NM400 vs JFE-EH400 – Composición, tratamiento térmico, propiedades y aplicaciones

Introducción

Los aceros NM400 y JFE-EH400 son aceros de alta dureza, templados y revenidos, resistentes al desgaste y ampliamente utilizados en aplicaciones donde la resistencia a la abrasión es primordial. Los equipos de compras e ingeniería suelen elegir entre ellos al equilibrar el costo, la consistencia de las propiedades mecánicas, la soldabilidad y los requisitos de la cadena de suministro. Las decisiones típicas incluyen la selección de un material de menor costo y amplia disponibilidad para piezas de desgaste masivas, frente a la especificación de un grado premium de un fabricante reconocido cuando se requiere un control de calidad más estricto en la planta y una tenacidad documentada.

La principal diferencia práctica radica en que el NM400 representa una clase de aceros resistentes al desgaste, comúnmente fabricados según las especificaciones chinas/asiáticas (una familia de aceros resistentes a la abrasión), mientras que el JFE-EH400 es un producto de la serie EH (Easy-Handled/Enhanced Hardness) patentada por JFE Steel, con controles de proceso documentados y trazabilidad del producto. Dado que ambos alcanzan nominalmente el mismo nivel de dureza (≈400 HB), diseñadores y compradores los comparan frecuentemente para evaluar su equivalencia en composición química, respuesta al tratamiento térmico, rendimiento mecánico y comportamiento durante la fabricación.

1. Normas y designaciones

• NM400: Se suministra habitualmente conforme a las normas chinas/asiáticas y las especificaciones comerciales (p. ej., GB/T y certificados específicos del vendedor). Es un acero de baja aleación, templado y revenido, de alta dureza, clasificado como resistente al desgaste (no inoxidable). Pertenece a la categoría de variantes HSLA diseñadas para la resistencia a la abrasión.
• JFE-EH400: Se suministra bajo la designación patentada de JFE, serie “EH”, y puede consultarse en la documentación de productos JIS/JFE. Se trata, asimismo, de un acero templado y revenido, de baja aleación y resistente a la abrasión (tipo HSLA para servicio de desgaste).

Clasificación: ambos son aceros de baja aleación, templados y revenidos, resistentes al desgaste (no son aceros para herramientas ni inoxidables). Suelen identificarse por su dureza nominal para uso final (400 HB).

2. Composición química y estrategia de aleación

La composición química exacta de estos aceros varía según la fábrica, el espesor de la chapa y la opción de producto específica. La tabla siguiente muestra los rangos de composición típicos reportados por las fábricas y las fichas técnicas de la industria para los aceros de clase NM400 y para JFE-EH400. Estos rangos se presentan como representativos; siempre verifique con el certificado de ensayo de fábrica (MTC) del proveedor correspondiente al pedido.

Elemento (en % peso)	NM400 — Rango típico	JFE-EH400 — Rango típico
do	0,12 – 0,22	0,10 – 0,20
Minnesota	0,8 – 1,6	0,7 – 1,4
Si	0,2 – 0,9	0,2 – 0,6
PAG	≤ 0,035	≤ 0,03
S	≤ 0,035	≤ 0,02
Cr	0,2 – 0,7	0,2 – 0,7
Ni	traza – 0,5	traza – 0.4
Mes	traza – 0,25	traza – 0,2
V	0 – 0,08	0 – 0,08
Nótese bien	0 – 0,03	0 – 0,03
Ti	0 – 0,02	0 – 0,02
B	0 – 0,002	0 – 0,002
norte	típicamente ≤ 0,015	típicamente ≤ 0,015

Explicación: El carbono, el manganeso y el silicio proporcionan resistencia y templabilidad básicas. Un contenido ligeramente superior de manganeso en algunas variantes de NM400 aumenta la templabilidad, pero puede reducir la soldabilidad si no se controla. - Los elementos de microaleación (V, Nb, Ti) refinan el grano y mejoran el equilibrio resistencia-tenacidad, especialmente después de un laminado o revenido controlado. - Pequeñas adiciones de Cr, Mo y, a veces, Ni aumentan la templabilidad y la resistencia al revenido, lo que ayuda a lograr una dureza uniforme en las secciones más gruesas. - El boro en trazas puede utilizarse para mejorar la templabilidad cuando está presente en niveles bajos y controlados.

3. Microestructura y respuesta al tratamiento térmico

Las microestructuras típicas para ambos grados después del procesamiento comercial de temple y revenido son martensita revenida con algunos constituyentes bainíticos retenidos; la microestructura depende del contenido de aleación, la velocidad de enfriamiento y el espesor de la placa.

