Acero 1137: Propiedades y aplicaciones clave

El acero 1137 se clasifica como un acero de aleación con contenido medio de carbono, conocido principalmente por su excelente combinación de resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste. Los principales elementos de aleación del acero 1137 incluyen carbono (C), manganeso (Mn) y silicio (Si), que influyen significativamente en sus propiedades mecánicas y rendimiento en diversas aplicaciones.

Descripción general completa

El acero 1137 suele contener entre un 0,30 % y un 0,40 % de carbono, lo que contribuye a su resistencia y dureza. El manganeso, generalmente presente entre un 0,60 % y un 0,90 %, mejora la templabilidad y la resistencia a la tracción. El silicio, a menudo presente entre un 0,15 % y un 0,40 %, mejora la desoxidación del acero durante el proceso de fusión y contribuye a su resistencia general.

Las características más destacadas del acero 1137 incluyen su buena maquinabilidad, alta relación resistencia-peso y excelente resistencia al desgaste. Estas propiedades lo hacen adecuado para diversas aplicaciones de ingeniería, especialmente en los sectores automotriz y manufacturero.

Ventajas del acero 1137:
- Alta resistencia: ofrece buena resistencia a la tracción y al rendimiento, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de soporte de carga.
- Resistencia al desgaste: Excelente resistencia al desgaste, lo que lo hace ideal para componentes sometidos a fricción.
- Maquinabilidad: Generalmente fácil de mecanizar, lo que permite procesos de fabricación eficientes.

Limitaciones del acero 1137:
- Resistencia a la corrosión: Resistencia moderada a la corrosión, lo que puede requerir recubrimientos protectores en ciertos entornos.
- Soldabilidad: Si bien es soldable, puede requerir precalentamiento y tratamiento térmico posterior a la soldadura para evitar el agrietamiento.

Históricamente, el acero 1137 se ha utilizado en diversas aplicaciones, como engranajes, ejes y otros componentes que requieren alta resistencia y durabilidad. Su posición en el mercado es sólida, con una demanda constante en industrias que priorizan el rendimiento y la fiabilidad.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	G11370	EE.UU	Equivalente más cercano a AISI 1137
AISI/SAE	1137	EE.UU	Acero de aleación de carbono medio
ASTM	A108	EE.UU	Especificación estándar para barras de acero al carbono acabadas en frío
ES	1.1181	Europa	Grado equivalente con pequeñas diferencias de composición
JIS	S45C	Japón	Propiedades similares, pero con diferentes límites de contenido de carbono

La tabla anterior destaca diversas normas y equivalencias para el acero 1137. Cabe destacar que, si bien grados como S45C y 1.1181 pueden parecer equivalentes, pueden diferir en elementos de aleación y propiedades mecánicas específicas, lo que puede afectar el rendimiento en aplicaciones críticas.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
C (Carbono)	0,30 - 0,40
Mn (manganeso)	0,60 - 0,90
Si (silicio)	0,15 - 0,40
P (Fósforo)	≤ 0,04
S (Azufre)	≤ 0,05

La función principal de los elementos de aleación clave en el acero 1137 es la siguiente:
- Carbono (C): Aumenta la dureza y la resistencia a través del fortalecimiento de la solución sólida y la formación de carburos.
- Manganeso (Mn): Mejora la templabilidad y la resistencia a la tracción, al mismo tiempo que mejora la resistencia del acero al desgaste.
- Silicio (Si): Actúa como desoxidante durante la producción de acero y contribuye a la resistencia general del acero.

Propiedades mecánicas

Propiedad	Condición/Temperamento	Valor/rango típico (métrico)	Valor/rango típico (imperial)	Norma de referencia para el método de prueba
Resistencia a la tracción	Recocido	600 - 800 MPa	87 - 116 ksi	ASTM E8
Límite elástico (0,2 % de compensación)	Recocido	350 - 500 MPa	51 - 73 ksi	ASTM E8
Alargamiento	Recocido	15 - 20%	15 - 20%	ASTM E8
Dureza (Rockwell C)	Recocido	20 - 30 HRC	20 - 30 HRC	ASTM E18
Resistencia al impacto	-40°C	30 - 50 J	22 - 37 pies-lbf	ASTM E23

La combinación de estas propiedades mecánicas hace que el acero 1137 sea particularmente adecuado para aplicaciones que involucran carga dinámica y requisitos de integridad estructural, como en componentes automotrices y piezas de maquinaria.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (métrico)	Valor (Imperial)
Densidad	-	7,85 g/cm³	0,284 lb/pulgada³
Punto/rango de fusión	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Conductividad térmica	20°C	45 W/m·K	31 BTU·pulgada/h·pie²·°F
Capacidad calorífica específica	20°C	460 J/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Resistividad eléctrica	20°C	0,0006 Ω·m	0,00002 Ω·pulgada

