NM500 vs HARDOX500 – Composición, tratamiento térmico, propiedades y aplicaciones

Introducción

Los aceros NM500 y HARDOX500 son grados de acero de alta dureza y resistencia a la abrasión que se consideran frecuentemente para componentes sometidos a un uso intensivo, como cucharones, carrocerías de camiones, trituradoras y revestimientos. Los ingenieros y los equipos de compras suelen sopesar prioridades contrapuestas —coste inicial del material, vida útil comprobada, soldabilidad y rendimiento posterior a la soldadura, y certificación del proveedor— al elegir entre estas dos familias de aceros.

La diferencia práctica que suele determinar la elección de un material radica en cómo la metalurgia y el procesamiento de cada material se traducen en su rendimiento en servicio y su vida útil esperada. HARDOX500 es un producto patentado, estrictamente controlado, de un proveedor de primera línea, con amplia certificación y un comportamiento mecánico y de desgaste predecible; NM500 es un grado resistente a la abrasión de producción generalizada que cumple con las normas regionales y generalmente se ofrece a un precio más bajo. Estas diferencias influyen en los márgenes de diseño, los procedimientos de unión y el análisis del costo del ciclo de vida.

1. Normas y designaciones

• HARDOX500: Marca registrada de SSAB (nombre comercial Hardox 500). Fabricado bajo el sistema de calidad propio de SSAB y ofrecido con certificados de prueba del fabricante. Se considera un acero estructural templado y revenido de alta dureza, resistente al desgaste.
• NM500: Grado genérico resistente a la abrasión producido por múltiples fabricantes; comúnmente referenciado en las normas chinas (serie GB/T) y en las especificaciones de cada proveedor. Se clasifica como acero resistente a la abrasión (AR).

Clasificación: - Tanto HARDOX500 como NM500 son aceros no inoxidables, de baja aleación, templados y revenidos, pertenecientes a la categoría de aceros HSLA/resistentes al desgaste, en lugar de aceros para herramientas o aceros inoxidables.

Las normas aplicables que se suelen citar para los aceros de placas antidesgaste (dependiendo de la región y del proveedor) incluyen: - EN (Europeo): EN 10051 (aceros resistentes al desgaste — observación general), EN 10025 para aceros estructurales cuando corresponda. - ASTM/ASME: Ningún grado ASTM individual se corresponde directamente con estos grados AR patentados/específicos de la región; se puede hacer referencia a ASTM A6/A36/A256 para tipos de acero base o pruebas. - GB/JIS: Las normas locales pueden especificar la serie NM (por ejemplo, NM500 según las especificaciones de los proveedores chinos). - Especificaciones del fabricante: Hojas de datos de productos SSAB para Hardox.

2. Composición química y estrategia de aleación

Rangos de composición típicos representativos (en % peso). Las composiciones reales varían según el molino, la colada y el espesor del producto; consulte los certificados del molino para obtener valores específicos del proyecto.

Elemento	NM500 (rango típico, % en peso)	HARDOX500 (rango típico, % en peso)
do	0,10–0,25	0,18–0,25
Minnesota	0,60–1,60	0,80–1,60
Si	0,10–0,80	0,20–0,90
PAG	≤0,03	≤0,02
S	≤0,03	≤0.01
Cr	0,05–0,60	0.30–1.00
Ni	≤0.50	≤0.70
Mes	≤0,30	≤0,30
V	≤0,10	≤0,10
Nb, Ti, B	Posible microaleación de trazas	Posible microaleación de trazas
norte	rastro	rastro

Cómo afecta la aleación al comportamiento: - El carbono y el manganeso aumentan la templabilidad y la resistencia, pero incrementan el riesgo de fragilidad y reducen la soldabilidad si no se controlan adecuadamente. - El cromo, el molibdeno y pequeñas adiciones de boro mejoran la templabilidad y la resistencia al desgaste al promover microestructuras martensíticas finas después del temple. - Los elementos de microaleación (V, Nb, Ti) refinan el tamaño del grano, mejorando la tenacidad y el equilibrio de resistencia. - El silicio favorece la desoxidación y puede reforzar ligeramente; el fósforo y el azufre se controlan para evitar la fragilización y los defectos de soldadura.

3. Microestructura y respuesta al tratamiento térmico

• HARDOX500: Se produce mediante temple y revenido controlados y, en muchos casos, laminación termomecánica. La microestructura deseada es una matriz martensítica endurecida y revenida con un tamaño de grano de austenita previo fino. Un control estricto del proceso y un enfriamiento uniforme dan como resultado una dureza homogénea en rangos de espesor específicos y una buena tenacidad a bajas temperaturas.
• NM500: Generalmente se fabrica mediante temple y revenido o laminación con tratamiento térmico; su microestructura es martensítica o martensita muy revenida, dependiendo del tratamiento térmico. Debido a que el NM500 se produce en numerosas acerías, la uniformidad microestructural y la respuesta al revenido pueden variar más que en un producto patentado.

