Acero N690: Propiedades y descripción general de aplicaciones clave

El acero N690, también conocido como Bohler N690, es un acero inoxidable de alto rendimiento que pertenece a la categoría de aceros inoxidables martensíticos. Este grado de acero está aleado principalmente con cromo, molibdeno y vanadio, lo que mejora significativamente su dureza, resistencia a la corrosión y propiedades mecánicas generales. El N690 es especialmente conocido por su excelente retención del filo y resistencia al desgaste, lo que lo convierte en una opción popular en la fabricación de cuchillos y herramientas de corte de alta calidad.

Descripción general completa

El acero N690 se clasifica como un acero inoxidable martensítico, caracterizado por su alto contenido de carbono y su capacidad de endurecimiento mediante tratamiento térmico. Los principales elementos de aleación del N690 incluyen:

• Cromo (Cr) : Generalmente alrededor del 17%, lo que proporciona resistencia a la corrosión y contribuye a la dureza del acero.
• Molibdeno (Mo) : Aproximadamente 1,1%, mejorando la resistencia a la corrosión por picaduras y grietas.
• Vanadio (V) : Aproximadamente 0,2%, lo que mejora la resistencia al desgaste y contribuye a la estructura del grano fino.

La combinación de estos elementos da como resultado un acero que presenta una dureza notable, alcanzando típicamente una dureza Rockwell de 58-60 HRC después de un tratamiento térmico adecuado.

Ventajas y limitaciones

Ventajas (Pros)	Limitaciones (Contras)
Excelente retención de filo y resistencia al desgaste.	Más difícil de mecanizar en comparación con aceros de menor aleación.
Buena resistencia a la corrosión, adecuado para diversos entornos.	Puede ser propenso a volverse frágil si no se trata térmicamente de manera adecuada.
Alta dureza y resistencia, lo que lo hace ideal para herramientas de corte.	Requiere un manejo cuidadoso para evitar astillas o grietas.
Mantiene bien el filo, lo que lo hace popular en aplicaciones de cuchillos.	Ductilidad limitada en comparación con los aceros inoxidables austeníticos

El acero N690 se ha ganado un nicho en el mercado, especialmente en la industria cuchillera, donde sus propiedades son muy valoradas. Su importancia histórica está ligada a su desarrollo por Bohler, empresa conocida por producir aceros para herramientas de alta calidad, que ha consolidado el N690 como un referente de rendimiento en diversas aplicaciones.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	S69030	EE.UU	Equivalente más cercano a N690
AISI/SAE	440 °C	EE.UU	Diferencias menores en la composición; el 440C tiene un mayor contenido de carbono
ASTM	A276	EE.UU	Especificación general para barras de acero inoxidable
ES	1.4528	Europa	Calificación equivalente en las normas europeas
JIS	SUS440C	Japón	Propiedades similares pero diferente respuesta al tratamiento térmico

Si bien el N690 suele compararse con el 440C, es fundamental destacar que el mayor contenido de cromo del N690 proporciona una mejor resistencia a la corrosión, mientras que el 440C puede ofrecer una dureza ligeramente superior debido a su contenido de carbono. Esta distinción puede influir en la selección del acero para aplicaciones específicas, especialmente en entornos donde la resistencia a la corrosión es crucial.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
Carbono (C)	0,90 - 1,00
Cromo (Cr)	16.0 - 17.0
Molibdeno (Mo)	1.0 - 1.2
Vanadio (V)	0,1 - 0,3
Manganeso (Mn)	0,5 - 1,0
Silicio (Si)	0,5 máximo
Fósforo (P)	0,03 máximo
Azufre (S)	0,03 máximo

La función principal de los elementos de aleación clave en el acero N690 es la siguiente:

• Cromo : Mejora la resistencia a la corrosión y la dureza.
• Molibdeno : mejora la resistencia a las picaduras y mejora la tenacidad general.
• Vanadio : Contribuye a la resistencia al desgaste y ayuda a refinar la estructura del grano, lo que conduce a mejores propiedades mecánicas.

