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Guía de acero al carbono negro
- John
El acero al carbono suele ser resistente. Su resistencia a la tracción oscila entre 400 MPa y 1200 MPa, dependiendo del contenido de carbono y del tratamiento térmico.
SteelPro Group ofrece una amplia gama de resistencias de acero al carbono a clientes de diferentes países. También ofrecemos diversas opciones de personalización para su proyecto específico. A continuación, analizaremos las características de durabilidad del acero al carbono y le ofreceremos asesoramiento experto para elegir el grado de acero al carbono adecuado para sus proyectos.
¿Qué es el acero al carbono negro?
El acero al carbono negro es un acero de aleación media, endurecible al aire, conocido por su estabilidad dimensional, tenacidad y resistencia moderada al desgaste. Se utiliza para troqueles, herramientas de conformado y moldes de plástico, donde la precisión y la resistencia a la fatiga térmica son cruciales. El acero al carbono negro endurecido alcanza 61-62 HRC, con mayor tenacidad que las aleaciones resistentes al desgaste como el D2.
SteelPro Group ofrece acero al carbono negro, equivalente a UNS T30106 y conforme a la norma ASTM A681. Sus formas más comunes incluyen tubos, placas y tubos redondos de acero al carbono negro.
Propiedades mecánicas del acero al carbono negro
La siguiente tabla describe las propiedades mecánicas específicas como referencia.
| Propiedad | Valor (métrico) | Valor (Imperial) |
| Dureza (Rockwell C) | 61 – 62 | 61 – 62 |
| Módulo elástico | 200 GPa | 29000 ksi |
| Módulo volumétrico | 160 GPa | 23200 ksi |
| Módulo de corte | 77,0 promedio de calificaciones | 11200 ksi |
| Coeficiente de Poisson | 0.3 | 0.3 |
| Maquinabilidad | 65 % | 65 % |
Propiedades físicas del acero al carbono negro
La siguiente tabla resume sus propiedades físicas clave como referencia.
| Propiedad | Valor (métrico) | Valor (Imperial) |
| Densidad | 7,83 g/cm³ | 0,283 lb/pulg³ |
| Peso específico | 7.83 | 7.83 |
| Módulo de elasticidad | 207 GPa | 30 x 10³ ksi |
| Coeficiente de dilatación térmica | 11,5 x 10⁻⁶ /°C (20-100°C) | 6,39 x 10⁻⁶ /°F (68-212°F) |
| Conductividad térmica | 24,9 W/m-K | 172,7 BTU·pulgada/pie²·h·°F |
| Capacidad calorífica específica | 460 J/kg-K | 0,11 BTU/lb-°F |
| Resistividad eléctrica | 0,00065 Ω·cm | 25,6 μΩ·pulgada |
Aplicaciones del acero al carbono negro
El acero al carbono negro se utiliza ampliamente en diversas industrias debido a su resistencia, durabilidad y precio asequible. Estas son algunas de las aplicaciones más comunes:
1. Construcción e Infraestructura
El acero al carbono negro se utiliza frecuentemente en la construcción de edificios, puentes y estructuras de soporte. Su alta resistencia a la tracción lo hace ideal para estructuras, varillas de refuerzo y componentes portantes.
2. Sistemas de tuberías y plomería
Debido a su resistencia a la presión y a la tensión mecánica, el acero al carbono negro se utiliza frecuentemente en tuberías de agua, gas y petróleo. Es especialmente popular en entornos industriales donde la alta resistencia y la fiabilidad son esenciales.
3. Industria automotriz
Muchos componentes de vehículos, como chasis, ejes y bastidores, están fabricados con acero al carbono negro. Este material proporciona la integridad estructural necesaria tanto para vehículos de pasajeros como comerciales.
4. Fabricación y equipo pesado
Las piezas de maquinaria, herramientas industriales y carcasas de equipos a menudo utilizan acero al carbono negro porque puede soportar el desgaste en duras condiciones de funcionamiento.
5. Equipo agrícola
Desde arados hasta componentes de tractores, el acero al carbono negro juega un papel clave en las herramientas y maquinarias agrícolas, donde la durabilidad y la resistencia al impacto son vitales.
6. Construcción naval y aplicaciones marinas
Su resistencia y rentabilidad hacen del acero al carbono negro un material preferido para construir cascos de barcos y otros componentes marinos, especialmente cuando se añade protección contra la corrosión.
7. Cercas y barandillas
El acero al carbono negro se utiliza comúnmente en estructuras exteriores como cercas, portones y barandillas de carreteras, donde su robustez es una ventaja importante.