Efecto del procesamiento: - La normalización previa al temple puede refinar el tamaño del grano y mejorar la tenacidad. - El temple y el revenido determinan la dureza y equilibran la tenacidad: un revenido más intenso reduce la dureza pero aumenta la tenacidad y la ductilidad. - El procesamiento termomecánico controlado (TMCP) utilizado por los proveedores de alta gama mejora la tenacidad a una dureza determinada mediante la producción de una microestructura refinada y características de inclusión controladas.

4. Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas representativas deben verificarse según el certificado de prueba de fábrica; los valores a continuación son rangos típicos y dependen del espesor y del tratamiento térmico del proveedor.

Propiedad	NM500 (típico)	HARDOX500 (típico)
Dureza (HBW)	~470–540	~470–530 (nominal 500 HBW)
Resistencia a la tracción (MPa)	~900–1400 (varía según el grosor)	~1000–1600 (varía según el grosor)
Límite elástico (MPa)	~700–1100	~800–1200
Alargamiento (A%, en el calibre)	Entre un 8 % y un 20 %, dependiendo del grosor.	Entre un 8 % y un 18 %, dependiendo del grosor.
Resistencia al impacto (J, Charpy V)	Varía; menor a mayor dureza	Generalmente se especifican con valores de tenacidad garantizados a temperaturas determinadas.

Interpretación: Ambas calidades están diseñadas para proporcionar una alta dureza y resistencia a la abrasión. HARDOX500, al ser un producto patentado y controlado, ofrece un equilibrio más uniforme entre resistencia a la tracción y tenacidad en diferentes espesores, además de un rendimiento certificado ante impactos a bajas temperaturas. - El NM500 puede alcanzar una dureza y propiedades de tracción similares, pero puede mostrar una mayor variabilidad en el alargamiento y la tenacidad al impacto entre proveedores y lotes. - Para aplicaciones que requieren una tenacidad a la fractura predecible y certificados garantizados, HARDOX500 suele ofrecer garantías más estrictas.

5. Soldabilidad

La soldabilidad depende del equivalente de carbono y la microaleación. Dos métricas comúnmente utilizadas son:

• El equivalente de carbono del IIW: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr + Mo + V}{5} + \frac{Ni + Cu}{15}$$

• El Instituto Internacional de Soldadura 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 NM500 como el HARDOX500 contienen cantidades significativas de carbono y aleación para lograr una alta templabilidad; por lo tanto, generalmente se requiere precalentamiento y control de la temperatura entre pasadas para evitar el agrietamiento en frío. Valores más altos de CE o Pcm se correlacionan con un mayor riesgo de agrietamiento en frío inducido por hidrógeno. - HARDOX500 se suministra con instrucciones de soldadura detalladas del fabricante, que incluyen consumibles recomendados, precalentamiento, temperatura entre pasadas y tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT, si es necesario), lo que reduce el riesgo en aplicaciones críticas. - Los proveedores de NM500 pueden proporcionar recomendaciones de soldadura, pero debido a la mayor variabilidad en la composición, en la práctica se suelen adoptar parámetros de soldadura conservadores (mayor precalentamiento, menor enfriamiento entre pasadas). - El uso de electrodos/materiales de aporte con bajo contenido de hidrógeno, un metal de aporte adecuado o de resistencia ligeramente inferior y un control estricto del contenido de hidrógeno en la soldadura son prácticas estándar para ambos grados.

6. Corrosión y protección de superficies

• Tanto el NM500 como el HARDOX500 son aceros al carbono/aleados no inoxidables; por sí mismos, no son resistentes a la corrosión. Las estrategias de protección habituales incluyen pintura, metalización o galvanización, según las condiciones de servicio. Para aplicaciones abrasivas donde se prevé desgaste del recubrimiento, es común el uso de revestimientos desechables o el diseño para reemplazo.
• El PREN (número equivalente de resistencia a la corrosión por picaduras) no es aplicable a estos aceros no inoxidables; a modo de referencia: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$ Este índice se aplica a los aceros inoxidables y a los aceros inoxidables dúplex, no a los aceros al carbono/aleados AR.
• En ambientes ácidos o altamente corrosivos, seleccione aleaciones resistentes a la corrosión o aplique un revestimiento superficial robusto (por ejemplo, recubrimientos duros o superposiciones de acero inoxidable) en lugar de confiar en el acero AR base.

