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Acero AerMet 100 AMS 6532 | UNS K92580: Propiedades y procesos
- John
En aceros de alto rendimiento, pocos materiales logran el equilibrio entre potencia bruta e ingeniería de precisión como el acero AerMet® 100.
Este artículo profundiza en la ciencia, las aplicaciones y las ventajas únicas del acero AerMet 100, revelando por qué supera a las aleaciones convencionales en entornos de alto estrés.
¿Qué es el acero AerMet 100?
El acero AerMet 100 es una aleación de ultraalta resistencia diseñada para soportar tensiones mecánicas extremas. Su composición de cobalto, níquel, cromo, molibdeno y carbono crea una microestructura duradera que soporta bien cargas dinámicas. La aleación proporciona excelente dureza, resistencia a la tracción y tenacidad a la fractura. Además, conserva la ductilidad y resiste la corrosión bajo tensión. Con un rendimiento fiable hasta 427 °C (800 °F), el AerMet 100 se utiliza en trenes de aterrizaje aeroespaciales, sistemas de blindaje y componentes críticos de transmisión. La aleación no requiere precalentamiento para soldar, pero necesita protección en condiciones de humedad debido a su limitada resistencia a la corrosión.
- AerMet es una marca registrada de Corporación de tecnología Carpenter.
Especificaciones del acero AerMet 100
El acero AerMet 100 cumple con rigurosos estándares de la industria, lo que garantiza el cumplimiento y la confiabilidad.
- AMS 6478
- AMS 6532
- McDonnell Douglas MMS 217
- MIL HDBK-5
Grado equivalente de acero AerMet 100:
- UNS K92580
Composición química del acero AerMet 100
| Elemento | Contenido |
| Carbono (C) | 0.21~0.25 |
| Silicio (Si) | ≤0.15 |
| Manganeso (Mn) | ≤0.10 |
| Fósforo (P) | ≤0,008 |
| Azufre (S) | ≤0,005 |
| Cromo (Cr) | 2.9~3.3 |
| Níquel (Ni) | 11~12 |
| Molibdeno (Mo) | 1.1~1.3 |
| Nitrógeno (N) | ≤0,0015 |
| Titanio (Ti) | ≤0.015 |
| Cobalto (Co) | 13~14 |
| Aluminio (Al) | ≤0.015 |
| Oxígeno (O) | ≤0,002 |
Propiedades mecánicas del acero AerMet 100 (después del tratamiento térmico)
| Propiedad | Valor longitudinal | Valor transversal |
| Resistencia al límite elástico (compensación de 0,21 TP3T) | 1720 MPa (250 ksi) | 1720 MPa (250 ksi) |
| Resistencia a la tracción | 1960 MPa (285 ksi) | 1960 MPa (285 ksi) |
| Alargamiento (%) | 14% | 13% |
| Reducción de área (%) | 65% | 55% |
| Energía de impacto Charpy V-Notch | 41 J (30 pies-lb) | 34 J (25 pies-lb) |
| Tenacidad a la fractura (K IC ) | 126 MPa√m (115 ksi√in) | 110 MPa√m (100 ksi√in) |
Propiedades relacionadas con la temperatura
- Rendimiento a alta temperatura
El AerMet 100 mantiene su estabilidad hasta 427 °C (800 °F), pero su resistencia a la tracción disminuye gradualmente con el aumento de la temperatura. Por ejemplo, a 260 °C (500 °F), la resistencia a la tracción es de aproximadamente 1650 MPa (240 ksi).
- Tenacidad al impacto a baja temperatura
Incluso a -73 °C (-100 °F), AerMet 100 conserva una alta energía de impacto, aproximadamente 41 J (30 ft-lb), lo que demuestra su excelente tenacidad a bajas temperaturas.
Propiedades físicas del acero AerMet 100
| Propiedad | Valor métrico | Valor imperial |
| Densidad | 7,89 g/cm³ | 0,285 lb/pulg³ |
| Módulo de elasticidad | 194,5 GPa | 28,2×10³ ksi |
| Resistividad (21 °C/70 °F) | – | 259 ohmios-cir-mil/pie |
| Temperatura crítica (AC₁/AC₃) | 574 °C / 829 °C | 1065 °F / 1525 °F |
| Coeficiente de expansión térmica (315,56 °C/600 °F) | 10,82×10⁻⁶ m/m/°C (Recocido) | 6,01×10⁻⁶ pulg./pulg./°F (Recocido) |
| 10,94×10⁻⁶ m/m/°C (tratado térmicamente) | 6,08×10⁻⁶ pulg./pulg./°F (tratado térmicamente) |
Especificaciones de los productos de acero AerMet 100
| Forma del producto | Dimensión | Unidades métricas | Unidades imperiales |
| Barras redondas | Diámetro | 12,7 mm ~ 305 mm | 0,5 pulgadas ~ 12 pulgadas |
| Placa | Espesor | 6,35 mm ~ 101,6 mm | 0,25 pulgadas ~ 4 pulgadas |
| Anchura | 101,6 mm ~ 1219 mm | 4 pulgadas ~ 48 pulgadas | |
| Longitud | 305 mm ~ 6096 mm | 12 pulgadas ~ 240 pulgadas | |
| Hoja | Espesor | 6,35 mm ~ 19,05 mm | 0,25 pulgadas ~ 0,75 pulgadas |
| Anchura | 101,6 mm ~ 1219 mm | 4 pulgadas ~ 48 pulgadas | |
| Longitud | 305 mm ~ 6096 mm | 12 pulgadas ~ 240 pulgadas |
Aplicaciones de acero AerMet 100
- Aeroespacial:Tren de aterrizaje, ejes de motores a reacción
- Defensa:Blindaje, componentes balísticos
- Energía: Ejes de transmisión
- Industrial:Tubos estructurales
- Transporte:Miembros estructurales
Acero AerMet 100 Tratamiento térmico
Descripción general de los pasos clave
| Escenario | Parámetros clave | Propósito |
| Solución Tratamiento | 885 °C ±14 °C durante 1 hora (1625 °F ±25 °F) | Disolver los carburos, homogeneizar la microestructura. |
| Enfriamiento | Enfriar el aire/aceite a 66 °C (150 °F) en 1 a 2 horas | Bloqueo en estructura martensítica. |
| Tratamiento del frío | -73°C durante 1 hora (-100°F) | Mejora la tenacidad reduciendo la austenita retenida. |
| Envejecimiento | 482 °C ±6 °C durante 5 horas (900 °F ±10 °F) | Precipitar fases secundarias para optimizar la resistencia y la ductilidad. |
1. Normalización
El acero AerMet 100 se normaliza calentándolo a 1650 °F (899 °C) para una hora, y luego se deja enfriar al aire a temperatura ambiente. Esto ayuda a restaurar las propiedades en las zonas afectadas por el forjado. Para una mejor maquinabilidad, un Recocido de 16 horas a 1250 °F (677 °C) Se recomienda después de normalizar.
