Acero AISI 1320: Propiedades y aplicaciones clave

El acero AISI 1320 se clasifica como un acero de aleación con contenido medio de carbono, conocido principalmente por su equilibrio entre resistencia, tenacidad y ductilidad. Este grado de acero contiene una cantidad significativa de carbono, junto con elementos de aleación como manganeso, cromo y níquel, que mejoran sus propiedades mecánicas y su rendimiento general en diversas aplicaciones.

Descripción general completa

El acero AISI 1320 se caracteriza por su contenido medio de carbono, que suele oscilar entre el 0,18 % y el 0,23 %. Los principales elementos de aleación incluyen manganeso (entre el 0,60 % y el 0,90 %), cromo (entre el 0,40 % y el 0,60 %) y níquel (entre el 0,30 % y el 0,60 %). Estos elementos contribuyen a la templabilidad, la resistencia y la resistencia al desgaste y la fatiga del acero, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones de ingeniería.

Las características más significativas del acero AISI 1320 incluyen:

• Alta resistencia : el contenido medio de carbono permite una buena resistencia a la tracción, lo que lo hace adecuado para aplicaciones estructurales.
• Buena tenacidad : Los elementos de aleación mejoran la tenacidad, lo cual es esencial para los componentes sometidos a cargas dinámicas.
• Ductilidad : AISI 1320 exhibe buena ductilidad, lo que permite la deformación sin fractura, lo cual es fundamental en los procesos de fabricación.

Ventajas :
- Excelente equilibrio de resistencia y ductilidad.
- Buena maquinabilidad y soldabilidad.
- Adecuado para procesos de tratamiento térmico para mejorar las propiedades mecánicas.

Limitaciones :
- Resistencia a la corrosión moderada en comparación con los aceros inoxidables.
- Requiere un tratamiento térmico cuidadoso para evitar la fragilidad.

Históricamente, AISI 1320 se ha utilizado en diversas aplicaciones, incluidos componentes automotrices, piezas de maquinaria y elementos estructurales, debido a sus favorables propiedades mecánicas y versatilidad.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	G13200	EE.UU	Equivalente más cercano a AISI 1320
AISI/SAE	1320	EE.UU	Designación de uso común
ASTM	A29/A29M	EE.UU	Especificación general para aceros aleados
ES	1.7035	Europa	Pequeñas diferencias de composición
JIS	S45C	Japón	Propiedades similares, pero diferentes aplicaciones
ESTRUENDO	C45E	Alemania	Comparable, pero con diferentes elementos de aleación.

El grado AISI 1320 se compara a menudo con otros aceros de medio carbono, como el AISI 1045 y el AISI 4140. Mientras que el AISI 1045 ofrece un mayor contenido de carbono para una mayor resistencia, el AISI 4140 proporciona una mayor templabilidad gracias a su contenido de cromo. Estas diferencias pueden influir significativamente en la selección del acero para aplicaciones específicas.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
C (Carbono)	0,18 - 0,23
Mn (manganeso)	0,60 - 0,90
Cr (cromo)	0,40 - 0,60
Ni (níquel)	0,30 - 0,60
Si (silicio)	0,15 - 0,40
P (Fósforo)	≤ 0,035
S (Azufre)	≤ 0,040

Los elementos de aleación clave en AISI 1320 desempeñan un papel crucial:
- Manganeso : Mejora la templabilidad y la resistencia al tiempo que mejora la tenacidad del acero.
- Cromo : Aumenta la resistencia a la corrosión y la templabilidad, contribuyendo a la resistencia al desgaste.
- Níquel : Mejora la tenacidad y la ductilidad, especialmente en aplicaciones de baja temperatura.

Propiedades mecánicas

Propiedad	Condición/Temperamento	Temperatura de prueba	Valor/rango típico (métrico)	Valor/rango típico (imperial)	Norma de referencia para el método de prueba
Resistencia a la tracción	Recocido	Temperatura ambiente	580 - 700 MPa	84 - 102 ksi	ASTM E8
Límite elástico (0,2 % de compensación)	Recocido	Temperatura ambiente	350 - 450 MPa	51 - 65 ksi	ASTM E8
Alargamiento	Recocido	Temperatura ambiente	20 - 25%	20 - 25%	ASTM E8
Dureza (Brinell)	Recocido	Temperatura ambiente	160 - 210 HB	160 - 210 HB	ASTM E10
Resistencia al impacto (Charpy)	Recocido	-20 °C (-4 °F)	30 - 50 J	22 - 37 pies-lbf	ASTM E23

La combinación de estas propiedades mecánicas hace que el acero AISI 1320 sea adecuado para aplicaciones que requieren alta resistencia y tenacidad, como engranajes, ejes y componentes estructurales. Su capacidad para soportar cargas dinámicas manteniendo la ductilidad es crucial en numerosas aplicaciones de ingeniería.

