Acero S136: Propiedades y aplicaciones clave en el moldeo

El acero S136, también conocido como acero inoxidable para moldes , es un acero para herramientas de alto rendimiento que se utiliza principalmente en la fabricación de moldes y matrices. Clasificado como acero inoxidable austenítico, el S136 se caracteriza por su alta resistencia a la corrosión, excelente capacidad de pulido y buena maquinabilidad. Los principales elementos de aleación del S136 incluyen cromo (Cr), níquel (Ni) y molibdeno (Mo), que contribuyen significativamente a sus propiedades.

Descripción general completa

El acero S136 está diseñado para aplicaciones que requieren alta resistencia al desgaste y protección contra la corrosión. Su composición suele incluir alrededor de un 13 % de cromo, un 0,3 % de carbono y un 1 % de molibdeno, lo que aumenta su dureza y tenacidad. Este acero se utiliza a menudo en la producción de moldes para inyección de plástico, donde la capacidad de soportar altas temperaturas y entornos corrosivos es crucial.

Ventajas:
- Resistencia a la corrosión: S136 exhibe una excelente resistencia al óxido y la corrosión, lo que lo hace adecuado para su uso en ambientes húmedos o químicamente agresivos.
- Alta dureza: El acero puede alcanzar altos niveles de dureza, lo que es beneficioso para la resistencia al desgaste en aplicaciones de moldes.
- Pulibilidad: S136 se puede pulir hasta obtener un acabado alto, lo que es esencial para aplicaciones estéticas y para reducir la fricción en las superficies del molde.

Limitaciones:
- Costo: El S136 es generalmente más caro que otros aceros para herramientas debido a sus elementos de aleación y requisitos de procesamiento.
- Soldabilidad: Si bien se puede soldar, se deben tomar precauciones especiales para evitar el agrietamiento y asegurar la adecuada integridad de la unión.

Históricamente, el S136 ha ganado popularidad en la industria de fabricación de moldes debido a su rendimiento superior al de los aceros al carbono tradicionales. Sus propiedades únicas lo han posicionado como la opción preferida para moldes de alta calidad, especialmente en la industria del plástico.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	S13600	EE.UU	Equivalente más cercano a AISI 420
AISI/SAE	AISI 420	EE.UU	Pequeñas diferencias de composición
ASTM	ASTM A681	EE.UU	Especificación para aceros inoxidables para herramientas
ES	EN 1.2083	Europa	Grado equivalente con propiedades similares
JIS	JIS SUS420J2	Japón	Resistencia a la corrosión similar pero diferentes propiedades mecánicas

La tabla anterior destaca diversas normas y equivalencias para el acero S136. Cabe destacar que, si bien el acero AISI 420 suele considerarse equivalente, puede que no ofrezca el mismo nivel de resistencia a la corrosión ni de pulibilidad, aspectos cruciales en aplicaciones de moldeo.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
C (Carbono)	0,30 - 0,40
Cr (cromo)	12.0 - 14.0
Ni (níquel)	0,5 - 1,0
Mo (molibdeno)	0,5 - 1,0
Mn (manganeso)	1.0 máximo
Si (silicio)	1.0 máximo
P (Fósforo)	0,03 máximo
S (Azufre)	0,03 máximo

Los elementos de aleación primarios del acero S136 desempeñan un papel crucial:
- Cromo: Mejora la resistencia a la corrosión y la dureza.
- Níquel: Mejora la tenacidad y la ductilidad.
- Molibdeno: Aumenta la dureza y la resistencia a la corrosión por picaduras.

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	600 - 800 MPa	87 - 116 ksi	ASTM E8
Límite elástico (0,2 % de compensación)	Recocido	Temperatura ambiente	400 - 600 MPa	58 - 87 ksi	ASTM E8
Alargamiento	Recocido	Temperatura ambiente	10 - 15%	10 - 15%	ASTM E8
Dureza (HRC)	Recocido	Temperatura ambiente	30 - 40 HRC	30 - 40 HRC	ASTM E18
Resistencia al impacto	Recocido	-20°C	30 - 50 J	22 - 37 pies-lbf	ASTM E23

Las propiedades mecánicas del acero S136 lo hacen adecuado para aplicaciones que implican cargas mecánicas significativas. Su alta resistencia a la tracción y límite elástico garantizan la integridad estructural bajo tensión, mientras que su elongación indica una buena ductilidad, lo que permite la deformación sin fractura.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (métrico)	Valor (Imperial)
Densidad	Temperatura ambiente	7,8 g/cm³	0,282 lb/pulgada³
Punto/rango de fusión	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Conductividad térmica	Temperatura ambiente	25 W/m·K	14,5 BTU·pulgada/(hora·pie²·°F)
Capacidad calorífica específica	Temperatura ambiente	500 J/kg·K	0,12 BTU/lb·°F
Resistividad eléctrica	Temperatura ambiente	0,72 µΩ·m	0,0000013 Ω·pulgada

Propiedades físicas clave, como la densidad y el punto de fusión, son importantes para su procesamiento y aplicación. Su punto de fusión relativamente alto permite que el S136 mantenga su integridad a temperaturas elevadas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de alta temperatura.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C/°F)	Clasificación de resistencia	Notas
cloruros	3-10	20-60 / 68-140	Bien	Riesgo de picaduras
Ácidos	10-20	20-40 / 68-104	Justo	Susceptible al agrietamiento por corrosión bajo tensión
Soluciones alcalinas	5-15	20-60 / 68-140	Excelente	Resistente a ambientes alcalinos
Atmosférico	-	-	Excelente	Bueno para aplicaciones al aire libre.

