Ni el M35 ni el M42 son aceros inoxidables; su resistencia a la corrosión es modesta y se deriva principalmente del contenido de Cr.
• Protección superficial típica para aceros para herramientas no inoxidables:
• Recubrimientos protectores: TiN, TiCN, AlTiN (deposición física de vapor) para mejorar el desgaste y reducir la adhesión.
• Recubrimientos químicos/galvánicos: no son típicos en herramientas de corte, pero son posibles en dispositivos de sujeción; la galvanización rara vez se utiliza en herramientas de corte de acero rápido (HSS).
• Pinturas y pasivación: más aplicables a carcasas y componentes no cortantes.
• El PREN (número equivalente de resistencia a la corrosión por picaduras) no es aplicable a estos aceros para herramientas que no son inoxidables: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• Para entornos de corte donde la corrosión puede acelerar el desgaste, especifique recubrimientos resistentes a la corrosión o considere aceros inoxidables para herramientas solo cuando el rendimiento frente a la corrosión y el desgaste justifique las contrapartidas.

7. Fabricación, maquinabilidad y conformabilidad

• Maquinabilidad:
• M35: La maquinabilidad es moderada para HSS; la presencia de cobalto reduce un poco la maquinabilidad pero proporciona tenacidad y dureza en caliente.
• M42: Menor maquinabilidad que el M35 debido a un mayor contenido de cobalto y molibdeno, además de un mayor contenido de carbono; se esperan condiciones de corte más difíciles para el conformado antes del tratamiento térmico final.
• Rectificado y acabado: Ambos grados requieren rectificado con diamante o CBN para el acabado en estado endurecido. La dureza del M42 exige sistemas abrasivos más robustos y velocidades de remoción más lentas.
• Conformado y doblado: Como aceros para herramientas, no se conforman fácilmente en frío en estado endurecido. Es común el trabajo en caliente o la forja en estado recocido; el conformado final suele completarse antes del endurecimiento.
• Acabado superficial: Recubrimientos (PVD/CVD) que se aplican comúnmente después del tratamiento térmico para mejorar la resistencia al desgaste y la lubricidad.

8. Aplicaciones típicas

M35 (usos comunes)	M42 (usos comunes)
Machos, brocas y fresas de alto rendimiento para corte de uso general donde la tenacidad es importante.	Fresas de alta velocidad, brochas, brocas de larga duración y hojas de sierra donde la resistencia al desgaste a altas temperaturas es fundamental.
Herramientas de conformado y ciertos troqueles de trabajo en frío	Herramientas para producción de alta velocidad, cortes interrumpidos y aleaciones difíciles de mecanizar.
Herramientas HSS de uso general donde se requiere un equilibrio entre coste y rendimiento	Herramientas especializadas que requieren una dureza al rojo superior y una retención de filo excepcional bajo calor.

Justificación de la selección - Elija M35 cuando se desee un equilibrio entre tenacidad, dureza en caliente razonable y menor costo; ideal para cortes interrumpidos y aplicaciones donde ocurren cargas de choque ocasionales. - Elija M42 cuando la vida útil de la herramienta a altas velocidades de corte y temperaturas elevadas sea la prioridad, especialmente para el mecanizado continuo a alta velocidad de materiales difíciles o cuando se deba minimizar la frecuencia de reafilado.

9. Costo y disponibilidad

• Coste: El M42 suele ser más caro que el M35 debido a su mayor contenido de aleación (principalmente cobalto y molibdeno) y a un procesamiento más complejo. Cabe esperar mayores costes por kilogramo y por herramienta para el M42.
• Disponibilidad: El M35 está ampliamente disponible en formatos estándar (barras redondas, planas, piezas en bruto para herramientas). El M42 también está disponible, pero puede tener existencias más limitadas y plazos de entrega más reducidos; muchos proveedores lo ofrecen principalmente para el mercado de herramientas de alto rendimiento. Es común encontrar herramientas recubiertas y acabadas en ambos grados, fabricadas por especialistas.

10. Resumen y recomendación

Atributo	M35	M42
soldabilidad	Mejor (pero aún requiere cuidados)	Más difícil; alto riesgo sin procedimientos estrictos
equilibrio entre resistencia y tenacidad	Buena tenacidad con alta capacidad de dureza	Mayor resistencia al calor y al desgaste; mayor resistencia a la fractura
Costo	Más bajo	Más alto

Elija M35 si... - Necesitas un acero rápido (HSS) rentable con buena tenacidad para cortes interrumpidos, la vida útil de la herramienta es importante pero no debe estar determinada por el desgaste a altas temperaturas, y una dureza en caliente moderada es suficiente. - Prevé trabajos de soldadura, reparación o modificaciones in situ y desea una restauración posterior a la soldadura relativamente más sencilla.

Elige M42 si... - Su requisito principal es una retención de filo superior y una dureza en caliente a altas velocidades de corte o en producción de alta exigencia donde las temperaturas elevadas y la abrasión predominan en el desgaste de la herramienta. - Es fundamental prolongar la vida útil entre rectificados y el presupuesto permite un mayor coste inicial de las herramientas.

Nota práctica final Especifique la calidad, las condiciones de tratamiento térmico previstas, el tamaño de la sección del componente y el entorno de aplicación. Para herramientas críticas, solicite a los proveedores muestras tratadas térmicamente, los ciclos de temple recomendados y las opciones de recubrimiento. Estos detalles suelen tener una influencia proporcionalmente mayor en el rendimiento en servicio que las pequeñas diferencias de composición por sí solas.