Propiedades mecánicas

Propiedad	Condición/Temperamento	Temperatura de prueba	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	Temperatura ambiente	1000 - 1100 MPa	145 - 160 ksi	ASTM E8
Límite elástico (0,2 % de compensación)	Templado y revenido	Temperatura ambiente	800 - 900 MPa	116 - 130 ksi	ASTM E8
Alargamiento	Templado y revenido	Temperatura ambiente	12 - 15%	12 - 15%	ASTM E8
Dureza	Templado y revenido	Temperatura ambiente	58 - 60 HRC	58 - 60 HRC	ASTM E18
Resistencia al impacto	Templado y revenido	-20 °C	30 - 40 J	22 - 30 pies-lbf	ASTM E23

La combinación de alta resistencia a la tracción y al límite elástico, junto con una buena dureza, hace que el acero N690 sea adecuado para aplicaciones que requieren alta carga mecánica e integridad estructural. Su capacidad para mantener estas propiedades en diversas condiciones es crucial para herramientas y componentes sometidos a desgaste e impacto.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (Unidades métricas - SI)	Valor (Unidades Imperiales)
Densidad	-	7,8 g/cm³	0,282 lb/pulgada³
Punto/rango de fusión	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Conductividad térmica	20 °C	25 W/m·K	14,5 BTU·pulgada/(hora·pie²·°F)
Capacidad calorífica específica	20 °C	500 J/kg·K	0,119 BTU/lb·°F
Resistividad eléctrica	20 °C	0,75 μΩ·m	0,0013 Ω·pulgada

La importancia práctica de las propiedades físicas del N690 es evidente en sus aplicaciones. Por ejemplo, su alta densidad contribuye al peso y al equilibrio de los cuchillos, mientras que su conductividad térmica permite una disipación eficaz del calor durante las operaciones de corte. El punto de fusión indica su idoneidad para aplicaciones de alta temperatura, aunque se debe tener cuidado para evitar el sobrecalentamiento durante el procesamiento.

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 (sulfúricos)	10-30	20-40 °C / 68-104 °F	Justo	Susceptible al SCC
Soluciones alcalinas	5-20	20-60 °C / 68-140 °F	Bien	Resistencia limitada
Condiciones atmosféricas	-	-	Excelente	Bueno para aplicaciones al aire libre.

El acero N690 presenta una buena resistencia a diversos entornos corrosivos, especialmente en condiciones atmosféricas y con niveles bajos de cloruros. Sin embargo, es susceptible a la corrosión por picaduras en entornos con altos niveles de cloruros, lo que puede ser un problema en aplicaciones marinas. En comparación con otros aceros inoxidables como AISI 440C y 154CM, el N690 ofrece una resistencia superior a la corrosión gracias a su mayor contenido de cromo, lo que lo convierte en la opción preferida para aplicaciones que requieren durabilidad y longevidad.

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	350 °C	662 °F	Puede soportar exposición a corto plazo a temperaturas más altas.
Temperatura de escala	600 °C	1112 °F	Comienza a perder propiedades mecánicas más allá de esta temperatura.

A temperaturas elevadas, el acero N690 mantiene sus propiedades mecánicas hasta cierto límite. Sin embargo, la exposición prolongada a altas temperaturas puede provocar oxidación y disminución de la dureza. Es fundamental considerar estos factores al seleccionar el acero N690 para aplicaciones que requieren calor.

Propiedades de fabricación

Soldabilidad

Proceso de soldadura	Metal de relleno recomendado (clasificación AWS)	Gas/fundente de protección típico	Notas
TIG	ER 316L	Argón	Se recomienda precalentar
MIG	ER 308L	Argón + CO2	Se recomienda un tratamiento térmico posterior a la soldadura.
Palo	E308-16	-	Control cuidadoso de la entrada de calor

El acero N690 puede soldarse mediante diversos procesos, pero requiere un control cuidadoso del aporte de calor para evitar el agrietamiento. Se recomienda a menudo el precalentamiento, y el tratamiento térmico posterior a la soldadura puede ayudar a aliviar las tensiones y mejorar la tenacidad. La elección del metal de aportación es crucial para garantizar la compatibilidad y mantener la resistencia a la corrosión.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	Acero N690	AISI 1212	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	50%	100%	Más difícil de mecanizar debido a la dureza.
Velocidad de corte típica (torneado)	30-40 m/min	80-100 m/min	Utilice herramientas de carburo para obtener mejores resultados.

