Acero A108: Propiedades y descripción general de aplicaciones clave

El acero A108 es un grado de acero bajo en carbono, clasificado principalmente como acero de aleación de medio carbono. Es conocido por su excelente maquinabilidad y se utiliza a menudo en aplicaciones que requieren buenas propiedades mecánicas y resistencia al desgaste. Los principales elementos de aleación del acero A108 incluyen carbono (C), manganeso (Mn) y pequeñas cantidades de fósforo (P) y azufre (S). El contenido de carbono suele oscilar entre el 0,15 % y el 0,30 %, lo que contribuye a su resistencia y dureza, manteniendo al mismo tiempo una buena ductilidad.

Descripción general completa

El acero A108 es ampliamente reconocido por su versatilidad y se utiliza comúnmente en la fabricación de piezas mecanizadas de precisión. Su bajo contenido de carbono le proporciona buena soldabilidad y conformabilidad, lo que lo hace adecuado para diversas aplicaciones de ingeniería. La presencia de manganeso mejora su templabilidad y resistencia, mientras que el fósforo y el azufre pueden mejorar la maquinabilidad, pero también afectar la ductilidad.

Ventajas del acero A108:
- Excelente maquinabilidad: A108 es el preferido por su facilidad de mecanizado, lo que permite operaciones de alta velocidad y un menor desgaste de la herramienta.
- Buenas propiedades mecánicas: Ofrece un equilibrio de resistencia y ductilidad, lo que lo hace adecuado para una variedad de aplicaciones.
- Rentabilidad: generalmente, el acero A108 es más asequible en comparación con los aceros de mayor aleación, lo que lo convierte en una opción popular en muchas industrias.

Limitaciones del acero A108:
- Resistencia a la corrosión: El acero A108 tiene una resistencia limitada a la corrosión y puede requerir recubrimientos protectores en entornos hostiles.
- Menor dureza en comparación con los aceros aleados: si bien tiene buena resistencia, es posible que no funcione tan bien como los aceros de mayor aleación en aplicaciones que requieren una dureza extrema.

Históricamente, el A108 ha sido importante en el desarrollo de procesos de fabricación y mecanizado de precisión, contribuyendo a los avances en varios sectores, incluidos el automotriz y el aeroespacial.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	A108	EE.UU	Equivalente más cercano a AISI 1018
AISI/SAE	1018	EE.UU	Pequeñas diferencias de composición que hay que tener en cuenta
ASTM	A108	EE.UU	Especificación estándar para barras de acero al carbono acabadas en frío
ES	C45	Europa	Propiedades similares pero diferentes aplicaciones
JIS	S45C	Japón	Comparable en términos de propiedades mecánicas

La tabla anterior destaca varias normas y equivalentes para el acero A108. Cabe destacar que, si bien el acero AISI 1018 suele considerarse equivalente, puede presentar ligeras variaciones en el contenido de carbono y las propiedades mecánicas que podrían afectar su rendimiento en aplicaciones específicas.

Propiedades clave

Composición química

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

La función principal de los elementos de aleación clave en el acero A108 es la siguiente:
- Carbono (C): Mejora la resistencia y la dureza manteniendo la ductilidad.
- Manganeso (Mn): Mejora la templabilidad y la resistencia a la tracción.
- Fósforo (P) y azufre (S): si bien pueden mejorar la maquinabilidad, cantidades excesivas pueden reducir la ductilidad.

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	Recocido	370 - 480 MPa	54 - 70 ksi	ASTM E8
Límite elástico (0,2 % de compensación)	Recocido	210 - 310 MPa	30 - 45 ksi	ASTM E8
Alargamiento	Recocido	15 - 25%	15 - 25%	ASTM E8
Dureza (Brinell)	Recocido	120 - 180 HB	120 - 180 HB	ASTM E10
Resistencia al impacto	Charpy con muesca en V, -20 °C	20 - 30 J	15 - 22 pies-lbf	ASTM E23

Las propiedades mecánicas del acero A108 lo hacen adecuado para aplicaciones que requieren buena resistencia y ductilidad, como ejes, engranajes y diversos componentes de maquinaria. Su resistencia a la tracción y su límite elástico proporcionan un rendimiento adecuado bajo carga mecánica, mientras que su elongación indica buena ductilidad, lo que permite la deformación sin fractura.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (Unidades métricas - SI)	Valor (Unidades Imperiales)
Densidad	Temperatura ambiente	7,85 g/cm³	0,284 lb/pulgada³
Punto de fusión	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Conductividad térmica	Temperatura ambiente	50 W/m·K	34,5 BTU·pulgada/(hora·pie²·°F)
Capacidad calorífica específica	Temperatura ambiente	0,49 kJ/kg·K	0,12 BTU/lb·°F
Resistividad eléctrica	Temperatura ambiente	0,0000017 Ω·m	0,0000017 Ω·pulgada

Propiedades físicas clave, como la densidad y el punto de fusión, son cruciales para aplicaciones en entornos de alta temperatura. La conductividad térmica del acero A108 es moderada, lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde se requiere disipación de calor, mientras que su capacidad calorífica específica indica la cantidad de energía necesaria para elevar su temperatura.

