Acero Maraging 350: Propiedades y aplicaciones clave

El acero maraging 350 (C350) es un acero de alta resistencia y bajo contenido de carbono, conocido por sus excepcionales propiedades mecánicas y características metalúrgicas únicas. Clasificado como acero maraging , se compone principalmente de hierro con importantes adiciones de níquel (hasta un 18%), cobalto y molibdeno. Estos elementos de aleación mejoran su resistencia, tenacidad y resistencia a la deformación, haciéndolo adecuado para aplicaciones exigentes en diversas industrias.

Descripción general completa

El acero maraging 350 destaca por su capacidad para alcanzar altos niveles de resistencia mediante un proceso conocido como envejecimiento, que consiste en un tratamiento térmico que precipita compuestos intermetálicos. Este grado de acero presenta un límite elástico de aproximadamente 2400 MPa (348 000 psi) y una resistencia a la tracción de alrededor de 2500 MPa (362 500 psi), lo que lo convierte en uno de los aceros más resistentes del mercado. Su bajo contenido de carbono minimiza el riesgo de fragilidad, mientras que el contenido de níquel contribuye a su tenacidad y ductilidad.

Ventajas:
- Alta relación resistencia-peso: ideal para aplicaciones donde el ahorro de peso es fundamental.
- Excelente ductilidad y tenacidad: permite formas y figuras complejas sin agrietarse.
- Buena soldabilidad: Se puede soldar utilizando técnicas estándar, aunque a menudo se recomienda el precalentamiento.

Limitaciones:
- Coste: Generalmente más caros que los aceros convencionales debido a los elementos de aleación y al procesamiento.
- Resistencia a la corrosión: si bien tiene una resistencia decente, no es tan resistente a la corrosión como los aceros inoxidables.
- Sensibilidad al tratamiento térmico: Requiere un control preciso durante el tratamiento térmico para lograr las propiedades deseadas.

Históricamente, los aceros maraging se han utilizado en la industria aeroespacial, herramientas y aplicaciones de alto rendimiento, estableciendo una sólida posición en el mercado debido a sus propiedades únicas.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	S35000	EE.UU	Equivalente más cercano a AISI 300M
AISI/SAE	350	EE.UU	Acero maraging de alto rendimiento
ASTM	A203	EE.UU	Se utiliza para recipientes a presión.
ES	1.6350	Europa	Propiedades similares a C350
JIS	SCMN 350	Japón	Pequeñas diferencias de composición

La tabla anterior describe diversas normas y designaciones equivalentes para el acero Maraging 350. Cabe destacar que, si bien estos grados pueden presentar propiedades mecánicas similares, sutiles diferencias en la composición pueden afectar el rendimiento, especialmente en aplicaciones específicas como la industria aeroespacial o la fabricación de herramientas.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
Fe (hierro)	Balance
Ni (níquel)	15.0 - 18.0
Co (cobalto)	4.0 - 5.0
Mo (molibdeno)	3.0 - 4.0
Ti (titanio)	0,1 - 0,3
C (Carbono)	0,03 máximo

Los elementos de aleación primarios del acero Maraging 350 juegan un papel crucial en la definición de sus propiedades:
- Níquel: Mejora la tenacidad y la resistencia, contribuyendo a la ductilidad general del acero.
- Cobalto: Mejora la templabilidad y la resistencia a temperaturas elevadas.
- Molibdeno: Aumenta la resistencia y la resistencia al ablandamiento durante el tratamiento térmico.

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	2.500 MPa	362.500 psi	ASTM E8
Límite elástico (0,2 % de compensación)	Templado y revenido	2.400 MPa	348.000 psi	ASTM E8
Alargamiento	Templado y revenido	10%	10%	ASTM E8
Reducción de área	Templado y revenido	50%	50%	ASTM E8
Dureza (Rockwell C)	Templado y revenido	40 - 45 HRC	40 - 45 HRC	ASTM E18
Resistencia al impacto (Charpy)	-40°C	50 J	37 pies-lbf	ASTM E23

Las propiedades mecánicas del acero Maraging 350 lo hacen especialmente adecuado para aplicaciones que requieren alta resistencia y tenacidad. Su alto límite elástico y resistencia a la tracción le permiten soportar cargas mecánicas significativas, mientras que su elongación y reducción de área indican una buena ductilidad, lo que lo hace ideal para formas complejas.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (Unidades métricas - SI)	Valor (Unidades Imperiales)
Densidad	Temperatura ambiente	8,0 g/cm³	0,289 lb/pulgada³
Punto/rango de fusión	-	1.400 - 1.500 °C	2552 - 2732 °F
Conductividad térmica	Temperatura ambiente	20 W/m·K	13,1 BTU·pulgada/(hr·ft²·°F)
Capacidad calorífica específica	Temperatura ambiente	460 J/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Resistividad eléctrica	Temperatura ambiente	0,7 µΩ·m	0,0000013 Ω·pulgada

Las propiedades físicas del acero martensítico 350, como su densidad y conductividad térmica, son importantes para aplicaciones donde el peso y la disipación del calor son cruciales. Su punto de fusión relativamente alto le permite mantener la integridad estructural a temperaturas elevadas.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C/°F)	Clasificación de resistencia	Notas
cloruros	3-5%	25 °C/77 °F	Justo	Riesgo de corrosión por picaduras
Ácido sulfúrico	10%	25 °C/77 °F	Pobre	No recomendado
Agua de mar	-	25 °C/77 °F	Bien	Resistencia moderada

El acero maraging 350 presenta una resistencia moderada a la corrosión, especialmente en entornos con cloruros, donde puede ser susceptible a picaduras. En comparación con los aceros inoxidables, no se comporta tan bien en condiciones ácidas, lo que lo hace menos adecuado para aplicaciones en entornos altamente corrosivos.

