NM450 vs JFE-EH450 – Composición, tratamiento térmico, propiedades y aplicaciones

Introducción

Los aceros NM450 y JFE-EH450 son aceros resistentes a la abrasión (AR) disponibles comercialmente, especificados para entornos de alto desgaste donde se requiere elevada dureza y buena tenacidad. Ingenieros, gerentes de compras y planificadores de producción suelen elegir entre ellos al considerar la vida útil, la soldabilidad, los costos de fabricación y las consideraciones de la cadena de suministro. Algunos ejemplos de decisiones incluyen la selección de una placa para carrocerías y revestimientos de camiones volquete (desgaste vs. peso), la elección del material para cucharones de maquinaria de movimiento de tierras (tenacidad y resistencia al impacto vs. dureza) o la especificación de láminas para tolvas y conductos (costo y disponibilidad vs. vida útil).

La principal diferencia entre estos dos grados radica en sus estrategias de aleación y tratamiento térmico de fabricación: uno se produce a menudo para cumplir con una especificación nacional de acero AR, con flexibilidad para la adaptación en planta, mientras que el otro es un grado patentado de un fabricante con límites de composición definidos y un procesamiento controlado para alcanzar las características mecánicas y microestructurales deseadas. Esta diferencia en la composición y el procesamiento genera variaciones sutiles en la templabilidad, la tenacidad y la soldabilidad, factores importantes en el diseño y la fabricación.

1. Normas y designaciones

• NM450
• Se utiliza habitualmente en líneas de productos de acero AR, tanto propias como nacionales (a menudo fabricadas para cumplir con los requisitos de dureza y tenacidad de los clientes, en lugar de con una norma internacional única). Se clasifica como un acero templado y revenido, de baja aleación y alta dureza, resistente al desgaste.
• JFE-EH450
• Los aceros de la serie EH de JFE (por ejemplo, EH400, EH450) son aceros patentados resistentes a la abrasión, fabricados por JFE Steel Corporation. El EH450 es un acero templado y revenido, de alta dureza y resistente al desgaste, con aleación controlada y tratamiento térmico.
• Estándares y familias relevantes en las que aparecen calificaciones comparables:
• ASTM/ASME: Las normas AR400/AR450 se citan comúnmente, pero son designaciones de tipo de producto más que normas químicas estrictas.
• JIS: Las normas industriales japonesas hacen referencia a aceros resistentes al desgaste y grados patentados de acerías japonesas.
• EN: EN 10163 / EN 10029 / EN 10051 abordan los aceros estructurales o resistentes al desgaste en términos más amplios.
• GB: Las normas nacionales chinas y las especificaciones de los fabricantes pueden incluir grados de la serie NM.
• Clasificación: Ambos son aceros de baja aleación, templados y revenidos de alta dureza (no son inoxidables, no son aceros para herramientas, no son HSLA convencionales en el sentido estructural; son aceros AR diseñados para la resistencia al desgaste y una tenacidad aceptable).

2. Composición química y estrategia de aleación

Tabla: presencia/función típica de los elementos de aleación (cualitativa; consulte el certificado de fábrica para obtener los valores exactos)

