Acero M390 (Bohler PM Stainless): Propiedades y aplicaciones clave

El acero M390, también conocido como Bohler PM Stainless, es un acero inoxidable de alto rendimiento que se clasifica como acero martensítico. Se clasifica como acero pulvimetalúrgico, lo que le confiere una microestructura fina y propiedades mejoradas. Los principales elementos de aleación del M390 incluyen cromo (Cr), molibdeno (Mo), vanadio (V) y carbono (C), cada uno de los cuales contribuye significativamente a sus características generales.

Descripción general completa

El acero M390 es reconocido por su excepcional resistencia al desgaste, a la corrosión y a la retención del filo, lo que lo convierte en una opción popular en la fabricación de cuchillos y herramientas de alta gama. Su alto contenido de cromo (alrededor del 20 %) proporciona una excelente resistencia a la corrosión, mientras que la adición de molibdeno y vanadio mejora su dureza y resistencia al desgaste. La fina microestructura obtenida mediante pulvimetalurgia da como resultado una distribución uniforme de los carburos, lo que contribuye a sus excelentes propiedades mecánicas.

Ventajas del acero M390:
- Retención de filo excepcional: M390 mantiene su filo por más tiempo que muchos otros aceros, lo que lo hace ideal para herramientas de corte y cuchillos.
- Alta resistencia a la corrosión: El alto contenido de cromo proporciona una excelente resistencia al óxido y la corrosión, adecuado para su uso en ambientes húmedos o mojados.
- Buena tenacidad: A pesar de su dureza, M390 exhibe una buena tenacidad, lo que reduce el riesgo de astillamiento o rotura durante el uso.

Limitaciones del acero M390:
- Difícil de afilar: la dureza del M390 puede hacer que sea difícil afilarlo en comparación con aceros más blandos.
- Mayor costo: Como acero de primera calidad, el M390 tiende a ser más caro que los aceros inoxidables estándar.
- Disponibilidad limitada: Si bien está ganando popularidad, es posible que el M390 no esté tan ampliamente disponible como otros grados más comunes.

Históricamente, M390 ha encontrado su nicho en el mercado de alto rendimiento, particularmente en cuchillos personalizados y aplicaciones industriales de alta gama, donde sus propiedades únicas se pueden aprovechar al máximo.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	S39000	EE.UU	Equivalente más cercano a Bohler M390
AISI/SAE	-	EE.UU	No clasificado directamente bajo AISI/SAE
ASTM	A240	EE.UU	Especificación estándar para placas de acero inoxidable
ES	1.4116	Europa	Propiedades similares, pero pueden diferir en composición.
JIS	-	Japón	No hay equivalente directo, pero existen grados similares

Los equivalentes más cercanos del M390, como el 1.4116, pueden presentar pequeñas diferencias de composición que pueden afectar el rendimiento, especialmente en la retención del filo y la resistencia a la corrosión. Es fundamental considerar estas diferencias al seleccionar materiales para aplicaciones específicas.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
C (Carbono)	1,90 - 2,10
Cr (cromo)	19.00 - 20.00
Mo (molibdeno)	0,80 - 1,20
V (vanadio)	0,10 - 0,50
Mn (manganeso)	0,30 - 0,50
Si (silicio)	0,20 - 0,50
P (Fósforo)	≤ 0,03
S (Azufre)	≤ 0,03

Los elementos de aleación primarios del acero M390 juegan un papel crucial en la definición de sus propiedades:
- Cromo (Cr): Proporciona resistencia a la corrosión y contribuye a la formación de una superficie dura y resistente al desgaste.
- Molibdeno (Mo): Mejora la dureza y mejora la resistencia a la corrosión por picaduras y grietas.
- Vanadio (V): Aumenta la resistencia al desgaste y ayuda a refinar la estructura del grano, contribuyendo a la tenacidad general.

