Acero CHT 100: Propiedades y aplicaciones clave

El acero CHT 100 es un acero de alto rendimiento clasificado como acero de aleación de medio carbono. Está compuesto principalmente de hierro, carbono y diversos elementos de aleación que mejoran sus propiedades mecánicas y su rendimiento general. Los elementos de aleación clave del CHT 100 incluyen manganeso, cromo y molibdeno, que contribuyen a la resistencia, dureza y resistencia al desgaste y la deformación del acero.

Descripción general completa

El grado de acero CHT 100 es reconocido por su excelente combinación de resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste, lo que lo hace ideal para diversas aplicaciones de ingeniería. Su contenido medio de carbono le proporciona una buena templabilidad, esencial para lograr las propiedades mecánicas deseadas mediante procesos de tratamiento térmico. La presencia de manganeso mejora la templabilidad y la resistencia a la tracción, mientras que el cromo mejora la resistencia a la corrosión y la tenacidad. El molibdeno contribuye a la resistencia del acero a temperaturas elevadas y mejora su templabilidad.

Ventajas:
- Alta resistencia y tenacidad: CHT 100 exhibe propiedades mecánicas superiores, lo que lo hace ideal para aplicaciones exigentes.
- Resistencia al desgaste: Los elementos de aleación proporcionan una excelente resistencia al desgaste, adecuado para componentes sometidos a fricción y abrasión.
- Aplicaciones versátiles: Sus propiedades permiten su uso en diversos sectores, entre ellos el automotriz, la construcción y la manufactura.

Limitaciones:
- Desafíos de soldabilidad: El contenido medio de carbono puede hacer que la soldadura sea más compleja, lo que requiere una consideración cuidadosa de los materiales y técnicas de relleno.
- Consideraciones de costo: En comparación con los aceros con menor contenido de carbono, el CHT 100 puede ser más costoso debido a sus elementos de aleación y requisitos de procesamiento.

Históricamente, CHT 100 ha ganado terreno en industrias donde los materiales de alto rendimiento son fundamentales, estableciéndose como una opción confiable para componentes que requieren un equilibrio entre resistencia y tenacidad.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	G10400	EE.UU	Equivalente más cercano a AISI 1045
AISI/SAE	1045	EE.UU	Pequeñas diferencias de composición que hay que tener en cuenta
ASTM	A829	EE.UU	Especificación estándar para acero de aleación
ES	1.0503	Europa	Equivalente a CHT 100 con ligeras variaciones
JIS	S45C	Japón	Propiedades similares, pero diferentes recomendaciones de tratamiento térmico.

La tabla anterior destaca diversas normas y equivalencias para el acero CHT 100. Cabe destacar que, si bien grados como AISI 1045 y JIS S45C comparten propiedades mecánicas similares, pueden diferir en elementos de aleación o procesos de tratamiento térmico específicos, lo que puede afectar el rendimiento en aplicaciones específicas.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
C (Carbono)	0,40 - 0,50
Mn (manganeso)	0,60 - 0,90
Cr (cromo)	0,15 - 0,30
Mo (molibdeno)	0,10 - 0,20
Si (silicio)	0,15 - 0,40
P (Fósforo)	≤ 0,035
S (Azufre)	≤ 0,035

Los principales elementos de aleación del acero CHT 100 desempeñan un papel crucial en la definición de sus propiedades. El carbono es esencial para lograr dureza y resistencia, mientras que el manganeso mejora la templabilidad y la resistencia a la tracción. El cromo mejora la resistencia a la corrosión y la tenacidad, y el molibdeno aumenta la resistencia a temperaturas elevadas, lo que hace que el acero sea adecuado para aplicaciones de alta tensión.

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	Templado y revenido	Temperatura ambiente	850 - 1000 MPa	123 - 145 ksi	ASTM E8
Límite elástico (0,2 % de compensación)	Templado y revenido	Temperatura ambiente	600 - 800 MPa	87 - 116 ksi	ASTM E8
Alargamiento	Templado y revenido	Temperatura ambiente	15 - 20%	15 - 20%	ASTM E8
Dureza (Rockwell C)	Templado y revenido	Temperatura ambiente	30 - 40 HRC	30 - 40 HRC	ASTM E18
Resistencia al impacto (Charpy)	Templado y revenido	-20 °C (-4 °F)	30 - 50 J	22 - 37 pies-lbf	ASTM E23

Las propiedades mecánicas del acero CHT 100 lo hacen especialmente adecuado para aplicaciones que requieren alta resistencia y tenacidad. Sus límites de tracción y fluencia indican su capacidad para soportar cargas significativas, mientras que el porcentaje de elongación refleja su ductilidad, lo que permite la deformación sin fractura. Los valores de dureza sugieren una resistencia eficaz al desgaste y la abrasión, lo que lo hace ideal para componentes sometidos a altas tensiones.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (métrico)	Valor (Imperial)
Densidad	-	7,85 g/cm³	0,284 lb/pulgada³
Punto 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	0,46 kJ/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Resistividad eléctrica	20°C	0,0000017 Ω·m	0,0000017 Ω·pulgada
Coeficiente de expansión térmica	20°C	11,5 x 10⁻⁶/K	6,4 x 10⁻⁶/°F

Las propiedades físicas del acero CHT 100 son importantes para sus aplicaciones. La densidad indica un material robusto, mientras que el punto de fusión sugiere una buena estabilidad térmica. La conductividad térmica es esencial para aplicaciones que implican transferencia de calor, y el calor específico refleja su capacidad para absorber calor. La resistividad eléctrica es relativamente baja, lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde la conductividad eléctrica es un factor importante.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C)	Clasificación de resistencia	Notas
cloruros	3-5	25	Justo	Riesgo de picaduras
Ácido sulfúrico	10	60	Pobre	No recomendado
Hidróxido de sodio	5	25	Bien	Resistencia moderada
Atmosférico	-	-	Bien	Susceptible a la oxidación

El acero CHT 100 presenta distintos grados de resistencia a la corrosión según el entorno. En entornos ricos en cloruros, presenta una resistencia aceptable, con riesgo de corrosión por picaduras. Por el contrario, no se recomienda la exposición al ácido sulfúrico debido a su baja resistencia, mientras que su rendimiento en condiciones alcalinas es moderado. En comparación con los aceros inoxidables, la resistencia a la corrosión del CHT 100 es limitada, lo que lo hace menos adecuado para entornos altamente corrosivos.