Elemento	NM450 (estrategia típica)	JFE-EH450 (estrategia típica)
do	Controlado para lograr la dureza objetivo en el temple/revenido; contenido moderado	Controlado de forma similar; optimizado con otras aleaciones para mejorar la templabilidad.
Minnesota	Presente para aumentar la templabilidad y la resistencia; ayuda a la desoxidación	Presente; JFE normalmente controla el Mn para una templabilidad uniforme.
Si	Pequeña adición para la desoxidación; afecta la potencia.	Pequeñas cantidades controladas para la desoxidación y la potencia.
PAG	Se mantiene bajo (control de impurezas) para preservar la dureza.	Se mantiene bajo; el molino suele aplicar límites más estrictos.
S	Control bajo de sulfuros; se mantuvo al mínimo	Baja; controlada para mejorar la tenacidad/soldabilidad
Cr	Puede estar presente en pequeñas cantidades para mejorar la endurebilidad.	Presente en nivel controlado para mejorar la templabilidad y la respuesta al revenido.
Ni	Puede añadirse en pequeñas cantidades para mejorar la resistencia a bajas temperaturas.	Posiblemente presente en pequeñas cantidades en los grados JFE para mejorar la tenacidad.
Mes	Pequeñas adiciones para mejorar la templabilidad y la resistencia al revenido	JFE lo utiliza con frecuencia para ajustar el equilibrio entre resistencia y tenacidad.
V	Microaleación para el refinamiento del grano y la resistencia (trazas)	Puede utilizarse para el refinamiento de granos en cantidades controladas.
Nótese bien	Microaleación de trazas en algunas variantes de producto para el control del grano	Puede utilizarse en cantidades ínfimas en procesos químicos controlados por la planta.
Ti	Traza para control de inclusiones/desoxidación si se utiliza	Trazar si es necesario para la práctica de fabricación
B	Muy pequeño si se usa para aumentar la endurecimiento (control cuidadoso).	Normalmente no se utiliza de forma generalizada, pero es posible en aleaciones específicas.
norte	Controlado; se prefiere un bajo contenido de N para evitar la fragilización.	Niveles de N controlados, generalmente especificados por el fabricante

Explicación Ambas calidades están diseñadas para alcanzar una dureza objetivo (~450 HB) mediante una combinación de carbono, manganeso y pequeños elementos de aleación (Cr, Mo, Ni), además de un tratamiento térmico. El enfoque específico del fabricante (límites patentados y adiciones de microaleación) influye en la templabilidad (capacidad de formar martensita/bainita a través del espesor de la sección), la resistencia al revenido (retención de la dureza después del revenido) y la tenacidad a bajas temperaturas. Los elementos de impureza (P, S) se minimizan porque favorecen la fragilización y reducen la tenacidad al impacto en aceros de alta dureza. Los elementos de microaleación (V, Nb, Ti) se utilizan principalmente para el control del tamaño de grano y el fortalecimiento por precipitación, lo que contribuye a la tenacidad sin un exceso de carbono.

3. Microestructura y respuesta al tratamiento térmico

• Microestructura típica: Tanto el NM450 como el JFE-EH450 logran resistencia al desgaste principalmente gracias a una microestructura martensítica revenida y/o bainítica inferior, producida mediante ciclos controlados de temple y revenido. El equilibrio exacto de fases (martensita revenida frente a bainita) depende de la composición, el espesor de la sección y la velocidad de enfriamiento.
• Respuesta al procesamiento:
• Normalización: Refina el tamaño del grano y homogeneiza la microestructura, pero no produce la dureza objetivo; se utiliza como paso preparatorio.
• Temple y revenido: Método principal para alcanzar una dureza de ~450 HB. El temple crea una estructura martensítica/bainítica dura; el revenido ajusta la tenacidad y alivia las tensiones. La temperatura y el tiempo de revenido influyen significativamente en la relación final entre tenacidad al impacto y dureza.
• Procesamiento termomecánico: El laminado controlado seguido de un enfriamiento acelerado puede producir bainita fina o martensita revenida con mayor tenacidad; una estrategia que a veces se utiliza en productos patentados para obtener una mayor tenacidad con una dureza determinada.
• Diferencias entre fabricantes: La serie EH de JFE normalmente utiliza ciclos de tratamiento térmico y aleación estrictamente controlados para garantizar propiedades uniformes en todo el espesor; las variaciones entre proveedores en los suministros de NM450 pueden dar lugar a microestructuras ligeramente diferentes para la misma dureza nominal.

