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Acero aleado AISI 9310 | UNS G93100: propiedades, productos, usos
- John
¿Qué es el acero 9310?
El acero 9310 (UNS G93100) es una aleación de níquel-cromo-molibdeno de alto rendimiento conocida por su resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste. Su bajo contenido de carbono y sus altos elementos de aleación proporcionan una excelente resistencia del núcleo y resistencia a la fatiga. Es fácil de soldar. El acero 9310 también tiene un buen rendimiento tanto en secciones gruesas como delgadas, con una variación mínima de dureza. Cuando se carburiza, logra una superficie dura y resistente al desgaste a la vez que mantiene un núcleo tenaz, lo que lo hace adecuado para componentes como engranajes y ejes.
Generalmente fundido a través de procesos AOD + VAR o VIM + VAR, el acero 9310 garantiza pureza y consistencia, lo que lo convierte en una opción confiable para componentes aeroespaciales de alto rendimiento.
Aplicaciones del acero 9310
| Industria | Aplicaciones |
| Aeroespacial | Componentes de aeronaves, trenes de aterrizaje, ejes de turbinas, engranajes y piñones de motores de aeronaves |
| Automoción | Componentes de caja de cambios, cigüeñales, ejes, piezas de motor de alto rendimiento, piezas de embrague, pasadores de pistón |
| Petróleo y gas | Tuberías de perforación, recipientes a presión, componentes de válvulas, estructuras offshore |
| Militar | Armas de fuego, componentes de misiles, blindaje de alta resistencia, vehículos de combate |
| Minería | Equipos de minería, barras de perforación, piezas de engranajes. |
| Maquinaria pesada | Cojinetes, ejes, engranajes, piezas de maquinaria industrial |
| Generación de energía | Ejes de turbinas, componentes estructurales de centrales eléctricas, válvulas de vapor |
| Construcción | Pernos de alta resistencia, acero estructural para aplicaciones de alta carga |
Grados equivalentes de acero AISI 9310
- Número de serie G93100
- Modelo AMS6260G
- AMS6265C
- AMS6267A
Composición química del acero 9310
| Elementos | Contenido (wt%) |
| Carbono (C) | 0.08 ~ 0.13 |
| Silicio (Si) | 0.15 ~ 0.30 |
| Manganeso (Mn) | 0.45 ~ 0.65 |
| Fósforo (P) | ≤0.025 |
| Azufre (S) | ≤0.025 |
| Cromo (Cr) | 1 ~ 1.4 |
| Níquel (Ni) | 3 ~ 3.5 |
| Cobre (Cu) | ≤0.35 |
| Molibdeno (Mo) | 0.08 ~ 0.15 |
Propiedades mecánicas del acero 9310
| Propiedades mecánicas | Métrica | Inglés |
| Dureza Rockwell C | 27 CRH | 27 CRH |
| Resistencia a la tracción, última | 907 MPa | 132.000 psi |
| Resistencia a la tracción, límite de fluencia (0,21 TP3T) | 571 MPa | 82.800 psi |
| Alargamiento a la rotura | 19% | 19% |
| Reducción de la superficie | 58% | 58% |
Propiedades físicas del acero 9310
| Propiedad | Métrica | Inglés |
| Densidad | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/pulg³ |
| Punto de fusión | ~1425 °C | ~2600 °F |
| Conductividad térmica | 43,2 W/m·K | 24,9 BTU·pie/hora·°F |
| Capacidad calorífica específica | 0,49 J/g·°C | 0,12 BTU/lb-°F |
9310 Fabricación de acero
Forja
El acero 9310 en bruto se calienta a 1191°C a 927°C (de 2175 °F a 1700 °F) y se forja para darle forma. Este proceso alinea la estructura del grano del acero, lo que mejora sus propiedades mecánicas y su resistencia a la fatiga. El forjado garantiza que el material sea uniforme y duradero.
Tratamiento térmico
El tratamiento térmico es fundamental para lograr el rendimiento deseado en el acero 9310. Implica los siguientes pasos:
- Recocido:El acero se calienta a 857 °C (1575 °F) y se enfría lentamente en un horno. Esto ablanda el acero y alivia la tensión, mejorando la ductilidad.
