Acero 1.2312 (P20+S): Propiedades y aplicaciones clave

El acero 1.2312 (tipo P20+S) es un acero para herramientas de alto rendimiento, clasificado principalmente como acero de aleación con contenido medio de carbono. Este grado está diseñado específicamente para aplicaciones que requieren alta tenacidad y buena maquinabilidad, lo que lo convierte en una opción popular en la fabricación de moldes y matrices. Los principales elementos de aleación del 1.2312 incluyen cromo, níquel y azufre, que mejoran significativamente sus propiedades mecánicas y características de rendimiento.

Descripción general completa

El acero 1.2312 es una versión modificada del acero para herramientas P20 , enriquecido con azufre para mejorar su maquinabilidad. Este grado de acero se caracteriza por su excelente tenacidad, buena resistencia al desgaste y alta dureza tras el tratamiento térmico. La adición de azufre no solo mejora la maquinabilidad, sino que también contribuye a que el acero mantenga su resistencia a temperaturas elevadas.

Las principales ventajas del acero 1.2312 incluyen:

• Alta maquinabilidad : El contenido de azufre permite un corte y modelado más fácil, reduciendo el desgaste de la herramienta y mejorando la eficiencia de la producción.
• Buena tenacidad : este acero exhibe una excelente tenacidad, lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde la resistencia al impacto es fundamental.
• Aplicaciones versátiles : Se utiliza ampliamente en la producción de moldes para plásticos y aplicaciones de fundición a presión.

Sin embargo, hay algunas limitaciones a tener en cuenta:

• Resistencia a la corrosión : el acero 1.2312 no es tan resistente a la corrosión como los aceros inoxidables, lo que puede limitar su uso en ciertos entornos.
• Costo : En comparación con aceros de menor calidad, el costo del 1.2312 puede ser mayor, lo que podría ser un factor a considerar para proyectos con presupuestos limitados.

Históricamente, 1.2312 ha ganado popularidad en la industria de fabricación de herramientas debido a su equilibrio entre tenacidad y maquinabilidad, lo que lo convierte en la opción preferida de muchos ingenieros y fabricantes.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	T51620	EE.UU	Equivalente más cercano a P20 con maquinabilidad mejorada
AISI/SAE	P20+S	EE.UU	Contenido de azufre mejorado para una mejor maquinabilidad
ASTM	A681	EE.UU	Especificación para aceros para herramientas
ESTRUENDO	1.2312	Alemania	Equivalente a P20+S con pequeñas diferencias de composición.
JIS	SKD61	Japón	Propiedades similares, pero con diferentes elementos de aleación.
ISO	4957	Internacional	Norma general para aceros para herramientas

Las diferencias entre estos grados suelen residir en sus elementos de aleación específicos y procesos de tratamiento térmico, lo que puede afectar su rendimiento en aplicaciones específicas. Por ejemplo, si bien tanto el 1.2312 como el SKD61 ofrecen buena tenacidad, el SKD61 puede ofrecer una resistencia al desgaste ligeramente superior debido a su mayor contenido de cromo.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
C (Carbono)	0,40 - 0,50
Cr (cromo)	1,80 - 2,10
Ni (níquel)	0,80 - 1,20
S (Azufre)	0,03 - 0,08
Mn (manganeso)	0,30 - 0,50
Si (silicio)	0,20 - 0,40

La función principal de los elementos de aleación clave en el acero 1.2312 incluye:

• Carbono (C) : Aumenta la dureza y la resistencia mediante tratamiento térmico.
• Cromo (Cr) : Mejora la resistencia al desgaste y la templabilidad.
• Níquel (Ni) : Mejora la tenacidad y la ductilidad.
• Azufre (S) : Mejora significativamente la maquinabilidad, lo que permite un mejor rendimiento de corte.

