Acero Maraging 300: Propiedades y aplicaciones clave

El acero Maraging 300 (C300/M300) es un acero de alta resistencia y bajo contenido de carbono que pertenece a la familia de los aceros maraging. Se clasifica principalmente como un acero de aleación bajo en carbono, destacando por su combinación única de resistencia, tenacidad y ductilidad. Los principales elementos de aleación del Maraging 300 incluyen níquel, cobalto, molibdeno y titanio, que contribuyen significativamente a sus propiedades mecánicas y rendimiento general.

Descripción general completa

El acero Maraging 300 se caracteriza por su excepcional resistencia y tenacidad, logradas mediante un proceso de envejecimiento único que transforma su microestructura. Su bajo contenido de carbono minimiza el riesgo de fragilidad, mientras que su alto contenido de níquel mejora su templabilidad. La adición de cobalto y molibdeno mejora aún más su resistencia y resistencia al desgaste, haciéndolo ideal para aplicaciones exigentes.

Las características más significativas de Maraging 300 incluyen:

• Alto límite elástico : normalmente supera los 2000 MPa (290 ksi), lo que lo hace ideal para aplicaciones que requieren una gran capacidad de carga.
• Excelente tenacidad : conserva la tenacidad incluso a bajas temperaturas, lo que es fundamental para aplicaciones en entornos extremos.
• Buena soldabilidad : Se puede soldar utilizando técnicas estándar, aunque se recomiendan tratamientos de precalentamiento y posteriores a la soldadura para evitar el agrietamiento.

Ventajas y limitaciones

Ventajas	Limitaciones
Excepcional relación resistencia-peso	Mayor coste en comparación con los aceros convencionales
Buena ductilidad y tenacidad.	Resistencia a la corrosión limitada en ciertos entornos
Excelente maquinabilidad	Requiere un tratamiento térmico cuidadoso para lograr las propiedades deseadas.

El Maraging 300 se utiliza comúnmente en la industria aeroespacial, herramientas y aplicaciones de alto rendimiento debido a sus propiedades mecánicas superiores. Históricamente, ha desempeñado un papel importante en el desarrollo de materiales avanzados para aplicaciones críticas de ingeniería.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	K93120	EE.UU	Equivalente más cercano a AISI 300M
AISI/SAE	300 millones	EE.UU	Pequeñas diferencias de composición que hay que tener en cuenta
ASTM	A787	EE.UU	Especificación estándar para aceros maraging
ES	1.6350	Europa	Grado equivalente con propiedades similares
JIS	SCS14	Japón	Rendimiento similar pero con diferentes elementos de aleación.

Las diferencias entre estos grados pueden afectar el rendimiento en aplicaciones específicas, especialmente en términos de resistencia y resistencia a la corrosión. Por ejemplo, si bien tanto el K93120 como el 300M ofrecen alta resistencia, los procesos específicos de tratamiento térmico pueden producir diferentes niveles de tenacidad.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
Ni (níquel)	17.0 - 19.0
Co (cobalto)	8.0 - 9.0
Mo (molibdeno)	4.0 - 5.0
Ti (titanio)	0,5 - 1,0
C (Carbono)	≤ 0,03
Fe (hierro)	Balance

Los elementos de aleación primarios en Maraging 300 juegan un papel crucial en su rendimiento:
- Níquel : Mejora la templabilidad y la resistencia.
- Cobalto : Mejora la resistencia y dureza a altas temperaturas.
- Molibdeno : Aumenta la resistencia al ablandamiento a temperaturas elevadas.
- Titanio : Ayuda a refinar el grano y contribuye a la resistencia.

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	2.000 - 2.200 MPa	290 - 320 ksi	ASTM E8
Límite elástico (0,2 % de compensación)	Recocido	Temperatura ambiente	1.800 - 2.000 MPa	261 - 290 ksi	ASTM E8
Alargamiento	Recocido	Temperatura ambiente	10 - 15%	10 - 15%	ASTM E8
Dureza (Rockwell C)	Recocido	Temperatura ambiente	40 - 45 HRC	40 - 45 HRC	ASTM E18
Resistencia al impacto (Charpy)	Recocido	-196 °C	50 - 70 J	37 - 52 pies-lbf	ASTM E23

La combinación de estas propiedades mecánicas hace que Maraging 300 sea particularmente adecuado para aplicaciones que requieren alta resistencia y tenacidad, como componentes y herramientas aeroespaciales.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (métrico)	Valor (Imperial)
Densidad	Temperatura ambiente	8,0 g/cm³	0,289 lb/pulgada³
Punto de fusión	-	1.400 °C	2,552 °F
Conductividad térmica	Temperatura ambiente	20 W/m·K	13 BTU·pulgada/h·pie²·°F
Capacidad calorífica específica	Temperatura ambiente	500 J/kg·K	0,119 BTU/lb·°F
Resistividad eléctrica	Temperatura ambiente	0,7 µΩ·m	0,0000007 Ω·m

La importancia práctica de la densidad y el punto de fusión de Maraging 300 es crucial para aplicaciones en el sector aeroespacial, donde el ahorro de peso es primordial y los componentes deben soportar altas temperaturas sin deformarse.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C)	Clasificación de resistencia	Notas
cloruros	3-10	20-60	Justo	Riesgo de corrosión por picaduras
Ácido sulfúrico	10-30	20-40	Pobre	No recomendado
Agua de mar	-	20-30	Bien	Resistencia moderada

El Maraging 300 presenta una resistencia moderada a la corrosión, especialmente en entornos con cloruro, pero es susceptible a la corrosión por picaduras y tensión. En comparación con aceros inoxidables como el 316L, que ofrecen una excelente resistencia a la corrosión, el Maraging 300 puede requerir recubrimientos protectores o tratamientos superficiales en entornos agresivos.

