Acero 8620: Propiedades y descripción general de aplicaciones clave

El acero 8620 es un acero de aleación con medio contenido de carbono, ampliamente utilizado en diversas aplicaciones de ingeniería gracias a sus excelentes propiedades mecánicas y versatilidad. Clasificado como acero de baja aleación, contiene principalmente cromo y molibdeno como elementos de aleación, lo que mejora significativamente su resistencia, tenacidad y templabilidad. La composición química típica del acero 8620 incluye aproximadamente entre un 0,18 % y un 0,23 % de carbono, entre un 0,70 % y un 0,90 % de manganeso, entre un 0,15 % y un 0,25 % de cromo y entre un 0,10 % y un 0,20 % de molibdeno.

Descripción general completa

El acero 8620 es conocido por su excelente equilibrio entre resistencia, ductilidad y tenacidad, lo que lo hace ideal para aplicaciones que requieren alta resistencia al desgaste y capacidad para soportar cargas de impacto. Los elementos de aleación, en particular el cromo y el molibdeno, contribuyen a su templabilidad, permitiéndole alcanzar altos niveles de dureza mediante procesos de tratamiento térmico.

Ventajas:
- Alta resistencia y tenacidad: el acero 8620 exhibe una excelente resistencia a la tracción y al impacto, lo que lo hace ideal para aplicaciones de trabajo pesado.
- Buena maquinabilidad: Se puede mecanizar fácilmente en su estado recocido, lo que es beneficioso para la fabricación de piezas complejas.
- Tratamiento térmico versátil: el acero puede tratarse térmicamente para lograr los niveles de dureza y resistencia deseados, mejorando su rendimiento en diversas aplicaciones.

Limitaciones:
- Resistencia a la corrosión: en comparación con los aceros inoxidables, el 8620 tiene una menor resistencia a la corrosión, lo que puede limitar su uso en entornos altamente corrosivos.
- Problemas de soldabilidad: si bien se puede soldar, a menudo es necesario precalentar y aplicar un tratamiento térmico posterior a la soldadura para evitar el agrietamiento.

Históricamente, el acero 8620 se ha utilizado en las industrias automotriz y aeroespacial para componentes como engranajes, ejes y cigüeñales, donde la alta resistencia y durabilidad son cruciales. Su posición en el mercado se mantiene sólida gracias a su equilibrio entre rendimiento y rentabilidad.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	G86200	EE.UU	Equivalente más cercano a AISI 8620
AISI/SAE	8620	EE.UU	Designación de uso común
ASTM	A829	EE.UU	Especificación estándar para acero de aleación
ES	1.6523	Europa	Propiedades similares, pequeñas diferencias de composición
JIS	SCr420	Japón	Equivalente con ligeras variaciones en los elementos de aleación.

Las diferencias entre estos grados pueden afectar su rendimiento en aplicaciones específicas. Por ejemplo, si bien el 1.6523 puede ofrecer una templabilidad ligeramente mejor, el G86200 suele ser el preferido por su disponibilidad y precio.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
C (Carbono)	0,18 - 0,23
Mn (manganeso)	0,70 - 0,90
Cr (cromo)	0,15 - 0,25
Mo (molibdeno)	0,10 - 0,20
Si (silicio)	0,15 - 0,40
P (Fósforo)	≤ 0,035
S (Azufre)	≤ 0,040

Los elementos de aleación primarios del acero 8620 desempeñan un papel crucial:
- Carbono (C): Mejora la dureza y la resistencia mediante tratamiento térmico.
- Cromo (Cr): Mejora la templabilidad y la resistencia a la corrosión.
- Molibdeno (Mo): Aumenta la resistencia a temperaturas elevadas y mejora la tenacidad.

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	620 - 850 MPa	90 - 123 ksi	ASTM E8
Límite elástico (0,2 % de compensación)	Recocido	350 - 550 MPa	51 - 80 ksi	ASTM E8
Alargamiento	Recocido	20 - 30%	20 - 30%	ASTM E8
Dureza (Rockwell C)	Templado y revenido	28 - 34 HRC	28 - 34 HRC	ASTM E18
Resistencia al impacto (Charpy)	-40°C	27 J	20 pies-lbf	ASTM E23

La combinación de estas propiedades mecánicas hace que el acero 8620 sea adecuado para aplicaciones que requieren alta resistencia y tenacidad, como en engranajes y ejes que experimentan carga dinámica.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (métrico)	Valor (Imperial)
Densidad	Temperatura ambiente	7,85 g/cm³	0,284 lb/pulgada³
Punto de fusión	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Conductividad térmica	Temperatura ambiente	45 W/m·K	31,2 BTU·pulgada/h·pie²·°F
Capacidad calorífica específica	Temperatura ambiente	0,46 kJ/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Coeficiente de expansión térmica	Temperatura ambiente	11,5 x 10⁻⁶/K	6,4 x 10⁻⁶/°F

Propiedades físicas clave, como la densidad y la conductividad térmica, son importantes para aplicaciones que implican tratamiento y procesamiento térmico. Su punto de fusión relativamente alto permite un procesamiento eficaz a temperaturas elevadas.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C)	Clasificación de resistencia	Notas
cloruros	Varía	Ambiente	Justo	Riesgo de picaduras
Ácido sulfúrico	Bajo	Ambiente	Pobre	No recomendado
Hidróxido de sodio	Bajo	Ambiente	Justo	Susceptible al agrietamiento por corrosión bajo tensión

El acero 8620 presenta una resistencia moderada a la corrosión, especialmente en condiciones atmosféricas. Sin embargo, es susceptible a la corrosión por picaduras en ambientes con cloruro y debe evitarse en condiciones ácidas o altamente alcalinas. En comparación con aceros inoxidables como el 304 o el 316, la resistencia a la corrosión del 8620 es significativamente menor, lo que lo hace menos adecuado para aplicaciones marinas o de procesamiento químico.