Propiedades mecánicas

Propiedad	Condición/Temperamento	Valor/rango típico (unidades métricas - SI)	Valor/rango típico (unidades imperiales)	Norma de referencia para el método de prueba
Resistencia a la tracción	Templado y revenido	850 - 1000 MPa	123 - 145 ksi	ASTM E8
Límite elástico (0,2 % de compensación)	Templado y revenido	600 - 800 MPa	87 - 116 ksi	ASTM E8
Alargamiento	Templado y revenido	10 - 15%	10 - 15%	ASTM E8
Dureza (HRC)	Templado y revenido	28 - 32 HRC	28 - 32 HRC	ASTM E18
Resistencia al impacto	Temperatura ambiente	30 - 50 J	22 - 37 pies-lbf	ASTM E23

La combinación de estas propiedades mecánicas hace que el acero 1.2312 sea especialmente adecuado para aplicaciones que implican altas cargas mecánicas, como en la fabricación de moldes, donde la tenacidad y la resistencia al desgaste son cruciales. Su alto límite elástico y de tracción garantizan que pueda soportar fuerzas significativas sin deformarse, mientras que su buena resistencia al impacto le proporciona resiliencia ante cargas repentinas.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (Unidades métricas - SI)	Valor (Unidades Imperiales)
Densidad	Temperatura ambiente	7,85 g/cm³	0,284 lb/pulgada³
Punto/rango de fusión	-	1425 - 1470 °C	2600 - 2700 °F
Conductividad térmica	Temperatura ambiente	25 W/m·K	14,5 BTU·pulgada/(hora·pie²·°F)
Capacidad calorífica específica	Temperatura ambiente	460 J/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Resistividad eléctrica	Temperatura ambiente	0,00065 Ω·m	0,00038 Ω·pulgada

La importancia práctica de las propiedades físicas clave incluye:

• Densidad : Afecta el peso y la integridad estructural de los componentes fabricados con acero 1.2312, lo que influye en las opciones de diseño en aplicaciones de moldes y matrices.
• Conductividad térmica : importante para aplicaciones que involucran transferencia de calor, ya que garantiza que los moldes puedan disipar el calor de manera efectiva durante el procesamiento.
• Punto de fusión : determina la temperatura máxima de servicio de los componentes, crítica para aplicaciones que involucran procesos de alta temperatura.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C/°F)	Clasificación de resistencia	Notas
Agua	0 - 100	20 - 100	Justo	Riesgo de oxidación
Ácidos (HCl)	0 - 10	20 - 60	Pobre	Susceptible a picaduras
Álcalis	0 - 10	20 - 60	Justo	Resistencia limitada
cloruros	0 - 5	20 - 60	Pobre	Riesgo de agrietamiento por corrosión bajo tensión

El acero 1.2312 presenta una resistencia moderada a la corrosión, especialmente en condiciones atmosféricas y en agua dulce. Sin embargo, es susceptible a la corrosión por picaduras y la corrosión bajo tensión en entornos con cloruros, lo que lo hace menos adecuado para aplicaciones marinas o zonas con alta salinidad. En comparación con aceros inoxidables como el 1.4401 (AISI 316), que ofrece una excelente resistencia a la corrosión, el 1.2312 es significativamente menos resistente, lo que requiere recubrimientos protectores o tratamientos superficiales en entornos corrosivos.

Resistencia al calor

Propiedad/Límite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observaciones
Temperatura máxima de servicio continuo	300 °C	572 °F	Por encima de esto, las propiedades pueden degradarse.
Temperatura máxima de servicio intermitente	400 °C	752 °F	Sólo exposición a corto plazo
Temperatura de escala	600 °C	1112 °F	Riesgo de oxidación por exposición prolongada

A temperaturas elevadas, el acero 1.2312 mantiene sus propiedades mecánicas hasta cierto límite, más allá del cual puede sufrir oxidación y pérdida de resistencia. Esto lo hace adecuado para aplicaciones que implican altas temperaturas intermitentes, pero que requieren una cuidadosa consideración de las condiciones de servicio para evitar la degradación.

Propiedades de fabricación

Soldabilidad

Proceso de soldadura	Metal de relleno recomendado (clasificación AWS)	Gas/fundente de protección típico	Notas
MIG	ER70S-6	Argón + CO2	Se recomienda precalentar
TIG	ER70S-2	Argón	Requiere tratamiento térmico posterior a la soldadura.

