Acero M35 (HSS): Propiedades y aplicaciones clave

El acero M35, clasificado como acero de alta velocidad (HSS), se utiliza principalmente en la fabricación de herramientas de corte y matrices. Este grado de acero es conocido por su excelente dureza, resistencia al desgaste y capacidad para mantener su dureza a temperaturas elevadas, lo que lo convierte en la opción preferida para aplicaciones de alto rendimiento. El acero M35 es un acero para herramientas aleado que generalmente contiene cantidades significativas de tungsteno y cobalto, lo que mejora sus propiedades.

Descripción general completa

El acero M35 se clasifica como acero de alta velocidad, específicamente un acero de alta velocidad al cobalto, diseñado para soportar altas temperaturas y mantener la dureza durante las operaciones de corte. Los principales elementos de aleación del M35 incluyen:

• Tungsteno (W) : Mejora la dureza y la resistencia al desgaste.
• Cobalto (Co) : Mejora el rendimiento y la tenacidad a altas temperaturas.
• Molibdeno (Mo) : Contribuye a la resistencia y templabilidad.

La combinación única de estos elementos de aleación da como resultado un acero con una dureza excepcional, que suele alcanzar valores de 62-65 HRC tras el tratamiento térmico. El acero M35 también presenta una buena tenacidad, lo que lo hace menos propenso al astillamiento y la rotura bajo tensión.

Ventajas:
- Alta dureza : conserva la dureza a temperaturas elevadas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de corte de alta velocidad.
- Resistencia al desgaste : Excelente resistencia al desgaste, prolongando la vida útil de la herramienta.
- Versatilidad : se puede utilizar para diversas herramientas de corte, incluidos taladros, machos de roscar y fresas.

Limitaciones:
- Costo : Un mayor contenido de aleación implica mayores costos de material en comparación con los aceros para herramientas estándar.
- Maquinabilidad : Más difícil de mecanizar que los aceros de menor aleación debido a su dureza.
- Fragilidad : Si bien es resistente, puede volverse quebradizo si no se trata térmicamente de forma adecuada.

El acero M35 ocupa una posición destacada en el mercado de aceros de alta velocidad, a menudo utilizado en industrias que requieren herramientas de corte de precisión. Su importancia histórica radica en su desarrollo como respuesta a la necesidad de materiales que resistieran los rigores del mecanizado de alta velocidad.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	T31535	EE.UU	Equivalente más cercano a M2 con adición de cobalto
AISI/SAE	M35	EE.UU	Se utiliza comúnmente en la fabricación de herramientas.
ASTM	A600	EE.UU	Especificación para aceros de alta velocidad
ESTRUENDO	1.3243	Alemania	Pequeñas diferencias de composición
JIS	SKH55	Japón	Propiedades similares, pero con diferentes recomendaciones de tratamiento térmico.

Las diferencias entre el M35 y sus equivalentes, como el M2 o el SKH55, suelen residir en el contenido de cobalto y los procesos de tratamiento térmico, lo que puede afectar significativamente el rendimiento en aplicaciones de alta velocidad. Por ejemplo, la adición de cobalto al M35 mejora su capacidad de resistencia a la fatiga térmica, lo que lo hace preferible para aplicaciones específicas de alto rendimiento.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
C (Carbono)	0,90 - 1,05
W (Tungsteno)	5,50 - 6,75
Mo (molibdeno)	4.00 - 5.00
Co (cobalto)	4.00 - 5.00
Cr (cromo)	3,75 - 4,50
Mn (manganeso)	0,20 - 0,40
Si (silicio)	0,20 - 0,40

La función principal de los elementos de aleación clave en el acero M35 incluye:

• Carbono : Proporciona dureza y resistencia mediante la formación de carburos.
• Tungsteno : Mejora la resistencia al desgaste y mantiene la dureza a altas temperaturas.
• Cobalto : Mejora la tenacidad y la estabilidad térmica, lo que permite un mejor rendimiento en aplicaciones de alta velocidad.