• NM400: Producido por diversas acerías con distintos niveles de control termomecánico. La microestructura típica tras el temple y revenido es martensita revenida con una dispersión de carburos y precipitados finos si hay elementos microaleados presentes. Las variantes producidas mediante procesamiento termomecánico controlado (TMCP) pueden presentar un tamaño de grano de austenita previo más fino, lo que mejora la tenacidad.
• JFE-EH400: JFE prioriza el control químico y el tratamiento térmico para lograr una matriz martensítica templada uniforme, con mínima segregación y precipitación controlada de carburos. El proceso de producción EH suele generar una microestructura homogénea con un comportamiento predecible en cuanto a dureza y tenacidad en todo el rango de espesores suministrado.

Efectos del tratamiento térmico: - La normalización seguida del revenido puede mejorar la tenacidad, pero puede disminuir la dureza si no se ajustan los parámetros de revenido. - El temple y revenido (T&R) es la vía comercial para alcanzar ~400 HB; los parámetros de revenido controlan el equilibrio entre tenacidad y dureza. - El procesamiento termomecánico controlado (TMCP) previo al tratamiento térmico y recocido produce una tenacidad mejorada con una dureza equivalente debido al refinamiento del grano y al control de la precipitación.

4. Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas varían con el espesor, la composición química exacta y el tratamiento térmico aplicado en la fábrica. La tabla siguiente muestra los rangos de propiedades típicos para placas de clase 400 HB templadas y revenidas.

Propiedad	NM400 — Típico	JFE-EH400 — Típico
Dureza (HBW)	360 – 440 (nominal 400 HB)	360 – 440 (nominal 400 HB)
Resistencia a la tracción (MPa)	~1000 – 1400	~1000 – 1400
Límite elástico (0,2% de prueba, MPa)	~800 – 1200	~800 – 1200
Alargamiento (A5, %)	~8 – 16	~8 – 16
Entalla Charpy V (temperatura ambiente o especificada, J)	Depende en gran medida del proceso de fabricación; típico de 20 a 80 J a temperatura ambiente; la potencia a baja temperatura varía.	Consistencia generalmente comparable o superior debido al procesamiento controlado

Interpretación: - La dureza objetivo es de ~400 HB para ambos; los rangos de tracción y de límite elástico se superponen significativamente porque se está cumpliendo el mismo objetivo de dureza. - Surgen diferencias en la consistencia: el JFE-EH400 generalmente se especifica y se entrega con un control más estricto de la tenacidad y la dispersión de propiedades, especialmente para aplicaciones críticas. - Para una misma dureza nominal, una mayor aleación/templabilidad permite que secciones más gruesas alcancen la dureza objetivo; sin embargo, una mayor templabilidad puede reducir la soldabilidad si no se controla adecuadamente.

5. Soldabilidad

La soldabilidad de estos aceros de alta dureza está determinada por el contenido de carbono, la aleación combinada (templabilidad), el espesor y los tratamientos térmicos previos y posteriores a la soldadura.

Índices empíricos relevantes: - Equivalente de carbono (IIW): $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - PCM (Internacional): $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretación cualitativa: Ambos grados presentan un contenido moderado de carbono y aleación; el CE y el Pcm pueden variar de moderados a moderados según la composición química exacta. Un mayor CE/Pcm indica un mayor riesgo de fisuración en frío y la necesidad de un tratamiento térmico previo o posterior a la soldadura (PWHT). - El JFE-EH400 suele venir con recomendaciones documentadas para el precalentamiento/PWHT y a veces ofrece versiones optimizadas para una mejor soldabilidad (rangos S y P bajos controlados y C más ajustados). Las variantes de NM400 varían según la fábrica; algunas están diseñadas para facilitar la soldadura (menor contenido de carbono, microaleación), mientras que otras priorizan la templabilidad y la vida útil. Buenas prácticas: utilizar consumibles de bajo hidrógeno, precalentar adecuadamente, controlar las temperaturas entre pasadas y realizar un tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) cuando lo requiera el espesor o los umbrales CE/Pcm. La cualificación del procedimiento de soldadura (WPS/PQR) es fundamental.

6. Corrosión y protección de superficies

Se trata de aceros antidesgaste no inoxidables; su resistencia intrínseca a la corrosión es limitada en comparación con los aceros inoxidables.

• Métodos de protección superficial: pintura, recubrimientos industriales, metalización, recubrimientos de sacrificio o galvanizado para protección atmosférica (el galvanizado puede estar limitado por el espesor y la aplicación). Los recubrimientos de revestimiento duro (recubrimientos de soldadura) se utilizan frecuentemente para combinar la tenacidad del sustrato con la resistencia al desgaste superficial.
• El PREN (número equivalente de resistencia a la corrosión por picaduras) no es aplicable a aceros que no sean inoxidables; a modo de referencia, la fórmula del PREN es: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• Utilice recubrimientos resistentes a la corrosión o componentes resistentes a la corrosión independientes cuando el servicio combine un desgaste intenso con entornos químicos o clorados agresivos.