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 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 densidad y el punto de fusión del AISI 1320 indican su idoneidad para aplicaciones de alta temperatura, mientras que su conductividad térmica y capacidad calorífica específica son importantes para aplicaciones que implican transferencia de calor. Su resistividad eléctrica es relativamente baja, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren conductividad eléctrica.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C/°F)	Clasificación de resistencia	Notas
cloruros	3-5	25 °C (77 °F)	Justo	Riesgo de picaduras
Ácido sulfúrico	10	25 °C (77 °F)	Pobre	No recomendado
Hidróxido de sodio	50	25 °C (77 °F)	Justo	Riesgo de agrietamiento por corrosión bajo tensión

El acero AISI 1320 presenta una resistencia moderada a la corrosión, especialmente en entornos con cloruros y soluciones alcalinas. Es susceptible a la corrosión por picaduras y tensión en entornos ricos en cloruros, lo que puede limitar su uso en aplicaciones marinas. En comparación con aceros inoxidables como el AISI 304 o el AISI 316, la resistencia a la corrosión del AISI 1320 es significativamente menor, lo que lo hace menos adecuado para aplicaciones donde la corrosión es un problema crítico.

Resistencia al calor

Propiedad/Límite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observaciones
Temperatura máxima de servicio continuo	400°C	752°F	Adecuado para exposición prolongada.
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
Las consideraciones sobre la resistencia a la fluencia comienzan	300°C	572°F	Puede producirse fluencia a temperaturas elevadas

El AISI 1320 mantiene sus propiedades mecánicas a temperaturas elevadas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que implican exposición al calor. Sin embargo, se debe tener cuidado de evitar la exposición prolongada a temperaturas superiores a 400 °C, ya que esto puede provocar oxidación e incrustaciones, afectando la integridad del material.

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	ER80S-Ni	Argón	Requiere precalentamiento
Palo	E7018	N / A	Adecuado para soldadura de campo.

El AISI 1320 presenta buena soldabilidad, especialmente con los metales de aportación adecuados. Se recomienda el precalentamiento para minimizar el riesgo de agrietamiento durante la soldadura. El tratamiento térmico posterior a la soldadura puede mejorar aún más las propiedades de la soldadura.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	AISI 1320	AISI 1212	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	70%	100%	El AISI 1212 es más fácil de mecanizar
Velocidad de corte típica (torneado)	30-40 m/min	50-60 m/min	Ajuste por desgaste de la herramienta

El AISI 1320 presenta una maquinabilidad moderada, lo que lo hace adecuado para diversas operaciones de mecanizado. Sin embargo, en comparación con aceros de fácil mecanizado como el AISI 1212, requiere un manejo y un uso de herramientas más cuidadosos para lograr resultados óptimos.

Formabilidad

El AISI 1320 se puede conformar en frío y en caliente, con buena ductilidad, lo que permite diversos procesos de conformado. Sin embargo, se debe tener cuidado para evitar un endurecimiento excesivo por acritud, que puede provocar grietas. Se debe considerar el radio de curvatura mínimo durante las operaciones de conformado para garantizar la integridad.

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	Reducir la dureza, mejorar la ductilidad.
Temple	800 - 850 °C / 1472 - 1562 °F	30 minutos	Aceite	Aumentar la dureza
Templado	400 - 600 °C / 752 - 1112 °F	1 hora	Aire	Reduce la fragilidad, mejora la tenacidad.

Los procesos de tratamiento térmico influyen significativamente en la microestructura y las propiedades del acero AISI 1320. El recocido ablanda el acero, mientras que el temple aumenta su dureza. El revenido es esencial para aliviar tensiones y mejorar la tenacidad, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de alta tensión.

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.	Capacidad de soportar cargas dinámicas
Maquinaria	Ejes	Ductilidad, maquinabilidad	Facilidad de fabricación y resistencia.
Construcción	Componentes estructurales	Resistencia, soldabilidad	Adecuado para aplicaciones de soporte de carga.

Otras aplicaciones incluyen:
- - Componentes aeroespaciales
- - Herramientas y matrices
- - Elementos de fijación y herrajes

Se elige AISI 1320 para estas aplicaciones debido a su excelente equilibrio entre resistencia, tenacidad y maquinabilidad, lo que lo convierte en una opción versátil para diversas necesidades de ingeniería.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	AISI 1320	AISI 4140	AISI 1045	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Fuerza moderada	Alta resistencia	Fuerza moderada	AISI 4140 ofrece mayor templabilidad
Aspecto clave de la corrosión	Justo	Bien	Justo	AISI 4140 tiene mejor resistencia a la corrosión.
Soldabilidad	Bien	Justo	Bien	AISI 4140 puede requerir precalentamiento
Maquinabilidad	Moderado	Moderado	Alto	El AISI 1045 es más fácil de mecanizar
Formabilidad	Bien	Justo	Bien	AISI 4140 es menos dúctil
Costo relativo aproximado	Moderado	Más alto	Más bajo	El costo varía según los elementos de aleación.
Disponibilidad típica	Común	Común	Muy común	AISI 1045 está ampliamente disponible

Al seleccionar el acero AISI 1320, se deben considerar sus propiedades mecánicas, soldabilidad y rentabilidad. Si bien ofrece un buen equilibrio entre resistencia y ductilidad, podría no ser la mejor opción para entornos altamente corrosivos o aplicaciones que requieren una templabilidad extrema. Su disponibilidad en el mercado es generalmente buena, lo que lo convierte en una opción práctica para numerosas aplicaciones de ingeniería.

En resumen, el acero AISI 1320 es un acero de aleación de medio carbono versátil que proporciona un equilibrio entre resistencia, tenacidad y maquinabilidad, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones en diversas industrias.