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	850 - 1000 MPa	123 - 145 ksi	ASTM E8
Límite elástico (0,2 % de compensación)	Recocido	600 - 800 MPa	87 - 116 ksi	ASTM E8
Alargamiento	Recocido	5 - 10%	5 - 10%	ASTM E8
Dureza (HRC)	Templado y revenido	62 - 65 HRC	62 - 65 HRC	ASTM E18
Resistencia al impacto	Temperatura ambiente	20 - 30 J	15 - 22 pies-lbf	ASTM E23

La combinación de alta resistencia a la tracción y al límite elástico, junto con una excelente dureza, hace que el acero M35 sea adecuado para aplicaciones que requieren una carga mecánica considerable y una alta integridad estructural. Su capacidad para soportar altas temperaturas sin perder dureza resulta especialmente beneficiosa en entornos de mecanizado de alta velocidad.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (métrico)	Valor (Imperial)
Densidad	Temperatura ambiente	8,2 g/cm³	0,297 lb/pulgada³
Punto/rango de fusión	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Conductividad térmica	Temperatura ambiente	25 W/m·K	14,5 BTU·pulgada/h·pie²·°F
Capacidad calorífica específica	Temperatura ambiente	460 J/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Resistividad eléctrica	Temperatura ambiente	0,000015 Ω·m	0,000015 Ω·pulgada

Propiedades físicas clave, como la densidad y la conductividad térmica, son cruciales para aplicaciones donde el peso y la disipación del calor son importantes. La densidad relativamente alta del acero M35 contribuye a su robustez, mientras que su conductividad térmica permite una gestión eficaz del calor durante las operaciones de corte.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C/°F)	Clasificación de resistencia	Notas
cloruros	3-5	20-60 °C (68-140 °F)	Justo	Riesgo de picaduras
Ácidos	10-20	20-40 °C (68-104 °F)	Pobre	Susceptible a la corrosión
Soluciones alcalinas	5-10	20-60 °C (68-140 °F)	Justo	Resistencia moderada

El acero M35 presenta una resistencia moderada a la corrosión, especialmente en entornos con cloruros, donde puede ser susceptible a picaduras. En comparación con otros aceros rápidos como el M2, el contenido de cobalto del M35 proporciona una resistencia ligeramente superior a la oxidación a temperaturas elevadas, pero aun así no se recomienda para aplicaciones en entornos altamente corrosivos.

Resistencia al calor

Propiedad/Límite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observaciones
Temperatura máxima de servicio continuo	600 °C	1112 °F	Mantiene la dureza a altas temperaturas.
Temperatura máxima de servicio intermitente	650 °C	1202 °F	Sólo exposición a corto plazo
Temperatura de escala	700 °C	1292 °F	Riesgo de oxidación más allá de esta temperatura
Consideraciones sobre la resistencia a la fluencia	500 °C	932 °F	Empieza a perder fuerza

El acero M35 ofrece un buen rendimiento a temperaturas elevadas, manteniendo su dureza y resistencia. Sin embargo, la exposición prolongada a temperaturas superiores a 600 °C puede provocar oxidación y formación de incrustaciones, lo que puede comprometer su integridad.

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	ER80S-D2	Argón	Requiere un control cuidadoso
Palo	E7018	-	No recomendado para secciones gruesas.

El acero M35 generalmente no se recomienda para soldadura debido a su alta dureza y su potencial de agrietamiento. El precalentamiento y el tratamiento térmico posterior a la soldadura son esenciales para minimizar estos riesgos. La elección del metal de aportación es crucial para garantizar la compatibilidad y mantener las propiedades mecánicas.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	Acero M35	AISI 1212	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	60	100	Más difícil de mecanizar
Velocidad de corte típica (torneado)	30-40 m/min	80-100 m/min	Utilice herramientas de carburo

El acero M35 tiene un índice de maquinabilidad menor en comparación con aceros más comunes como el AISI 1212, lo que dificulta su mecanizado. Unas velocidades de corte y herramientas óptimas son esenciales para lograr los resultados deseados sin un desgaste excesivo.