Resistencia a la corrosión

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

El acero A108 presenta una resistencia a la corrosión limitada, especialmente en entornos con cloruros y ácidos. Es susceptible a la corrosión por picaduras y tensión, especialmente en condiciones húmedas o salinas. En comparación con aceros inoxidables como el AISI 304, que ofrecen una excelente resistencia a la corrosión, el A108 es menos adecuado para aplicaciones expuestas a entornos hostiles.

Resistencia al calor

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

El acero A108 mantiene sus propiedades mecánicas hasta temperaturas moderadas, pero comienza a perder resistencia y ductilidad a temperaturas elevadas. Puede producirse oxidación a temperaturas superiores a 600 °C, lo que requiere medidas de protección 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	Mezcla de argón + CO2	Bueno para secciones delgadas
TIG	ER70S-2	Argón	Requiere precalentamiento para secciones gruesas.

El acero A108 generalmente se considera soldable, pero puede ser necesario precalentar las secciones más gruesas para evitar el agrietamiento. El tratamiento térmico posterior a la soldadura puede mejorar las propiedades de la zona soldada.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	[Acero A108]	[AISI 1212]	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	70	100	A108 es menos mecanizable que 1212
Velocidad de corte típica	30 metros por minuto	45 metros por minuto	Ajuste por desgaste de la herramienta

El acero A108 ofrece una buena maquinabilidad, aunque no es tan favorable como algunos aceros de libre mecanizado como AISI 1212. Se deben emplear velocidades de corte y herramientas óptimas para minimizar el desgaste.

Formabilidad

El acero A108 presenta una buena conformabilidad, lo que permite procesos de conformado en frío y en caliente. Se puede doblar y moldear sin riesgo significativo de agrietamiento, lo que lo hace adecuado para diversas técnicas de fabricación.

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 o agua	Suavidad, ductilidad mejorada
Temple	800 - 900 °C / 1472 - 1652 °F	30 min - 1 hora	Aceite o agua	Endurecimiento
Templado	400 - 600 °C / 752 - 1112 °F	1 hora	Aire	Reducir la fragilidad

Los procesos de tratamiento térmico, como el recocido, el temple y el revenido, pueden alterar significativamente la microestructura del acero A108, mejorando así sus propiedades mecánicas. El recocido ablanda el acero, el temple aumenta su dureza y el revenido reduce su fragilidad.

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	Engranajes	Alta resistencia, buena maquinabilidad.	Precisión y durabilidad
Aeroespacial	Componentes estructurales	Ligero, buena relación resistencia-peso.	Rendimiento bajo estrés
Maquinaria	Ejes	Alta resistencia a la tracción, ductilidad.	Resistencia a la fatiga

Otras aplicaciones incluyen:
* - Sujetadores
* - Corchetes
* - Piezas de máquinas

El acero A108 se elige para aplicaciones que requieren una combinación de resistencia, maquinabilidad y rentabilidad. Sus propiedades lo hacen ideal para componentes sometidos a tensiones mecánicas significativas.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	[Acero A108]	[AISI 1018]	[AISI 4140]	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Moderado	Moderado	Alto	A108 es menos fuerte que 4140
Aspecto clave de la corrosión	Justo	Justo	Bien	A108 es menos resistente que 4140
Soldabilidad	Bien	Excelente	Justo	A108 es más fácil de soldar
Maquinabilidad	Bien	Excelente	Justo	A108 es menos mecanizable que 1018
Formabilidad	Bien	Bien	Justo	El A108 es versátil en la formación
Costo relativo aproximado	Bajo	Bajo	Moderado	A108 es rentable
Disponibilidad típica	Alto	Alto	Moderado	A108 está ampliamente disponible

Al seleccionar el acero A108, consideraciones como la rentabilidad, la disponibilidad y los requisitos mecánicos específicos son cruciales. Si bien ofrece un buen rendimiento para diversas aplicaciones, alternativas como el AISI 4140 pueden ser preferibles para aplicaciones de alta resistencia, mientras que el AISI 1018 puede ser la mejor opción por su excelente maquinabilidad.

En conclusión, el acero A108 es un material versátil y rentable, ideal para una amplia gama de aplicaciones. Su equilibrio de propiedades lo convierte en una excelente opción para componentes mecanizados de precisión, aunque la selección del material debe basarse en consideraciones como la resistencia a la corrosión y los requisitos mecánicos específicos.