El acero S136 demuestra una excelente resistencia a diversos entornos corrosivos, especialmente en soluciones alcalinas. Sin embargo, es susceptible a la corrosión por picaduras en entornos ricos en cloruros y al agrietamiento por corrosión bajo tensión en condiciones ácidas. En comparación con otros grados como AISI 420 y AISI 440C, el S136 ofrece una resistencia superior a la corrosión, especialmente en entornos húmedos y químicamente agresivos.

Resistencia al calor

Propiedad/Límite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observaciones
Temperatura máxima de servicio continuo	300	572	Adecuado para exposición prolongada.
Temperatura máxima de servicio intermitente	400	752	Sólo exposición a corto plazo
Temperatura de escala	600	1112	Riesgo de oxidación más allá de esta temperatura
Consideraciones sobre la resistencia a la fluencia	400	752	Comienza a degradarse a esta temperatura.

El acero S136 mantiene sus propiedades mecánicas a temperaturas elevadas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren calor. Sin embargo, se debe tener cuidado y evitar la exposición prolongada a temperaturas superiores a 300 °C, ya que esto puede provocar oxidación y degradación del material.

Propiedades de fabricación

Soldabilidad

Proceso de soldadura	Metal de relleno recomendado (clasificación AWS)	Gas/fundente de protección típico	Notas
TIG	ER 308L	Argón	Se recomienda precalentar
MIG	ER 308L	Mezcla de argón + CO2	Se recomienda un tratamiento térmico posterior a la soldadura.

El acero S136 se puede soldar mediante procesos estándar como TIG y MIG. Sin embargo, se recomienda el precalentamiento para minimizar el riesgo de agrietamiento. El tratamiento térmico posterior a la soldadura puede ayudar a aliviar las tensiones y mejorar la integridad general de la soldadura.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	Acero S136	AISI 1212	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	70	100	Maquinabilidad moderada
Velocidad de corte típica	30 metros por minuto	50 metros por minuto	Ajuste por desgaste de la herramienta

El acero S136 tiene una maquinabilidad moderada en comparación con aceros de referencia como AISI 1212. Se deben emplear velocidades de corte y herramientas óptimas para lograr los mejores resultados, y se debe tener cuidado para evitar la generación excesiva de calor durante el mecanizado.

Formabilidad

El acero S136 presenta una buena conformabilidad, lo que permite su uso tanto en frío como en caliente. Sin embargo, debido a su alta dureza, se debe tener cuidado para evitar el endurecimiento por acritud durante el conformado en frío. Se deben respetar los radios de curvatura recomendados 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	800 - 850 / 1472 - 1562	1 - 2 horas	Aire	Suavizado, mejora la maquinabilidad
Endurecimiento	1000 - 1100 / 1832 - 2012	30 minutos	Aceite	Aumento de la dureza
Templado	200 - 300 / 392 - 572	1 hora	Aire	Reducir la fragilidad

Los procesos de tratamiento térmico afectan significativamente la microestructura y las propiedades del acero S136. El recocido ablanda el material, mejorando su maquinabilidad, mientras que el temple aumenta la dureza y la resistencia al desgaste. El revenido es crucial para reducir la fragilidad y mejorar 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
Automotor	Moldes de inyección para parachoques	Alta dureza, resistencia a la corrosión.	Durabilidad y longevidad
Bienes de consumo	Moldes para artículos del hogar	Excelente capacidad de pulido y resistencia al desgaste.	Acabado estético y rendimiento.
Dispositivos médicos	moldes de instrumentos quirúrgicos	Resistencia a la corrosión, biocompatibilidad.	Seguridad e higiene

Otras aplicaciones incluyen:
- Moldes para componentes electrónicos
- Equipos de procesamiento de alimentos
- Componentes aeroespaciales

El acero S136 se elige para estas aplicaciones debido a su combinación única de dureza, resistencia a la corrosión y capacidad para lograr un acabado de alta calidad, lo que lo hace ideal para requisitos tanto funcionales como estéticos.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	Acero S136	AISI 420	AISI 440C	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Alta dureza	Dureza moderada	Alta dureza	S136 ofrece una mejor resistencia a la corrosión que AISI 420
Aspecto clave de la corrosión	Excelente	Bien	Justo	El S136 es superior en entornos corrosivos
Soldabilidad	Moderado	Bien	Pobre	S136 requiere prácticas de soldadura cuidadosas
Maquinabilidad	Moderado	Bien	Pobre	El AISI 420 es más fácil de mecanizar
Formabilidad	Bien	Justo	Pobre	El S136 se puede formar con cuidado
Costo relativo aproximado	Alto	Moderado	Moderado	El S136 es más caro debido a los elementos de aleación.
Disponibilidad típica	Moderado	Alto	Alto	Es posible que el S136 no esté tan fácilmente disponible como el AISI 420

Al seleccionar el acero S136, se deben considerar la rentabilidad, la disponibilidad y los requisitos específicos de la aplicación. Sus propiedades únicas lo hacen adecuado para aplicaciones de alto rendimiento, pero su mayor costo y su maquinabilidad moderada pueden limitar su uso en algunos casos. Comprender las ventajas y desventajas entre el S136 y otros grados alternativos es crucial para una selección óptima del material en aplicaciones de ingeniería.