Resistencia al calor

Propiedad/Límite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observaciones
Temperatura máxima de servicio continuo	400 °C	752 °F	Por encima de esto, las propiedades se degradan.
Temperatura máxima de servicio intermitente	500 °C	932 °F	Sólo exposición a corto plazo
Temperatura de escala	600 °C	1112 °F	Riesgo de oxidación a altas temperaturas

A temperaturas elevadas, el acero 8620 mantiene su resistencia, pero puede sufrir oxidación y descamación. Es fundamental considerar estos factores al diseñar componentes para 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	Mezcla de argón + CO2	Se recomienda precalentar
TIG	ER80S-Ni	Argón	Se necesita tratamiento térmico posterior a la soldadura

El acero 8620 se puede soldar mediante procesos comunes como MIG y TIG. Sin embargo, suele ser necesario precalentarlo para evitar el agrietamiento, especialmente en secciones más gruesas. El tratamiento térmico posterior a la soldadura también puede ayudar a aliviar las tensiones y mejorar la tenacidad.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	Acero 8620	AISI 1212	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	60	100	Buena maquinabilidad en estado recocido
Velocidad de corte típica	30 metros por minuto	50 metros por minuto	Ajuste por desgaste de la herramienta

El acero 8620 ofrece buena maquinabilidad, especialmente en estado recocido. Es importante utilizar herramientas de corte y velocidades adecuadas para optimizar el rendimiento y la vida útil de la herramienta.

Formabilidad

El acero 8620 se puede conformar en frío y en caliente, pero se debe tener cuidado para evitar el endurecimiento por acritud. Se debe considerar el radio mínimo de curvatura durante las operaciones de conformado para evitar el agrietamiento.

Tratamiento térmico

Proceso de tratamiento	Rango de temperatura (°C/°F)	Tiempo típico de remojo	Método de enfriamiento	Propósito principal / Resultado esperado
Recocido	700 - 800 °C / 1292 - 1472 °F	1 - 2 horas	Aire	Suaviza, mejora la ductilidad
Temple	820 - 860 °C / 1508 - 1580 °F	30 minutos	Aceite o agua	Endurecimiento
Templado	400 - 600 °C / 752 - 1112 °F	1 hora	Aire	Reducir la fragilidad, mejorar la tenacidad.

Los procesos de tratamiento térmico alteran significativamente la microestructura del acero 8620, mejorando su dureza y resistencia. La transformación de austenita a martensita durante el temple es crucial para lograr las propiedades mecánicas deseadas.

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, tenacidad.	Durabilidad bajo carga
Aeroespacial	Ejes	Buena maquinabilidad, resistencia al calor.	Componentes de precisión
Petróleo y gas	brocas	Resistencia al desgaste, resistencia al impacto.	Rendimiento en entornos hostiles

Otras aplicaciones incluyen:
* - Cilindros hidráulicos
* - Cigüeñales
* - Sujetadores

El acero 8620 se elige para estas aplicaciones debido a su excelente combinación de resistencia, tenacidad y maquinabilidad, lo que lo hace adecuado para componentes que experimentan cargas dinámicas y requieren alta durabilidad.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	Acero 8620	AISI 4140	AISI 4340	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Alta resistencia, buena tenacidad.	Mayor resistencia	Mayor tenacidad	8620 es más rentable
Aspecto clave de la corrosión	Justo	Pobre	Justo	8620 es mejor para entornos moderados
Soldabilidad	Moderado	Bien	Moderado	8620 requiere tratamiento térmico previo y posterior
Maquinabilidad	Bien	Moderado	Pobre	El 8620 es más fácil de mecanizar que el 4340
Formabilidad	Bien	Justo	Pobre	8620 se puede formar más fácilmente
Costo relativo aproximado	Moderado	Más alto	Más alto	8620 suele ser más económico
Disponibilidad típica	Alto	Moderado	Moderado	8620 está ampliamente disponible

Al seleccionar el acero 8620, se deben considerar su rentabilidad, disponibilidad e idoneidad para aplicaciones específicas. Si bien no ofrece la misma resistencia a la corrosión que los aceros inoxidables, sus propiedades mecánicas lo convierten en una opción confiable para diversas aplicaciones de ingeniería. Además, su rendimiento en diversos procesos de tratamiento térmico permite su personalización para satisfacer requisitos específicos.

En resumen, el acero 8620 es una aleación versátil y ampliamente utilizada que ofrece un equilibrio entre resistencia, tenacidad y maquinabilidad, lo que lo hace adecuado para una variedad de aplicaciones exigentes en múltiples industrias.