- Normalización:El acero se calienta a 1650 °F a 1750 °F (899°C a 954°C) y enfriado por aire. Este paso mejora la tenacidad y refina la estructura interna del acero.
- Cementación y endurecimiento:Para la dureza de la superficie, el acero 9310 se carbura a 1650 °F a 1700 °F (899 °C a 927 °C), luego se enfría lentamente. Para endurecerlo, el acero se templa en aceite desde 1425 °F a 1545 °F (776°C a 843°C), creando una superficie duradera.
- Templado:Después del endurecimiento, el acero 9310 se templa a 250 °F a 350 °F (121 °C a 177 °C). Esto alivia las tensiones internas, mejorando la tenacidad y manteniendo la resistencia.
Después del templado, la dureza del núcleo varía entre 331 – 363 BHN, y la dureza de la caja alcanza 60 – 62 HR.
Trabajo en frío
El acero 9310 es fácil de trabajar en frío, especialmente en sus estados templado y endurecido. Se puede laminar, estirar o extruir utilizando métodos convencionales. El trabajo en frío ayuda a refinar las dimensiones y el acabado de la superficie del material sin comprometer su resistencia mecánica.
Cementación y pseudocementación
Carburación:Se añade carbono a la superficie del acero exponiéndola a un entorno rico en carbono. Esto se hace normalmente utilizando gases como el monóxido de carbono (CO) o agentes sólidos como el carbón. El acero se calienta para permitir que el carbono se difunda en la superficie y forme una capa exterior endurecida.
Pseudocarburación:La pseudocarburación utiliza materiales a base de níquel, como el níquel carbonilo, para lograr el endurecimiento de la superficie. Cuando se calienta el acero, el níquel provoca un efecto similar al del carbono en la superficie, creando una capa más dura sin cambiar el contenido de carbono del acero.
| Característica | Carburación | Pseudo-carburación |
| Adición de carbono | Difusión directa de carbono en el acero | Efecto indirecto similar al del carbono a través del níquel u otros materiales |
| Dureza superficial | Alta dureza superficial, capa más profunda. | Menor dureza superficial, capa más superficial |
| Contenido de carbono | Aumenta el contenido de carbono en el acero. | No hay aumento significativo en el contenido de carbono |
| Aplicaciones | Engranajes, ejes, cojinetes, aeroespacial | Componentes de automoción, maquinaria con desgaste moderado |
| Eficiencia en relación costo/tiempo | Mayor costo, mayor tiempo | Proceso más rentable y más rápido |
Carburación se utiliza para aplicaciones más críticas y de alto desgaste donde la dureza y la durabilidad de la superficie son primordiales, mientras que pseudocarburación Es una alternativa rentable para aplicaciones menos exigentes.
9310 Propiedades del acero después de la pseudo-carburación
| Proceso de tratamiento térmico | Resistencia a la tracción | Límite elástico | Alargamiento en 2″ | Reducción de la superficie | Dureza del núcleo |
| Carburación:1700 °F (926 °C) durante 8 horas, Enfriamiento con aceite, Templado:300 °F (149 °C) durante 2 horas | 187 ksi (1290 MPa) | 155 ksi (1070 MPa) | 15% | 51% | 375 bahreiníes |
| Carburación:1700 °F (926 °C) durante 8 horas, enfriamiento lento, Enfriamiento:1425 °F (776 °C), temple en aceite, Templado:300 °F (149 °C) durante 2 horas | 155 ksi (1070 MPa) | 130 ksi (897 MPa) | 15.50% | 52% | 331 BHN |
| Carburación:1700 °F (926 °C) durante 8 horas, enfriamiento lento, Enfriamiento:1525 °F (830 °C), temple en aceite, Templado:300 °F (149 °C) durante 2 horas | 175 ksi (1200 MPa) | 155 ksi (1070 MPa) | 16% | 53% | 363 BHN |
9310 Procesamiento de acero
Corte
El acero 9310 se puede cortar mediante métodos comunes como mecanizado, rectificado y aserrado. Debido a su tenacidad, las velocidades de corte y los avances deben optimizarse para evitar el sobrecalentamiento y la deformación del material. Esto garantiza componentes precisos y resistentes.
