Acero maraging: propiedades y aplicaciones clave

El acero maraging es una aleación de acero de alta resistencia y bajo contenido de carbono, conocida por su excepcional tenacidad y resistencia, logradas mediante un proceso de envejecimiento único. Clasificado como un acero de aleación bajo en carbono, el acero maraging suele contener cantidades significativas de níquel (alrededor del 15-25%), junto con cobalto, molibdeno y titanio como elementos de aleación principales. Esta composición contribuye a sus propiedades distintivas, como alta resistencia a la tracción, excelente ductilidad y buena soldabilidad.

Descripción general completa

El acero maraging se caracteriza principalmente por su bajo contenido de carbono, lo que le confiere una alta tenacidad y ductilidad. El proceso de envejecimiento, que consiste en calentar el acero a una temperatura específica y luego enfriarlo, precipita compuestos intermetálicos que mejoran sus propiedades mecánicas. Las características más significativas del acero maraging incluyen:

• Alta resistencia : Los aceros maraging pueden alcanzar resistencias a la tracción superiores a 2000 MPa (290 ksi) después del envejecimiento.
• Buena ductilidad : a pesar de su alta resistencia, estos aceros mantienen buenas propiedades de alargamiento, lo que los hace adecuados para formas y aplicaciones complejas.
• Excelente soldabilidad : El bajo contenido de carbono minimiza el riesgo de agrietamiento durante los procesos de soldadura.

Ventajas y limitaciones

Ventajas	Limitaciones
Excepcional relación resistencia-peso	Resistencia a la corrosión limitada en comparación con los aceros inoxidables
Buena maquinabilidad y soldabilidad	Mayor coste debido a los elementos de aleación
Excelente estabilidad dimensional	Requiere un tratamiento térmico preciso para obtener propiedades óptimas.

El acero maraging ocupa una posición única en el mercado, utilizándose frecuentemente en aplicaciones aeroespaciales, de herramientas y de alto rendimiento gracias a su importancia histórica en el desarrollo de materiales avanzados. Su capacidad para mantener la resistencia a temperaturas elevadas y resistir la deformación bajo carga lo convierte en la opción preferida para componentes críticos.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	S66500	EE.UU	Equivalente más cercano a AISI 300M
AISI/SAE	AISI 250	EE.UU	Se utiliza comúnmente en aplicaciones aeroespaciales.
ASTM	ASTM A588	EE.UU	Propiedades similares, pero con diferente resistencia a la corrosión.
ES	EN 1.2709	Europa	Equivalente europeo con pequeñas diferencias de composición
JIS	JIS G 4404	Japón	Norma japonesa con aplicaciones similares

Las sutiles diferencias entre estos grados pueden afectar significativamente el rendimiento. Por ejemplo, si bien AISI 250 y UNS S66500 suelen considerarse equivalentes, los procesos específicos de tratamiento térmico y las microestructuras resultantes pueden provocar variaciones en la tenacidad y la resistencia.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
Ni (níquel)	15 - 25
Co (cobalto)	4 - 10
Mo (molibdeno)	3 - 5
Ti (titanio)	0,2 - 1,0
Al (aluminio)	0,01 - 0,1
C (Carbono)	< 0,03

El níquel es el principal elemento de aleación, proporcionando resistencia y tenacidad. El cobalto mejora la dureza y la resistencia al ablandamiento a temperaturas elevadas. El molibdeno contribuye a la resistencia y la templabilidad, mientras que el titanio contribuye al refinamiento del grano y a la estabilización de la microestructura.

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	1400 - 2000 MPa	203 - 290 ksi	ASTM E8
Límite elástico (0,2 % de compensación)	Recocido	Temperatura ambiente	1200 - 1800 MPa	174 - 261 ksi	ASTM E8
Alargamiento	Recocido	Temperatura ambiente	10 - 15%	10 - 15%	ASTM E8
Dureza (Rockwell C)	Recocido	Temperatura ambiente	30 - 40 HRC	30 - 40 HRC	ASTM E18
Resistencia al impacto	Templado y revenido	-40°C	50 - 100 J	37 - 74 pies-lbf	ASTM E23

La combinación de alta resistencia a la tracción y al rendimiento, junto con una buena ductilidad, hace que el acero maraging sea adecuado para aplicaciones que requieren alta carga mecánica e integridad estructural, como componentes y herramientas aeroespaciales.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (métrico)	Valor (Imperial)
Densidad	-	7,85 g/cm³	0,284 lb/pulgada³
Punto/rango de fusión	-	1425 - 1450 °C	2600 - 2642 °F
Conductividad térmica	20 °C	25 W/m·K	17,3 BTU·pulgada/h·pie²·°F
Capacidad calorífica específica	20 °C	460 J/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Resistividad eléctrica	20 °C	0,7 µΩ·m	0,7 µΩ·pulgadas