Resistencia al calor

Propiedad/Límite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observaciones
Temperatura máxima de servicio continuo	400	752	Adecuado para exposición prolongada.
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
Consideraciones sobre la resistencia a la fluencia	400	752	Comienza a degradarse a temperaturas elevadas.

A temperaturas elevadas, el acero CHT 100 mantiene su resistencia y tenacidad hasta aproximadamente 400 °C (752 °F) para un servicio continuo. Por encima de esta temperatura, aumenta el riesgo de oxidación e incrustaciones, lo que puede comprometer la integridad del material. La resistencia a la fluencia se convierte en un problema a temperaturas superiores a 400 °C, lo que requiere una consideración cuidadosa 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	Puede ser necesario un tratamiento térmico posterior a la soldadura.
Palo	E7018	-	Requiere un control cuidadoso para evitar el agrietamiento.

El acero CHT 100 se puede soldar mediante diversos métodos, pero requiere un cuidadoso precalentamiento y tratamiento térmico posterior a la soldadura para evitar el agrietamiento debido a su contenido medio de carbono. La selección de los metales de aportación es crucial para mantener la integridad de la soldadura. Los procesos MIG y TIG son comunes, y se recomiendan metales de aportación específicos para garantizar la compatibilidad y el rendimiento.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	CHT 100	AISI 1212	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	60	100	El CHT 100 es menos mecanizable que el AISI 1212
Velocidad de corte típica	30 metros por minuto	50 metros por minuto	Ajuste las herramientas para un rendimiento óptimo

El acero CHT 100 tiene un índice de maquinabilidad de alrededor de 60, lo que indica que es menos mecanizable que otros grados como AISI 1212. Las velocidades de corte óptimas deben ajustarse en función de las herramientas y las condiciones de mecanizado para lograr los mejores resultados.

Formabilidad

El CHT 100 presenta una conformabilidad moderada, lo que lo hace adecuado para procesos de conformado en frío y en caliente. Sin embargo, se debe tener cuidado para evitar un endurecimiento excesivo por acritud, que puede provocar grietas. Se deben respetar los radios de curvatura recomendados, especialmente en aplicaciones de conformado en frío, para mantener la integridad del material.

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	Suaviza, mejora la ductilidad
Temple	800 - 900	30 minutos	Aceite o agua	Endurecimiento, aumento de la resistencia.
Templado	400 - 600	1 hora	Aire	Reducir la fragilidad, mejorar la tenacidad.

Los procesos de tratamiento térmico, como el recocido, el temple y el revenido, son esenciales para optimizar las propiedades del acero CHT 100. El recocido ablanda el material, mientras que el temple aumenta su dureza. El revenido es crucial para reducir la fragilidad y mejorar la tenacidad, permitiendo que el acero se desempeñe eficazmente en diversas aplicaciones.

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 y ejes	Alta resistencia, resistencia al desgaste.	Esencial para la durabilidad y el rendimiento.
Construcción	Componentes estructurales	Tenacidad, soldabilidad	Crítico para aplicaciones de soporte de carga
Fabricación	Herramientas y matrices	Dureza, resistencia al desgaste	Necesario para la longevidad y la precisión.

En el sector automotriz, el CHT 100 se utiliza frecuentemente en engranajes y ejes debido a su alta resistencia y al desgaste. En construcción, su tenacidad y soldabilidad lo hacen adecuado para componentes estructurales. Además, en la fabricación, las herramientas y matrices se benefician de la dureza y la resistencia al desgaste de este grado de acero, lo que garantiza la longevidad y la precisión en los procesos de producción.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	CHT 100	AISI 1045	S45C	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Alta resistencia	Fuerza moderada	Fuerza moderada	CHT 100 ofrece una resistencia superior
Aspecto clave de la corrosión	Justo	Pobre	Justo	CHT 100 es mejor en algunos entornos
Soldabilidad	Moderado	Bien	Bien	CHT 100 requiere una soldadura cuidadosa
Maquinabilidad	Moderado	Bien	Bien	CHT 100 es menos mecanizable
Formabilidad	Moderado	Bien	Bien	El CHT 100 tiene limitaciones en la formación
Costo relativo aproximado	Más alto	Moderado	Más bajo	El CHT 100 puede ser más caro
Disponibilidad típica	Moderado	Alto	Alto	Es posible que el CHT 100 no esté tan fácilmente disponible

Al seleccionar el acero CHT 100, consideraciones como el costo, la disponibilidad y las propiedades mecánicas específicas son cruciales. Si bien ofrece mayor resistencia y resistencia al desgaste, su mayor costo y su maquinabilidad moderada pueden influir en la decisión de optar por grados alternativos como AISI 1045 o S45C, según los requisitos de la aplicación. Comprender las ventajas y desventajas entre estos grados es esencial para optimizar el rendimiento y la rentabilidad en aplicaciones de ingeniería.