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	Templado y revenido	2000 - 2200 MPa	290 - 320 ksi	ASTM E8
Límite elástico (0,2 % de compensación)	Templado y revenido	1800 - 2000 MPa	261 - 290 ksi	ASTM E8
Alargamiento	Templado y revenido	6 - 8%	6 - 8%	ASTM E8
Dureza	Templado y revenido	58 - 62 HRC	58 - 62 HRC	ASTM E18
Resistencia al impacto	Templado y revenido	30 - 40 J a -20 °C	22 - 30 pies-lbf a -4 °F	ASTM E23

La combinación de alta resistencia a la tracción y al límite elástico, junto con una excelente dureza, hace que el acero M390 sea adecuado para aplicaciones que requieren alta carga mecánica e integridad estructural. Su tenacidad garantiza que resista impactos sin fracturarse, lo que lo hace ideal para entornos exigentes.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (Unidades métricas - SI)	Valor (Unidades Imperiales)
Densidad	Temperatura ambiente	7,8 g/cm³	0,282 lb/pulgada³
Punto de fusión	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Conductividad térmica	Temperatura ambiente	25 W/m·K	17,3 BTU·pulgada/(hora·pie²·°F)
Capacidad calorífica específica	Temperatura ambiente	500 J/kg·K	0,119 BTU/lb·°F
Resistividad eléctrica	Temperatura ambiente	0,7 µΩ·m	0,7 µΩ·pulgadas
Coeficiente de expansión térmica	Temperatura ambiente	10,5 x 10⁻⁶ /K	5,8 x 10⁻⁶ /°F

Propiedades físicas clave, como la densidad y la conductividad térmica, son importantes para aplicaciones en entornos de alto rendimiento. Su elevado punto de fusión indica que el M390 puede soportar temperaturas elevadas sin perder integridad estructural, lo que lo hace adecuado para aplicaciones en procesos con altas temperaturas.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C/°F)	Clasificación de resistencia	Notas
cloruros	3-10%	20-60 °C (68-140 °F)	Bien	Riesgo de corrosión por picaduras
Ácidos	10-30%	20-80 °C (68-176 °F)	Justo	Susceptible al agrietamiento por corrosión bajo tensión
Soluciones alcalinas	5-20%	20-60 °C (68-140 °F)	Bien	Generalmente resistente
Atmosférico	-	-	Excelente	Funciona bien en ambientes húmedos.

El acero M390 presenta una excelente resistencia a la corrosión atmosférica y es especialmente eficaz en ambientes húmedos. Sin embargo, es susceptible a la corrosión por picaduras en ambientes ricos en cloruros, lo cual es crucial para aplicaciones en zonas marinas o costeras. En comparación con otros aceros inoxidables como el 440C y el S30V, el M390 ofrece una resistencia al desgaste y una retención de filo superiores, aunque podría no ser tan eficaz en ambientes altamente ácidos.

Resistencia al calor

Propiedad/Límite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observaciones
Temperatura máxima de servicio continuo	350 °C	662 °F	Adecuado para exposición prolongada.
Temperatura máxima de servicio intermitente	400 °C	752 °F	Exposición a corto plazo sin degradación significativa
Temperatura de escala	600 °C	1112 °F	Riesgo de oxidación a temperaturas elevadas

El acero M390 mantiene sus propiedades mecánicas a temperaturas elevadas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que implican exposición al calor. Sin embargo, la exposición prolongada a temperaturas superiores a 350 °C puede provocar oxidación e incrustaciones, lo que puede comprometer su rendimiento.

Propiedades de fabricación

Soldabilidad

Proceso de soldadura	Metal de relleno recomendado (clasificación AWS)	Gas/fundente de protección típico	Notas
TIG	ER308L	Argón	Se recomienda precalentar
MIG	ER308L	Argón/CO2	Requiere un control cuidadoso
Palo	E308L	-	No recomendado para secciones gruesas.