Formabilidad

El acero M35 no es especialmente adecuado para procesos de conformado debido a su alta dureza y fragilidad. El conformado en frío generalmente no es viable, mientras que el conformado en caliente puede ser posible con un control cuidadoso de la temperatura. Puede producirse endurecimiento por acritud, lo que requiere considerar los radios de curvatura y las técnicas de conformado.

Tratamiento térmico

Proceso de tratamiento	Rango de temperatura (°C/°F)	Tiempo típico de remojo	Método de enfriamiento	Propósito principal / Resultado esperado
Recocido	800 - 850 °C (1472 - 1562 °F)	1 - 2 horas	Aire	Reducir la dureza, mejorar la maquinabilidad
Endurecimiento	1200 - 1250 °C (2192 - 2282 °F)	30 - 60 minutos	Aceite	Aumentar la dureza
Templado	550 - 600 °C (1022 - 1112 °F)	1 hora	Aire	Reduce la fragilidad, aumenta la tenacidad.

El tratamiento térmico del acero M35 implica austenización, temple y revenido para lograr la dureza y tenacidad deseadas. Las transformaciones metalúrgicas durante estos procesos afectan significativamente la microestructura, dando lugar a la formación de carburos finos que mejoran la resistencia al desgaste.

Aplicaciones típicas y usos finales

Industria/Sector	Ejemplo de aplicación específica	Propiedades clave del acero utilizadas en esta aplicación	Motivo de la selección (breve)
Aeroespacial	Herramientas de corte para la fabricación de aeronaves	Alta dureza, resistencia al desgaste.	Precisión y durabilidad
Automotor	Brocas y machos de roscar	Mantiene la dureza a altas temperaturas.	Eficiencia en el mecanizado
Metalurgia	Fresas	Dureza y resistencia al desgaste	Larga vida útil de la herramienta

Otras aplicaciones incluyen:
- Herramientas : M35 se utiliza ampliamente para la fabricación de herramientas de alto rendimiento debido a su dureza y resistencia al desgaste.
- Mecanizado : Ideal para operaciones de mecanizado de alta velocidad donde la longevidad de la herramienta es fundamental.

El acero M35 se elige para estas aplicaciones debido a su capacidad de mantener el rendimiento en condiciones extremas, garantizando precisión y eficiencia en los procesos de fabricación.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	Acero M35	Acero M2	HSS Grado X	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Alta dureza	Buena tenacidad	Excelente resistencia al desgaste	M35 ofrece un mejor rendimiento a altas temperaturas
Aspecto clave de la corrosión	Resistencia moderada	Resistencia justa	Buena resistencia	M35 es menos resistente a los ácidos
Soldabilidad	Pobre	Justo	Pobre	M35 requiere técnicas de soldadura cuidadosas
Maquinabilidad	Bajo	Moderado	Moderado	El M35 es más difícil de mecanizar
Formabilidad	Pobre	Bien	Justo	M35 no es adecuado para conformar
Costo relativo aproximado	Alto	Moderado	Moderado	Los elementos de aleación del M35 aumentan el coste
Disponibilidad típica	Moderado	Alto	Alto	M35 puede ser menos común que M2

Al seleccionar el acero M35, se deben considerar su rentabilidad, disponibilidad y los requisitos específicos de la aplicación. Si bien ofrece un rendimiento superior en aplicaciones de alta velocidad, su mayor costo y menor maquinabilidad pueden requerir una evaluación cuidadosa frente a alternativas como el acero M2 u otros aceros de alta velocidad.

En conclusión, el acero M35 es un material de alto rendimiento que destaca en aplicaciones exigentes, especialmente en la fabricación de herramientas de corte. Sus propiedades únicas, si bien ventajosas, también requieren un manejo y procesamiento cuidadosos para maximizar su potencial.