En comparación con otros grados de acero, como el acero inoxidable 304, el acero martensítico 350 puede ofrecer propiedades mecánicas superiores, pero a costa de la resistencia a la corrosión. Esta ventaja es crucial al seleccionar materiales para aplicaciones específicas.

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	Sólo exposición a corto plazo
Temperatura de escala	600 °C	1112 °F	Riesgo de oxidación a esta temperatura

El acero maraging 350 mantiene su resistencia y tenacidad a temperaturas elevadas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones con ciclos térmicos. Sin embargo, la exposición prolongada a temperaturas superiores a 300 °C puede provocar oxidación y degradación de las propiedades mecánicas.

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 recomienda un tratamiento térmico posterior a la soldadura.

El acero maraging 350 generalmente se puede soldar mediante procesos estándar como TIG y MIG. Sin embargo, suele recomendarse el precalentamiento para evitar el agrietamiento, y el tratamiento térmico posterior a la soldadura es esencial para restaurar las propiedades mecánicas deseadas.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	Acero maraging 350	AISI 1212	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	50	100	Requiere herramientas de carburo
Velocidad de corte típica (torneado)	30 metros por minuto	60 metros por minuto	Utilice refrigerante para reducir el calor.

El acero maraging 350 presenta una maquinabilidad moderada, lo que requiere herramientas de carburo y velocidades de corte adecuadas para lograr resultados óptimos. Es necesario prestar especial atención al enfriamiento para evitar el endurecimiento por acritud.

Formabilidad

El acero maraging 350 presenta buena conformabilidad, lo que permite procesos de conformado en frío y en caliente. Sin embargo, debido a su alta resistencia, se recomiendan radios de curvatura mayores para evitar el agrietamiento durante las operaciones de conformado.

Tratamiento térmico

Proceso de tratamiento	Rango de temperatura (°C/°F)	Tiempo típico de remojo	Método de enfriamiento	Propósito principal / Resultado esperado
Tratamiento de solución	820 - 850 °C / 1508 - 1562 °F	1 - 2 horas	Aire o aceite	Disolver los precipitados
Envejecimiento	480 - 500 °C / 896 - 932 °F	4 - 8 horas	Aire	Endurecimiento por precipitación

Los procesos de tratamiento térmico del acero maraging 350 incluyen un tratamiento de solución seguido de un envejecimiento. Estos procesos generan una fina distribución de los compuestos intermetálicos, lo que mejora significativamente la resistencia y tenacidad del material.

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	Componentes de aeronaves	Alta resistencia, bajo peso.	Crítico para el rendimiento
Estampación	Moldes y matrices	Dureza, resistencia al desgaste	Durabilidad en condiciones adversas
Automotor	Piezas de alto rendimiento	Resistencia, ductilidad	Seguridad y rendimiento

Otras aplicaciones incluyen:
- Equipamiento deportivo: Se utiliza en equipamiento de alto rendimiento por su relación resistencia-peso.
- Militar: Componentes en sistemas de defensa donde la confiabilidad es primordial.

El acero Maraging 350 se elige para aplicaciones que requieren resistencia y dureza excepcionales, particularmente donde el ahorro de peso es esencial, como en los componentes aeroespaciales y automotrices de alto rendimiento.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	Acero maraging 350	Acero AISI 4340	Acero inoxidable 304	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Alta resistencia	Buena tenacidad	Fuerza moderada	El C350 destaca por su resistencia
Aspecto clave de la corrosión	Justo	Pobre	Excelente	C350 menos adecuado para entornos corrosivos
Soldabilidad	Bien	Justo	Excelente	C350 requiere tratamiento previo y posterior
Maquinabilidad	Moderado	Bien	Excelente	El C350 necesita herramientas de carburo
Formabilidad	Bien	Justo	Excelente	El C350 requiere radios de curvatura más grandes
Costo relativo aproximado	Alto	Moderado	Moderado	El C350 es más caro
Disponibilidad típica	Moderado	Alto	Alto	C350 menos común

Al elegir el acero Maraging 350, se deben considerar su alto costo y su disponibilidad moderada en comparación con grados más comunes como el acero inoxidable AISI 4340 o 304. Sin embargo, sus propiedades únicas lo hacen invaluable para aplicaciones donde el rendimiento es crucial.

En resumen, el acero Maraging 350 destaca por sus excepcionales propiedades mecánicas, lo que lo convierte en la opción preferida en aplicaciones de alto rendimiento. Su combinación única de resistencia, tenacidad y soldabilidad, junto con sus requisitos específicos de tratamiento térmico, lo posiciona como un material predilecto para ingenieros y diseñadores en industrias exigentes.