7. Fabricación, maquinabilidad y conformabilidad

• Corte: Ambos grados son más exigentes con los consumibles y las herramientas; el corte por plasma/oxicorte/láser es común; el recorte puede requerir esmerilado posterior a la soldadura.
• Maquinabilidad: Baja; se trata de aceros templables; el mecanizado debe realizarse, de ser posible, en estado recocido blando. El mecanizado de placas templadas y revenidas requiere herramientas de carburo y velocidades de avance reducidas.
• Conformado: El conformado en frío de chapa templada y revenida es limitado; la conformabilidad es baja con una dureza de ~400 HB. El conformado debe realizarse en condiciones más blandas, tras un pre-templado, o bien los componentes deben fabricarse a partir de piezas en bruto más blandas y posteriormente recubrirse con material duro o someterse a un tratamiento térmico hasta alcanzar la dureza final.
• Acabado: El esmerilado y el acondicionamiento requieren abrasivos y EPI adecuados debido a la generación de partículas; el corte por llama o plasma requiere tener en cuenta la ZAT y las propiedades residuales.

8. Aplicaciones típicas

NM400 — Usos típicos	JFE-EH400 — Usos típicos
Cucharas de excavadoras, revestimientos, conductos, tolvas, cajas de camiones volquete, equipos de trituración en aplicaciones donde se requiere una resistencia a la abrasión rentable	Placas y revestimientos antidesgaste para maquinaria minera, trituradoras, revestimientos de molinos y componentes de alto desgaste donde se prioriza el rendimiento constante y la trazabilidad del proveedor.
Equipos agrícolas, maquinaria de movimiento de tierras, manipulación de minerales donde se acepta la sustitución local frecuente	Piezas de desgaste críticas para equipos rotativos; los fabricantes de equipos originales (OEM) especifican tenacidad certificada por fábrica y propiedades homogéneas para instalaciones críticas de seguridad.
Sustrato de recubrimiento duro (acero base para recubrimientos de soldadura)	Aplicaciones que requieren tenacidad validada a temperatura y dispersión controlada de propiedades (por ejemplo, componentes estructurales de gran tamaño sometidos a desgaste).

Justificación de la selección: Seleccione los materiales según el modo de desgaste (deslizamiento o impacto-abrasión), la tenacidad requerida y si se prevé una reparación localizada mediante soldadura. Si predomina el impacto-abrasión, considere calidades con tenacidad comprobada o utilice recubrimientos más gruesos.

9. Costo y disponibilidad

• Los aceros de la clase NM400 se producen ampliamente en numerosas acerías, sobre todo en China y Asia, y suelen ser más competitivos en precio tanto en placas a granel como en los mercados locales. Su disponibilidad es amplia, tanto en espesores comunes como en cortes a medida.
• JFE-EH400 es un producto de marca de una importante fábrica japonesa y su precio puede ser superior debido a los estrictos controles de calidad, la consistencia documentada y la logística de exportación. Está disponible a nivel mundial, pero los plazos de entrega y el costo reflejan dicho precio.
• Formato del producto: Ambos están disponibles en forma de placas, pero las familias de productos JFE pueden proporcionar documentación adicional (registros de tratamiento térmico, análisis químicos, pruebas de resistencia) que añaden valor y coste.

10. Resumen y recomendación

Aspecto	NM400	JFE-EH400
soldabilidad	Variable; depende de la química del molino y de CE/Pcm	Suele estar bien documentado y cuenta con orientación; generalmente ofrece una controlabilidad comparable o superior.
equilibrio entre resistencia y tenacidad	Bueno, variable según el productor y el proceso.	Bueno con un control y una consistencia generalmente más estrictos.
Costo	Generalmente más bajo/más competitivo	Normalmente más alto (prima)
Disponibilidad	Amplio, especialmente en Asia	Bien, con cadena de suministro y documentación específicas de la marca.

Conclusiones / Recomendaciones: Elija NM400 si: el costo y la amplia disponibilidad son factores primordiales, la aplicación se caracteriza por un desgaste abrasivo en lugar de una resistencia crítica al impacto, y el proyecto tolera una mayor variabilidad o puede calificar al proveedor específico. NM400 es una opción práctica para piezas de desgaste masivo donde se prevén reemplazos y reparaciones frecuentes. Elija JFE-EH400 si: requiere un control más estricto de las propiedades, trazabilidad documentada de fábrica y tenacidad uniforme en diferentes espesores; la aplicación es crítica para la seguridad o el rendimiento (p. ej., fabricantes de equipos originales para minería pesada, grandes estructuras); o prefiere un proveedor de marca reconocida con soporte técnico consolidado. JFE-EH400 es preferible cuando la calificación del procedimiento de soldadura y un comportamiento predecible a bajas temperaturas son importantes.

Nota final: Ambos grados están diseñados para ofrecer resistencia al desgaste, no a la corrosión ni para soportar un conformado en frío intensivo. Para cualquier decisión de compra, obtenga y revise los certificados de ensayo de fábrica del proveedor, especifique las temperaturas de impacto requeridas, los requisitos de WPS/PQR y realice soldaduras de prueba y validaciones en campo en condiciones de servicio severas.