Propiedades físicas clave, como la densidad y la conductividad térmica, son importantes para aplicaciones donde el peso y la disipación de calor son cruciales. La densidad del acero 1137 permite diseños robustos sin un peso excesivo, mientras que su conductividad térmica garantiza una transferencia de calor eficiente en aplicaciones como componentes de motores.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C)	Clasificación de resistencia	Notas
cloruros	3-10	20-60	Justo	Riesgo de picaduras
Ácido sulfúrico	10-30	20-40	Pobre	No recomendado
Hidróxido de sodio	5-20	20-60	Justo	Susceptible al SCC

El acero 1137 presenta una resistencia moderada a la corrosión, especialmente en entornos con cloruros y sustancias alcalinas. Es susceptible a la corrosión por picaduras y al agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) en ciertas condiciones. En comparación con grados como el AISI 4140, que presenta una mejor resistencia a la corrosión debido a su mayor contenido de cromo, el acero 1137 puede requerir recubrimientos o tratamientos protectores en entornos corrosivos.

Resistencia al calor

Propiedad/Límite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observaciones
Temperatura máxima de servicio continuo	400	752	Adecuado para calor moderado.
Temperatura máxima de servicio intermitente	500	932	Sólo exposición a corto plazo
Temperatura de escala	600	1112	Riesgo de oxidación más allá de esta temperatura

A temperaturas elevadas, el acero 1137 mantiene su resistencia, pero puede comenzar a perder dureza y tenacidad. La oxidación puede ser un problema, especialmente por encima de 600 °C, lo que requiere una cuidadosa consideración en aplicaciones de alta temperatura.

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	Se necesita tratamiento térmico posterior a la soldadura

El acero 1137 es soldable, pero requiere precalentamiento para minimizar el riesgo de agrietamiento. También se recomienda un tratamiento térmico posterior a la soldadura para aliviar las tensiones residuales y mejorar la tenacidad.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	[Acero 1137]	AISI 1212	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	70	100	Buena maquinabilidad, pero más duro que el 1212
Velocidad de corte típica (torneado)	30 metros por minuto	50 metros por minuto	Utilice herramientas de acero de alta velocidad

Las condiciones óptimas de mecanizado incluyen el uso de herramientas afiladas y velocidades de corte adecuadas para lograr el mejor acabado de la superficie y la mejor vida útil de la herramienta.

Formabilidad

El acero 1137 presenta buena conformabilidad, siendo adecuado tanto para procesos de conformado en frío como en caliente. Sin embargo, se debe tener cuidado con los radios de curvatura para evitar el agrietamiento, especialmente en aplicaciones de conformado en frío.

Tratamiento térmico

Proceso de tratamiento	Rango de temperatura (°C)	Tiempo típico de remojo	Método de enfriamiento	Propósito principal / Resultado esperado
Recocido	600 - 700	1 - 2 horas	Aire	Suavidad, ductilidad mejorada
Temple + revenido	850 - 900	30 minutos	Aceite	Mayor dureza y resistencia.

Durante el tratamiento térmico, el acero 1137 sufre transformaciones metalúrgicas que mejoran sus propiedades mecánicas. El temple seguido del revenido puede aumentar significativamente la dureza, manteniendo la tenacidad.

Aplicaciones típicas y usos finales

Industria/Sector	Ejemplo de aplicación específica	Propiedades clave del acero utilizadas en esta aplicación	Motivo de la selección
Automotor	Engranajes	Alta resistencia, resistencia al desgaste.	Esencial para la durabilidad
Fabricación	Ejes	Tenacidad, maquinabilidad	Crítico para el rendimiento
Aeroespacial	Componentes estructurales	Relación resistencia-peso	Importante para la eficiencia

Otras aplicaciones incluyen:
- Componentes de la máquina
- Sujetadores
- Herramientas

El acero 1137 se elige a menudo por su equilibrio entre resistencia y maquinabilidad, lo que lo hace ideal para componentes que requieren durabilidad y facilidad de fabricación.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	[Acero 1137]	[AISI 4140]	[AISI 1045]	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Alta resistencia	Mayor tenacidad	Fuerza moderada	El 4140 ofrece mayor tenacidad pero es más difícil de mecanizar.
Aspecto clave de la corrosión	Moderado	Bien	Justo	4140 tiene mejor resistencia a la corrosión debido al cromo
Soldabilidad	Moderado	Bien	Justo	4140 puede requerir más precalentamiento
Maquinabilidad	Bien	Justo	Excelente	1045 es más fácil de mecanizar
Costo relativo aproximado	Moderado	Más alto	Más bajo	Las consideraciones de costos varían según la aplicación.
Disponibilidad típica	Común	Menos común	Muy común	1045 está ampliamente disponible

Al seleccionar el acero 1137, se deben considerar sus propiedades mecánicas, rentabilidad y disponibilidad. Si bien ofrece un buen equilibrio entre resistencia y maquinabilidad, alternativas como el AISI 4140 pueden ser preferibles en aplicaciones que requieren mayor tenacidad o resistencia a la corrosión. Además, su moderada soldabilidad y maquinabilidad lo hacen adecuado para diversos procesos de fabricación, aunque se debe tener cuidado para evitar problemas durante la fabricación.