El acero N690 presenta desafíos para el mecanizado debido a su dureza. Las condiciones óptimas incluyen el uso de herramientas de carburo y el mantenimiento de velocidades de corte más bajas para evitar el desgaste de la herramienta. Una refrigeración y lubricación adecuadas son esenciales para lograr los acabados superficiales deseados.

Formabilidad

El acero N690 no destaca por su conformabilidad, ya que es un acero duro que puede ser difícil de moldear. El conformado en frío es posible, pero puede provocar endurecimiento por acritud, lo que requiere un control cuidadoso de los radios de curvatura y los procesos de conformado. El conformado en caliente es más viable, pero es necesario controlar las temperaturas para evitar comprometer las propiedades del acero.

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 ductilidad.
Temple	1000 - 1100 °C / 1832 - 2012 °F	30 minutos	Aceite o agua	Aumentar la dureza
Templado	200 - 600 °C / 392 - 1112 °F	1 hora	Aire	Reduce la fragilidad, mejora la tenacidad.

El proceso de tratamiento térmico del acero N690 implica temple y revenido para lograr la dureza y tenacidad deseadas. Durante el temple, el acero se enfría rápidamente para fijar la estructura martensítica, mientras que el revenido ayuda a aliviar las tensiones internas y a mejorar la ductilidad. Comprender estas transformaciones es crucial para optimizar el rendimiento del acero en diversas aplicaciones.

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.
Fabricación de herramientas	Herramientas de corte	Alta dureza, resistencia al desgaste.	Esencial para la durabilidad
Instrumentos médicos	herramientas quirúrgicas	Resistencia a la corrosión, resistencia	Requisitos de seguridad e higiene
Aeroespacial	Componentes de los motores de aeronaves	Alta relación resistencia-peso, resistencia al calor.	Crítico para el rendimiento

El acero N690 se utiliza ampliamente en industrias que requieren materiales de alto rendimiento. Su excelente retención del filo lo convierte en uno de los favoritos entre los fabricantes de cuchillos, mientras que su robustez y resistencia a la corrosión son vitales para el instrumental quirúrgico y los componentes aeroespaciales.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	Acero N690	440 °C	154 cm	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Alta dureza	Alta dureza	Dureza moderada	N690 ofrece una mejor resistencia a la corrosión que 440C
Aspecto clave de la corrosión	Bien	Justo	Bien	N690 es superior en entornos de cloruro
Soldabilidad	Moderado	Pobre	Moderado	N690 requiere técnicas de soldadura cuidadosas
Maquinabilidad	Desafiante	Moderado	Bien	El N690 es más difícil de mecanizar que el 154CM
Formabilidad	Limitado	Moderado	Bien	El N690 es menos moldeable que el 154CM
Costo relativo aproximado	Moderado	Bajo	Moderado	El N690 es generalmente más caro debido a los elementos de aleación.
Disponibilidad típica	Moderado	Alto	Moderado	Es posible que el N690 no esté tan fácilmente disponible como el 440C.

Al seleccionar el acero N690, se deben considerar su rentabilidad, disponibilidad y los requisitos específicos de la aplicación. Si bien puede ser más caro que algunas alternativas, sus propiedades superiores suelen justificar la inversión, especialmente en aplicaciones de alto rendimiento. Además, sus propiedades magnéticas son mínimas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde la interferencia magnética es un problema.

En resumen, el acero N690 es un material versátil y de alto rendimiento que destaca en diversas aplicaciones, especialmente donde la dureza, la resistencia a la corrosión y la retención del filo son cruciales. Comprender sus propiedades, ventajas y limitaciones es esencial para tomar decisiones informadas al seleccionar el material.