El acero M390 se puede soldar, pero se debe tener cuidado para evitar el agrietamiento. Se recomienda el precalentamiento para reducir el riesgo de choque térmico. También puede ser necesario un tratamiento térmico posterior a la soldadura para aliviar las tensiones y restaurar la tenacidad.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	Acero M390	AISI 1212	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	50%	100%	El M390 es más difícil de mecanizar
Velocidad de corte típica	20-30 m/min	50-70 m/min	Utilice herramientas de carburo para obtener mejores resultados.

El acero M390 es más difícil de mecanizar que los aceros de menor aleación debido a su dureza. El uso de herramientas de carburo y velocidades de corte adecuadas puede mejorar la maquinabilidad.

Formabilidad

El acero M390 presenta una conformabilidad limitada debido a su alta dureza. Generalmente no se recomienda el conformado en frío, mientras que el conformado en caliente puede realizarse con cuidado. El endurecimiento por acritud puede dificultar el doblado y el conformado, lo que requiere técnicas especializadas.

Tratamiento térmico

Proceso de tratamiento	Rango de temperatura (°C/°F)	Tiempo típico de remojo	Método de enfriamiento	Propósito principal / Resultado esperado
Recocido	800 - 900 °C (1472 - 1652 °F)	1-2 horas	Aire o aceite	Reducir la dureza, mejorar la tenacidad.
Endurecimiento	1000 - 1100 °C (1832 - 2012 °F)	30-60 minutos	Aceite o aire	Aumentar la dureza y la resistencia.
Templado	200 - 600 °C (392 - 1112 °F)	1 hora	Aire	Reduce la fragilidad, mejora la tenacidad.

Los procesos de tratamiento térmico del acero M390 incluyen la austenización, seguida de temple y revenido. Estos procesos dan como resultado una microestructura fina que mejora la dureza y la resistencia al desgaste, manteniendo al mismo tiempo la tenacidad.

Aplicaciones típicas y usos finales

Industria/Sector	Ejemplo de aplicación específica	Propiedades clave del acero utilizadas en esta aplicación	Motivo de la selección (breve)
Fabricación de cuchillos	Cuchillos de cocina de alta gama	Excelente retención de bordes, resistencia a la corrosión.	Ideal para aplicaciones culinarias.
Estampación	Herramientas de corte de precisión	Alta dureza, resistencia al desgaste.	Adecuado para mecanizados exigentes
Dispositivos médicos	instrumentos quirúrgicos	Resistencia a la corrosión, biocompatibilidad.	Esencial para la higiene y durabilidad.
Automotor	Componentes de alto rendimiento	Tenacidad, resistencia a la fatiga	Crítico para la seguridad y la confiabilidad

El acero M390 se elige para aplicaciones que requieren alto rendimiento y durabilidad. Su excepcional retención del filo lo convierte en uno de los favoritos entre los fabricantes de cuchillos, mientras que su resistencia a la corrosión es vital en aplicaciones médicas y automotrices.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	Acero M390	Acero 440C	Acero S30V	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Alta dureza	Dureza moderada	Alta tenacidad	M390 ofrece una resistencia al desgaste superior
Aspecto clave de la corrosión	Excelente	Bien	Bien	El M390 destaca en ambientes húmedos
Soldabilidad	Moderado	Bien	Moderado	El M390 requiere técnicas de soldadura cuidadosas
Maquinabilidad	Desafiante	Bien	Moderado	El M390 es más difícil de mecanizar que el 440C
Formabilidad	Limitado	Bien	Moderado	El M390 es menos moldeable debido a su dureza.
Costo relativo aproximado	Alto	Moderado	Moderado	M390 es un acero premium con un costo más alto
Disponibilidad típica	Moderado	Alto	Alto	Es posible que el M390 no esté tan fácilmente disponible

Al seleccionar el acero M390 para una aplicación específica, es fundamental considerar sus propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión y los desafíos de fabricación. Si bien ofrece un rendimiento superior en muchas áreas, su mayor costo y disponibilidad limitada pueden influir en la decisión. Comprender las ventajas y desventajas entre el M390 y grados alternativos como el 440C y el S30V puede ayudar a tomar decisiones informadas y adaptadas a las necesidades de ingeniería específicas.