La densidad del acero maraging contribuye a su relación resistencia-peso, lo que lo hace ideal para aplicaciones aeroespaciales. Su conductividad térmica es moderada, lo cual resulta beneficioso en aplicaciones que requieren disipación de calor.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C)	Clasificación de resistencia	Notas
cloruros	3-5	25	Justo	Riesgo de picaduras
Ácido sulfúrico	10-20	25	Pobre	No recomendado
Agua de mar	-	25	Justo	Resistencia moderada

El acero maraging presenta una resistencia a la corrosión limitada en comparación con los aceros inoxidables. Es susceptible a la corrosión por picaduras y corrosión bajo tensión en entornos con cloruros. Por el contrario, los aceros inoxidables, como el 316L, ofrecen una resistencia superior a los agentes corrosivos, lo que los hace más adecuados para aplicaciones marinas.

Resistencia al calor

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

A temperaturas elevadas, el acero maraging mantiene su resistencia, pero puede oxidarse. Es fundamental considerar cuidadosamente las temperaturas de servicio para evitar la 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	Buenos resultados con precalentamiento
MIG	ERNiCrMo-3	Argón/CO2	Requiere tratamiento térmico posterior a la soldadura.

El acero maraging generalmente es soldable, pero se recomienda precalentarlo para minimizar el riesgo de agrietamiento. El tratamiento térmico posterior a la soldadura puede ayudar a restaurar las propiedades mecánicas.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	Acero maraging	AISI 1212	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	60	100	Requiere herramientas de carburo
Velocidad de corte típica (torneado)	50 metros por minuto	100 metros por minuto	Ajuste por desgaste de la herramienta

El acero maraging tiene buena maquinabilidad, pero requiere herramientas especializadas debido a su dureza.

Formabilidad

El acero maraging se puede conformar en frío y en caliente, pero sus características de endurecimiento por acritud exigen un control minucioso del proceso de conformado. Los radios de curvatura deben ser mayores que los de los aceros convencionales para evitar el agrietamiento.

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 / 1508 - 1562	1 - 2 horas	Aire	Disolver los precipitados
Envejecimiento	480 - 500 / 896 - 932	4 - 8 horas	Aire	Aumentar la fuerza y ​​la dureza

El proceso de tratamiento térmico es fundamental para lograr las propiedades mecánicas deseadas. El recocido en solución disuelve los precipitados, mientras que el envejecimiento mejora la resistencia mediante el endurecimiento por precipitación.

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 y resistencia a la fatiga.	Componentes críticos de soporte de carga
Estampación	Moldes para moldeo por inyección	Estabilidad dimensional y resistencia al desgaste	Aplicaciones de precisión que requieren durabilidad
Defensa	Componentes de misiles	Alta relación resistencia-peso	Rendimiento en condiciones extremas

Otras aplicaciones incluyen:

• Componentes automotrices de alto rendimiento
• Equipos deportivos (por ejemplo, palos de golf, cuadros de bicicletas)
• Dispositivos médicos (por ejemplo, instrumentos quirúrgicos)

El acero maraging se elige para estas aplicaciones debido a su combinación única de resistencia, tenacidad y resistencia a la deformación bajo carga.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	Acero maraging	AISI 4140	Acero inoxidable 304	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Alta resistencia	Moderado	Moderado	El acero maraging ofrece una resistencia superior
Aspecto clave de la corrosión	Justo	Bien	Excelente	El acero maraging es menos resistente a la corrosión
Soldabilidad	Bien	Justo	Excelente	El acero maraging requiere técnicas de soldadura cuidadosas
Maquinabilidad	Moderado	Bien	Excelente	El acero maraging requiere herramientas especializadas
Formabilidad	Moderado	Bien	Excelente	El acero maraging es menos moldeable que el acero inoxidable.
Costo relativo aproximado	Alto	Moderado	Moderado	Las consideraciones de costo pueden limitar el uso
Disponibilidad típica	Moderado	Alto	Alto	La disponibilidad puede afectar los plazos del proyecto

Al seleccionar acero maraging, se deben considerar la rentabilidad, la disponibilidad y los requisitos específicos de la aplicación. Sus propiedades únicas lo hacen ideal para aplicaciones específicas, especialmente en la industria aeroespacial y de defensa, donde el rendimiento es crucial.

En resumen, el acero maraging es un material de alto rendimiento con propiedades únicas que lo hacen adecuado para aplicaciones exigentes. Su combinación de resistencia, tenacidad y maquinabilidad, junto con una cuidadosa consideración de los procesos de fabricación, permite su uso eficaz en diversas industrias.