4. Propiedades mecánicas

Tabla: comparación cualitativa y dureza objetivo típica

Propiedad	NM450 (típico)	JFE-EH450 (típico)
Resistencia a la tracción	Alta (depende del tratamiento térmico; diseñado para resistir el desgaste)	Alto; nominalmente comparable, con un control de especificaciones de fábrica más estricto.
Resistencia a la fluencia	Alto; los valores de diseño varían según el proveedor.	Alto; generalmente similar o ligeramente superior para grados controlados
Alargamiento	Inferior a los aceros estructurales convencionales; aceptable para aceros AR	De forma similar; el JFE suele controlar la tenacidad/ductilidad con mayor precisión.
Resistencia al impacto	Diseñado para una tenacidad razonable a bajas temperaturas de 450 HB, dependiendo del proveedor.	Diseñados generalmente para una resistencia mejorada y uniforme en todo el espesor de la placa.
Dureza (objetivo)	~450 HB (nominal)	~450 HB (nominal)

Notas Las propiedades mecánicas absolutas varían según el proveedor, el espesor de la placa y el tratamiento térmico específico. La dureza es el parámetro definitorio (clase 450 HB). Las propiedades de tracción e impacto deben verificarse en el informe de ensayo de fábrica (MTR) certificado. - En general, un fabricante con control patentado (JFE) busca un equilibrio más consistente entre resistencia y tenacidad a través de la composición y el procesamiento.

5. Soldabilidad

• Consideraciones: El equivalente de carbono y la templabilidad determinan el precalentamiento, la temperatura entre pasadas y el riesgo de fisuración en frío. Los elementos de microaleación y las tensiones residuales también afectan el comportamiento de la soldadura.
• Fórmulas de evaluación comunes (interpretar cualitativamente; no calcular sin la composición exacta):
• Equivalente de carbono (forma IIW):
  $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$
• PCM para soldabilidad:
  $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$
• Interpretación:
• Ambos grados tendrán equivalentes de carbono de moderados a elevados en comparación con el acero dulce; por lo tanto, se suelen requerir temperaturas de precalentamiento y control entre pasadas para soldaduras de penetración completa y para reducir el riesgo de agrietamiento en frío.
• El acero JFE-EH450, fabricado con un control químico más estricto, puede ofrecer parámetros de soldadura más predecibles y un rendimiento uniforme en la zona afectada por el calor (ZAC). La soldabilidad del acero NM450 depende de la composición química específica del proveedor y del espesor de la sección.
• Utilice metales de aporte y procedimientos de soldadura adecuados, diseñados para aceros AR de alta dureza; considere el precalentamiento, los procesos con bajo contenido de hidrógeno y el revenido posterior a la soldadura cuando sea necesario.

6. Corrosión y protección de superficies

• Tanto el NM450 como el JFE-EH450 son aceros de baja aleación no inoxidables seleccionados principalmente por su resistencia al desgaste, no por su resistencia a la corrosión.
• Métodos de protección típicos: pintura, granallado más imprimaciones, recubrimientos por proyección térmica y galvanizado para ambientes moderados (nota: el galvanizado puede ser problemático con aceros de alta dureza debido a los efectos térmicos y la posible fragilización; consulte al proveedor).
• La fórmula PREN no es aplicable a estos aceros no inoxidables; a modo de referencia, el rendimiento del acero inoxidable se suele evaluar mediante:
  $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• Orientación para la selección: Para entornos con desgaste combinado y corrosión, considere recubrimientos (revestimientos duros), revestimientos de sacrificio o especificar una aleación de acero inoxidable resistente al desgaste si la corrosión es un factor clave.

7. Fabricación, maquinabilidad y conformabilidad

• Corte: El corte por plasma o láser es común. La alta dureza requiere consumibles adecuados y velocidades de avance más lentas; la calidad del borde y las zonas afectadas por el calor deben controlarse.
• Doblado/conformado: Su elevada dureza limita la capacidad de conformado; puede ser necesario conformarlo antes del tratamiento térmico final o utilizar técnicas de calentamiento localizado. Los radios de curvatura pronunciados aumentan el riesgo de fractura.
• Maquinabilidad: Difícil en comparación con el acero dulce; el desgaste de las herramientas es mayor. Utilice herramientas de carburo, velocidades de corte reducidas y configuraciones rígidas.
• Acabado: Es común el rectificado y el pulido para eliminar rebabas y mejorar las superficies de acoplamiento; se pueden aplicar soldaduras de recubrimiento duro para la protección contra el desgaste localizado.