2. Tratamiento de la solución
AerMet 100 se somete a un tratamiento de solución calentándolo a 1625 °F ±25 °F (885 °C ±14 °C) para 1 hora En atmósfera neutra (vacío, baño de sales o gas inerte) para evitar la descarburación. Tras el calentamiento, la aleación se enfría al aire para... 150 °F (66 °C) dentro 1–2 horasLas secciones más gruesas (de más de 2″ de diámetro o placa de 1″ de espesor) deben templarse en aceite para alcanzar los objetivos de enfriamiento. Este proceso disuelve los carburos y prepara el material para la transformación martensítica.
3. Tratamiento de frío (enfriamiento criogénico)
Después del tratamiento de la solución, AerMet 100 debe enfriarse a -100 °F (-73 °C) para al menos una horaEste paso garantiza una transformación martensítica completa y elimina la austenita retenida, lo que aumenta la tenacidad. Si se omite, la tenacidad se reduce aproximadamente. 15%Saltarse el tratamiento del resfriado requiere doble envejecimiento a 900°F (482°C) para 5 horas dos veces para compensar la pérdida de dureza.
4. Tratamiento de envejecimiento (endurecimiento por precipitación)
El envejecimiento implica calentar AerMet 100 a 900 °F ±10 °F (482 °C ±6 °C) para 5 horas, seguido de enfriamiento por aire. Este proceso forma precipitados finos que aumentan la resistencia a la vez que mantienen la ductilidad. Los ajustes de la temperatura de envejecimiento pueden variar según los requisitos:
- En 875 °F (468 °C) para 5 horas, la dureza alcanza 54,5–55,5 HRC, pero la dureza disminuye.
- En 925 °F (496 °C) para 5 horas, la dureza disminuye a 51,0–52,5 FC, mejorando la ductilidad.
5. Recocido
Para ablandar el material para el mecanizado o la recuperación después del forjado, AerMet 100 se puede recocer a 1250 °F (677 °C) para 16 horasEsto produce una dureza de ≤40 HRClo que facilita su mecanizado.
6. Alisado
El AerMet 100 experimenta cambios mínimos de tamaño durante el tratamiento térmico. Sin embargo, algunas piezas pueden requerir enderezamiento mecánico para corregir la distorsión. El enderezamiento debe realizarse después del envejecimiento, pero antes del mecanizado final. Para garantizar resultados óptimos, realice un Alivio del estrés a baja temperatura en 350–400 °F (177–204 °C) para 5 horas Antes de alisar.
Riesgo de descarburación
El AerMet 100 es propenso a la descarburación, que se produce cuando se pierde carbono de la superficie durante el tratamiento térmico. Para minimizar este riesgo, el tratamiento térmico debe realizarse en un horno de atmósfera neutra, baño de sales o al vacío. La descarburación se puede detectar comparando la dureza de la superficie y del núcleo, asegurándose de que la diferencia (ΔHRC) no supere 2.
Consideraciones de posprocesamiento
Después del mecanizado, una alivio del estrés en 800 °F (427 °C) para 1–3 horas Se puede aplicar para reducir las tensiones residuales sin comprometer la resistencia. Este paso ayuda a mejorar el rendimiento del material en las aplicaciones finales.
Procesamiento de acero AerMet 100
Forja
El acero AerMet 100 debe forjarse a una temperatura inicial de ≤2250 °F (1232 °C), con una temperatura final de forja de ≤1650 °F (899 °C)Tras el forjado, el material debe someterse a un recocido y normalizado para recuperar sus propiedades y garantizar un rendimiento óptimo durante el procesamiento posterior.
Mecanizado
AerMet 100 es más difícil de mecanizar que acero 4340 en Comisión de Derechos Humanos 38Para lograr los mejores resultados, se recomiendan herramientas de carburo. La velocidad de corte debe oscilar entre 280 a 350 SFMDespués del mecanizado en bruto, es esencial realizar alivio del estrés en 800 °F (427 °C) para 1–3 horas para reducir las tensiones residuales y mejorar la estabilidad del material para el mecanizado posterior.
Acero AerMet 100 certificado de origen
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