Fabricación y tratamiento térmico de acero al carbono negro
El tratamiento térmico adapta la dureza, tenacidad y estabilidad del acero al carbono negro para aplicaciones exigentes como herramientas de precisión y componentes resistentes al desgaste.
En SteelPro Group, suministramos acero al carbono negro en condiciones de recocido, pretemplado o con tratamiento térmico completo, listo para satisfacer sus necesidades específicas. A continuación, encontrará una guía detallada sobre su proceso de tratamiento térmico.
Forja
El acero al carbono negro debe forjarse a una temperatura de entre 900 y 1150 °C (1650 y 2100 °F). El recocido es obligatorio después del forjado, ya que este introduce tensiones internas y estructuras irregulares de grano que pueden comprometer las propiedades mecánicas.
Recocido
Se requiere recocido después del trabajo en caliente o antes del reendurecimiento para restaurar la ductilidad y optimizar la maquinabilidad. La dureza después de este proceso suele oscilar entre 197 y 229 HB.
La temperatura debe mantenerse a 800-850 °C (1475-1560 °F). Una vez que se alcance la temperatura deseada, remoje el acero durante 1 hora por cada 25,4 mm (1 pulgada) de espesor para garantizar que el núcleo y la superficie alcancen condiciones uniformes. Después del remojo, enfríe el acero en un horno a una velocidad controlada de 15-20 °C (27-36 °F) por hora hasta que alcance aproximadamente 650 °C (1200 °F). A partir de este punto, deje que el acero se enfríe al aire hasta alcanzar la temperatura ambiente.
Endurecimiento
- Austenitización
Calentar el acero a 815-870 °C (1500-1600 °F). Mantener el acero a esta temperatura durante 30 minutos por cada 25,4 mm (1 pulgada) de espesor para garantizar una transformación completa.
- Enfriamiento
Las secciones delgadas (<25,4 mm o 1 pulgada) deben templarse con aire a aproximadamente 800 °C (1475 °F). Las secciones más gruesas (≥25,4 mm o 1 pulgada) pueden requerir un temple con aceite a partir de 815-870 °C (1500-1600 °F) para lograr velocidades de enfriamiento adecuadas. La elección del medio de temple ayuda a prevenir el agrietamiento y, al mismo tiempo, lograr una dureza suficiente.
Templado
El revenido se realiza inmediatamente después del temple para reducir la fragilidad y mejorar la tenacidad. El acero debe calentarse a la temperatura de revenido deseada y mantenerse así durante 1 hora por cada 25,4 mm (1 pulgada) de espesor.
El rango de revenido óptimo para equilibrar la dureza y la tenacidad es de 150 a 315 °C (300 a 600 °F). Este rango es adecuado para la mayoría de las aplicaciones que requieren tenacidad moderada y resistencia al desgaste. Para aplicaciones que exigen mayor tenacidad, se puede utilizar un revenido a 425-540 °C (797-1000 °F), aunque esto reduce ligeramente la dureza.
| Temperatura (°C) | Temperatura (°F) | Dureza (HRC) |
| 95 | 203 | 61 – 62 |
| 150 | 302 | 60 – 61 |
| 205 | 401 | 58 – 59 |
| 260 | 500 | 56 – 57 |
| 315 | 599 | 55 – 56 |
| 425 | 797 | 52 – 53 |
| 480 | 896 | 50 – 51 |
| 540 | 1004 | 48 – 49 |
Optimización del acero al carbono negro
El acero al carbono negro puede someterse a un tratamiento criogénico después del temple o a ciclos de revenido prolongados durante el tratamiento térmico para mejorar el rendimiento en aplicaciones específicas.
- Tratamiento criogénico:Convierte la austenita retenida a -196 °C (-320 °F), lo que mejora la resistencia al desgaste y la estabilidad dimensional. Ideal para herramientas de precisión.
- Templado extendido:Los ciclos de templado múltiples reducen la austenita y mejoran la dureza, ofreciendo una alternativa rentable.
Mejorando su experiencia con el acero al carbono negro
En SteelPro Group, no solo proporcionamos materiales, sino también soluciones. Desde barras y placas hasta láminas y redondos, nuestros productos de acero al carbono negro se fabrican para cumplir con los más altos estándares de la industria.
No nos limitamos a proporcionar materias primas. Nuestros servicios integrales de procesamiento están diseñados para ayudarle a maximizar el potencial del acero al carbono negro para sus aplicaciones, incluyendo tratamiento térmico, mecanizado a medida, rectificado y pulido de superficies.
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