Resistencia al calor

Propiedad/Límite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observaciones
Temperatura máxima de servicio continuo	300 °C	572 °F	Adecuado para aplicaciones de alta temperatura.
Temperatura máxima de servicio intermitente	400 °C	752 °F	Puede soportar exposición a corto plazo a temperaturas más altas.
Temperatura de escala	600 °C	1112 °F	Riesgo de oxidación más allá de esta temperatura

A temperaturas elevadas, el Maraging 300 mantiene su resistencia y dureza, pero puede oxidarse. Un tratamiento térmico adecuado puede mejorar su rendimiento en aplicaciones de alta temperatura.

Propiedades de fabricación

Soldabilidad

Proceso de soldadura	Metal de relleno recomendado (clasificación AWS)	Gas/fundente de protección típico	Notas
TIG	ERNiCrMo-3	Argón	Se recomienda precalentar
MIG	ERNiCrMo-3	Argón/CO2	Se necesita tratamiento térmico posterior a la soldadura

El Maraging 300 se puede soldar utilizando técnicas estándar, pero el precalentamiento y el tratamiento térmico posterior a la soldadura son esenciales para evitar el agrietamiento y garantizar propiedades mecánicas óptimas.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	Maraging 300	AISI 1212	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	70	100	Requiere herramientas de alta velocidad
Velocidad de corte típica (torneado)	50 metros por minuto	80 metros por minuto	Utilice herramientas de carburo para obtener mejores resultados.

El Maraging 300 exhibe una buena maquinabilidad, pero se debe tener cuidado de utilizar velocidades de corte y herramientas apropiadas para evitar el endurecimiento por trabajo.

Formabilidad

El maraging 300 es apto para procesos de conformado en frío y en caliente. Sin embargo, debido a su alta resistencia, puede requerir fuerzas mayores durante las operaciones de conformado. El material presenta buena ductilidad, lo que permite conformar formas complejas sin agrietarse.

Tratamiento térmico

Proceso de tratamiento	Rango de temperatura (°C/°F)	Tiempo típico de remojo	Método de enfriamiento	Propósito principal / Resultado esperado
Recocido en solución	820-850 °C / 1508-1562 °F	1-2 horas	Refrigeración por aire	Disuelve precipitados, refina la estructura del grano.
Envejecimiento	480-500 °C / 896-932 °F	4-8 horas	Refrigeración por aire	Aumenta la resistencia mediante endurecimiento por precipitación.

Los procesos de tratamiento térmico influyen significativamente en la microestructura del Maraging 300, mejorando sus propiedades mecánicas y garantizando un rendimiento óptimo en las aplicaciones.

Aplicaciones típicas y usos finales

Industria/Sector	Ejemplo de aplicación específica	Propiedades clave del acero utilizadas en esta aplicación	Motivo de la selección
Aeroespacial	Tren de aterrizaje de aeronaves	Alta resistencia, tenacidad.	Aplicación crítica de soporte de carga
Estampación	Moldes para moldeo por inyección	Alta resistencia al desgaste, maquinabilidad.	Se requiere precisión y durabilidad
Automotor	Componentes de alto rendimiento	Ligero, alta resistencia.	Mejora del rendimiento

Otras aplicaciones incluyen:

• • Herramientas de alta velocidad
• • Componentes estructurales en la industria aeroespacial
• • Equipo deportivo (por ejemplo, palos de golf)

Se elige Maraging 300 para estas aplicaciones debido a su combinación única de alta resistencia, tenacidad y maquinabilidad, lo que lo hace ideal para componentes que deben soportar condiciones extremas.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	Maraging 300	AISI 4340	17-4 PH	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Alta resistencia	Fuerza moderada	Alta resistencia	Maraging 300 ofrece una tenacidad superior
Aspecto clave de la corrosión	Justo	Bien	Excelente	17-4 PH es mejor para la resistencia a la corrosión
Soldabilidad	Bien	Justo	Bien	El Maraging 300 es más fácil de soldar que el 4340
Maquinabilidad	Bien	Justo	Bien	El Maraging 300 es más fácil de mecanizar que el 4340
Costo relativo aproximado	Alto	Moderado	Alto	Las consideraciones de costo pueden limitar el uso
Disponibilidad típica	Moderado	Alto	Alto	La disponibilidad puede afectar los plazos del proyecto

Al seleccionar Maraging 300, se deben considerar su rentabilidad, disponibilidad y requisitos específicos de rendimiento. Si bien ofrece propiedades mecánicas excepcionales, su mayor costo en comparación con los aceros convencionales puede limitar su uso a aplicaciones especializadas. Además, sus propiedades magnéticas lo hacen adecuado para aplicaciones que requieren materiales no magnéticos.

En resumen, el acero Maraging 300 es un material de alto rendimiento que destaca en aplicaciones que exigen resistencia, tenacidad y maquinabilidad. Sus propiedades únicas lo convierten en la opción preferida en los sectores aeroespacial, de herramientas e ingeniería de alto rendimiento.