8. Aplicaciones típicas

NM450 (usos típicos)	JFE-EH450 (usos típicos)
Carrocerías de camiones, revestimientos de volquetes y laterales donde se necesita una protección contra el desgaste rentable	Revestimientos de alto rendimiento, equipos de movimiento de tierras y cucharones que requieren una vida útil predecible y un estricto control de calidad.
Tolvas y conductos en la minería y el manejo de áridos	Componentes críticos de desgaste en la minería y la industria pesada donde se requiere trazabilidad del proveedor y una resistencia constante.
Placas de desgaste donde los intervalos de reemplazo son aceptables y se prioriza el suministro local.	Aplicaciones que requieren procedimientos de soldadura/fabricación coordinados y coherencia en el suministro internacional

Criterios de selección: Elegir en función del tipo de carga (deslizamiento o impacto), la necesidad de propiedades predecibles a través del espesor, las limitaciones de costes y el apoyo del proveedor para la soldadura/fabricación.

9. Costo y disponibilidad

• NM450: Suele estar disponible en varias fábricas nacionales; generalmente es más económico y ofrece mayor flexibilidad en los plazos de entrega para proveedores locales. La calidad y la uniformidad del proceso pueden variar según el proveedor.
• JFE-EH450: Generalmente se posiciona como un producto prémium y patentado, con datos de materiales consistentes y un control de proceso más estricto. Puede tener un costo por tonelada mayor, pero ofrece entrega y documentación predecibles. Su disponibilidad depende de la distribución regional y de las condiciones de importación.
• Formatos de producto: Son habituales las placas, los paneles cortados a medida y los revestimientos fabricados. Los plazos de entrega y las cantidades mínimas de pedido varían según el proveedor.

10. Resumen y recomendación

Tabla: instantánea comparativa (cualitativa)

Criterio	NM450	JFE-EH450
soldabilidad	De buena a moderada; depende de la composición química y el grosor del proveedor.	Procedimientos de soldadura más predecibles y, a menudo, mejor documentados.
equilibrio entre resistencia y tenacidad	Alta dureza con tenacidad aceptable; depende del proveedor.	Optimizado para una tenacidad constante a la dureza objetivo.
Costo	A menudo más bajas, buena disponibilidad local	Precio premium por calidad y documentación constantes.

Recomendación Elija NM450 si necesita una placa resistente al desgaste y rentable, y puede aceptar variaciones entre proveedores, o si las cadenas de suministro locales y un menor coste unitario son factores clave. Es ideal para aplicaciones donde se aceptan reemplazos frecuentes y donde los procedimientos de soldadura/fabricación pueden ser homologados localmente. Elija JFE-EH450 si necesita mayor seguridad en la tenacidad a través del espesor, una composición química uniforme controlada por fábrica, procedimientos de soldadura documentados y calidad trazable para aplicaciones críticas o de exportación. Prefiera EH450 cuando el rendimiento predecible, el menor esfuerzo de cualificación y el soporte del proveedor justifiquen un mayor coste del material.

Nota final: Para cualquier aplicación crítica, obtenga el informe de pruebas de fábrica, revise la composición química exacta y los registros de tratamiento térmico, y realice soldaduras de calificación y pruebas de tenacidad específicas para la aplicación. Los nombres de los materiales (NM450, EH450) son designaciones de tipo de producto; la especificación correcta debe hacer referencia a la ficha técnica del proveedor y a los criterios de aceptación para la calificación de dureza, energía de impacto y procedimiento de soldadura.