El acero 1.2312 es generalmente soldable, pero se debe tener cuidado para evitar el agrietamiento debido a su alto contenido de carbono. Se recomienda precalentar antes de soldar para minimizar las tensiones térmicas, y el tratamiento térmico posterior a la soldadura puede ayudar a aliviar las tensiones residuales y mejorar la tenacidad.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	Acero 1.2312	AISI 1212	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	100	130	1.2312 es bueno pero menos que AISI 1212
Velocidad de corte típica (torneado)	80 metros por minuto	100 metros por minuto	Ajuste las herramientas para un rendimiento óptimo

El acero 1.2312 ofrece una excelente maquinabilidad gracias a su contenido de azufre, lo que reduce el desgaste de la herramienta y mejora el acabado superficial. Se deben seleccionar las velocidades de corte y las herramientas óptimas según la operación de mecanizado específica para maximizar la eficiencia.

Formabilidad

El acero 1.2312 presenta buena conformabilidad, lo que permite procesos de conformado tanto en frío como en caliente. Se puede doblar y conformar sin riesgo significativo de agrietamiento, aunque se debe tener cuidado con los radios de curvatura para evitar el endurecimiento por acritud.

Tratamiento térmico

Proceso de tratamiento	Rango de temperatura (°C/°F)	Tiempo típico de remojo	Método de enfriamiento	Propósito principal / Resultado esperado
Recocido	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1 - 2 horas	Aire	Reducir la dureza, mejorar la maquinabilidad
Temple	850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F	30 minutos	Aceite	Aumentar la dureza y la resistencia.
Templado	200 - 300 °C / 392 - 572 °F	1 hora	Aire	Reduce la fragilidad, mejora la tenacidad.

Los procesos de tratamiento térmico del acero 1.2312 conllevan importantes transformaciones metalúrgicas. El temple aumenta la dureza mediante la formación de martensita, mientras que el revenido reduce la fragilidad y mejora la tenacidad, lo que lo hace adecuado para aplicaciones exigentes.

Aplicaciones típicas y usos finales

Industria/Sector	Ejemplo de aplicación específica	Propiedades clave del acero utilizadas en esta aplicación	Motivo de la selección (breve)
Automotor	Moldes de inyección	Alta tenacidad, buena resistencia al desgaste.	Esencial para la durabilidad
Aeroespacial	Moldes de fundición a presión	Excelente maquinabilidad, tenacidad.	Reduce los costos de producción
Bienes de consumo	Moldes de plástico	Alta dureza, buen acabado superficial.	Garantiza calidad y precisión.

• Otras aplicaciones :
• Moldes para productos de caucho
• Herramientas para operaciones de mecanizado
• Componentes en equipos de fabricación

El acero 1.2312 se elige para estas aplicaciones debido a su excelente equilibrio entre tenacidad, maquinabilidad y resistencia al desgaste, lo que lo hace ideal para producir moldes y matrices de alta calidad que requieren precisión y durabilidad.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	Acero 1.2312	AISI P20	AISI D2	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Alta tenacidad	Tenacidad moderada	Alta resistencia al desgaste	1.2312 ofrece una mejor maquinabilidad
Aspecto clave de la corrosión	Justo	Justo	Pobre	1.2312 es más versátil que D2
Soldabilidad	Bien	Moderado	Pobre	1.2312 es más fácil de soldar que D2
Maquinabilidad	Excelente	Bien	Justo	1.2312 es superior para el mecanizado
Costo relativo aproximado	Moderado	Moderado	Alto	Rentable para aplicaciones de alto rendimiento
Disponibilidad típica	Común	Común	Menos común	El 1.2312 está ampliamente disponible en los mercados de acero para herramientas.

Al seleccionar el acero 1.2312, se deben considerar su rentabilidad, disponibilidad e idoneidad para aplicaciones específicas. Su excelente maquinabilidad y tenacidad lo convierten en la opción preferida para la industria de fabricación de moldes, mientras que sus limitaciones en resistencia a la corrosión exigen una aplicación cuidadosa en entornos propensos a la corrosión.

En resumen, el acero 1.2312 (tipo P20+S) es un acero para herramientas versátil que combina tenacidad, maquinabilidad y resistencia al desgaste, lo que lo hace ideal para una amplia gama de aplicaciones en el sector manufacturero. Sus propiedades y características de rendimiento únicas ofrecen ventajas significativas en la producción de moldes y matrices, mientras que una cuidadosa consideración de sus limitaciones garantiza un uso óptimo en aplicaciones de ingeniería.