Soldadura
El acero 9310 es muy soldable y se puede unir mediante técnicas estándar, como la soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) y la soldadura por arco metálico con gas (GMAW). El precalentamiento se utiliza a menudo para evitar el agrietamiento en secciones más gruesas y garantizar soldaduras resistentes.
Tratamiento de superficies
- Nitruración:Se introduce nitrógeno en la superficie del acero, creando una capa dura y duradera que mejora la resistencia al desgaste.
- Granallado:Este método introduce tensiones de compresión en el acero, mejorando la resistencia a la fatiga. Se utiliza habitualmente para componentes sometidos a cargas cíclicas.
En SteelPro Group, nos aseguramos de que cada paso de la fabricación y el procesamiento del acero 9310 cumpla con los más altos estándares de calidad y precisión. Nuestros métodos están diseñados para ofrecer materiales consistentes y de alto rendimiento, listos para aplicaciones exigentes.
Especificaciones y rango de tamaños del producto de acero 9310
| Forma del producto | Diámetro (mm/pulgadas) | Ancho (mm/pulgadas) | Espesor (mm/pulgadas) | Longitud (mm/pulgadas) |
| Bar | 20 ~ 350 milímetros (0,8 ~ 13,8 pulgadas) | 20 ~ 350 milímetros (0,8 ~ 13,8 pulgadas) | 20 ~ 100 milímetros (0,8 ~ 3,9 pulgadas) | Personalizable |
| Varilla | 20 ~ 300 milímetros (0,8 ~ 11,8 pulgadas) | N/A | 20 ~ 100 milímetros (0,8 ~ 3,9 pulgadas) | |
| Placa | N/A | 200 ~ 2500 milímetros (7,9 ~ 98,4 pulgadas) | 5 ~ 150 milímetros (0,2 ~ 5,9 pulgadas) | |
| Hoja | N/A | 100 ~ 2500 milímetros (3,9 ~ 98,4 pulgadas) | 1 ~ 10 mm (0,04 ~ 0,4 pulgadas) | |
| Forja | 50 ~ 600 milímetros (2,0 ~ 23,6 pulgadas) | N/A | 50 ~ 150 milímetros (2,0 ~ 5,9 pulgadas) | |
| Tubo/tubería | 25 ~ 250 milímetros (1,0 ~ 9,8 pulgadas) | N/A | 5 ~ 50 milímetros (0,2 ~ 2,0 pulgadas) |
9310 Acero vs Carpintero 158
El acero 9310 es mejor en cuanto a resistencia a la fatiga y tenacidad, mientras que el Carpenter 158 supera en resistencia al desgaste a temperaturas más altas.
- Composición
El acero 9310 está enriquecido con níquel, cromo y molibdeno para brindar resistencia a la fatiga y resistencia del núcleo. El acero Carpenter 158, con más carbono, ofrece una resistencia superior al desgaste a temperaturas más altas.
- Propiedades mecánicas
El acero 9310 tiene una resistencia a la tracción de 907 MPa (132.000 psi) y es más resistente pero menos duro que el Carpenter 158, que alcanza 1034 MPa (150.000 psi) pero con ductilidad reducida.
- Aplicaciones
El acero 9310 destaca en engranajes aeroespaciales y automotrices, mientras que el Carpenter 158 es mejor para piezas de alta temperatura como cigüeñales.
Acero 9310 vs acero 4140
Elija acero 9310 para resistencia a la fatiga y resistencia del núcleo, mientras que el acero 4140 es mejor para piezas de alta resistencia y resistentes al desgaste.
- Composición
El acero 9310 tiene níquel y molibdeno, lo que lo hace ideal para la resistencia a la fatiga. El acero 4140 contiene más carbono, lo que proporciona mayor dureza y resistencia al desgaste.
- Propiedades mecánicas
El acero 9310 tiene una resistencia a la tracción de 907 MPa (132 000 psi), mejor para componentes sometidos a cargas cíclicas. El acero 4140 alcanza entre 850 y 1000 MPa (123 000 y 145 000 psi) y es adecuado para aplicaciones de alto desgaste.
- Aplicaciones
El acero 9310 es ideal para engranajes y ejes aeroespaciales. Barra de acero 4140 Se utiliza en cigüeñales, ejes y equipos de minería debido a su resistencia al desgaste.
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