7. Fabricación, maquinabilidad y conformabilidad

• Maquinabilidad: Su elevada dureza reduce la vida útil de la herramienta de corte y requiere herramientas de carburo y velocidades de corte más bajas. Tanto HARDOX500 como NM500 son difíciles de mecanizar en su estado endurecido de suministro; se recomienda mecanizar antes del temple y revenido, siempre que sea posible, o utilizar herramientas y refrigerante adecuados.
• Conformado en frío: El conformado en frío de placas con estos niveles de dureza es limitado. El doblado puede provocar fisuras en la cara de tracción; la conformabilidad depende en gran medida del espesor y del temple exacto. Algunas operaciones de conformado se realizan antes del tratamiento térmico final o mediante métodos de conformado en caliente cuando sea posible.
• Corte y corte térmico: El corte por plasma o oxicorte son métodos comunes para el corte de placas. El corte térmico puede alterar la zona afectada por el calor; para componentes críticos de desgaste, considere el mecanizado a las dimensiones finales o la eliminación de los bordes afectados por el recalentamiento.
• Rectificado/acabado: La preparación y el acabado de la superficie requieren atención para evitar la aparición de grietas; utilice procesos cualificados y herramientas abrasivas.

8. Aplicaciones típicas

NM500 – Usos típicos	HARDOX500 – Usos típicos
Revestimientos para cucharones de excavadoras y cargadoras (suministro local/regional)	Cucharas de cargadora, cajas de volteo y componentes críticos de desgaste de alto rendimiento con predicción de vida útil certificada
Placas y revestimientos antidesgaste para minería (proyectos sensibles a los costos)	Revestimientos para trituradoras, carcasas de básculas y placas de cribado vibratorio donde se requiere una resistencia certificada.
Piezas de desgaste para maquinaria agrícola y de movimiento de tierras para el mercado nacional	Carrocerías y contenedores para camiones de servicio pesado que requieren una vida útil predecible y soporte global
Placas de desgaste en transportadores y tolvas con diseño para reemplazo	Aplicaciones que requieren una trazabilidad detallada del proceso de fabricación y propiedades uniformes en todo el espesor.

Justificación de la selección: - Utilice NM500 cuando el costo inicial del material y la disponibilidad local dominen la toma de decisiones y cuando existan controles de ingeniería para gestionar la variabilidad. - Utilice HARDOX500 cuando la vida útil predecible, la certificación estricta, la resistencia controlada (especialmente a bajas temperaturas) y el soporte de una única red de proveedores justifiquen un precio superior.

9. Costo y disponibilidad

• HARDOX500: Se posiciona como un producto prémium, distribuido globalmente, con fichas técnicas completas, trazabilidad de la cadena de suministro y soporte posventa. Su precio unitario suele ser superior al de las alternativas genéricas.
• NM500: Suele ser menos costoso y estar ampliamente disponible en regiones con acerías locales que producen aceros de la serie NM. La disponibilidad en espesores y tamaños de placa específicos puede ser mayor en ciertos mercados.
• Formato del producto: Ambos grados están disponibles en placas, piezas cortadas a medida y, en el caso de HARDOX, frecuentemente como componentes precortados y certificados. Los plazos de entrega y la disponibilidad dependen en gran medida de la capacidad de producción regional y de las redes de distribución.

10. Resumen y recomendación

Atributo	NM500	HARDOX500
Soldabilidad (práctica)	Funciona bien con un precalentamiento moderado; la variabilidad entre proveedores exige precaución.	Buen desempeño con los procedimientos de soldadura especificados por el fabricante y resultados predecibles
equilibrio entre resistencia y tenacidad	Puede alcanzar una alta dureza; la tenacidad puede variar entre proveedores.	Diseñado y certificado para una resistencia y tenacidad constantes, así como para un rendimiento óptimo a bajas temperaturas.
Costo	Generalmente, el costo inicial es menor.	Mayor costo inicial; suministro premium y rastreable

Elija NM500 si: - La sensibilidad al presupuesto y la disponibilidad local son las principales limitaciones. - El diseño permite mayores factores de seguridad o ciclos frecuentes de reemplazo/mantenimiento. El equipo del proyecto puede controlar rigurosamente la soldadura y la fabricación, y aceptar la posible variabilidad entre lotes o proveedores.

Elige HARDOX500 si: - Es importante una vida útil predecible, una certificación de materiales rigurosa y una resistencia constante a bajas temperaturas. - El coste del ciclo de vida, el riesgo de tiempo de inactividad o las obligaciones de garantía favorecen un material de primera calidad y trazable. - La aplicación exige propiedades uniformes a través del espesor y un rendimiento documentado (por ejemplo, equipos críticos de minería o transporte pesado).

Nota final: Solicite siempre los certificados de fábrica/prueba y las instrucciones de soldadura/fabricación del proveedor para conocer el calor y el espesor exactos que se deben utilizar. Cuando la vida útil sea un factor clave, realice pruebas de campo o ensayos de desgaste a escala real al cambiar de grado de material del proveedor e incorpore las recomendaciones del fabricante en los planes de diseño y mantenimiento.