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Acero inoxidable 431: propiedades, características y usos
- John
El acero inoxidable 431 es una aleación martensítica flexible y duradera reconocida por su excelente resistencia a la oxidación, dureza y facilidad de moldeado. El acero inoxidable 431, muy utilizado en las industrias, ofrece un equilibrio entre dureza y durabilidad.
En esta guía, exploramos sus propiedades, aplicaciones, grados equivalentes y opciones de procesamiento para ayudarlo a comprender por qué es una opción confiable para entornos exigentes.
¿Qué es el acero inoxidable 431?
El acero inoxidable 431 (UNS S43100) es hierro 80-85%, cromo 15-17%, carbono y níquel. Es un acero inoxidable martensítico que cumple con las normas ASTM A276, ofreciendo resistencia, resistencia a la corrosión y maquinabilidad. El procesamiento del acero inoxidable 431 a una temperatura de entre 600 °C y 800 °C optimiza su rendimiento. Procesado mediante tratamiento térmico, el acero inoxidable 431 se utiliza en los sectores aeroespacial, marino y automotriz para ejes, pernos y sujetadores. El trabajo en frío puede aumentar su dureza y resistencia.
Propiedades del acero inoxidable 431
El acero inoxidable 431 se destaca por su durabilidad superior, su excelente resistencia a la oxidación y su sólida tenacidad. Su contenido de cromo y níquel aumenta la durabilidad y la resistencia a la oxidación. También proporciona una excelente resiliencia y resistencia al desgaste, lo que lo hace perfecto para condiciones difíciles.
Composición química del SS 431
La composición del acero inoxidable SS 431 se caracteriza por su alto contenido de cromo, que le proporciona una resistencia superior a la corrosión, junto con niveles moderados de carbono y níquel para una mayor resistencia. Para conocer las cifras específicas, consulte la siguiente tabla.
| Elemento | Cromo (Cr) | Níquel (Ni) | Carbono (C) | Manganeso (Mn) | Silicio (Si) | Fósforo (P) | Azufre (S) |
| Porcentaje | 15.0-17.0% | 1.25-2.50% | 0.12-0.20% | 1,00% máx | 1,00% máx | 0,040% máx | 0,030% máx |
Propiedades mecánicas del acero inoxidable 431
El acero inoxidable SS 431 se destaca por su alta resistencia a la tracción y dureza, incluso después del tratamiento térmico, lo que lo hace adecuado para aplicaciones mecánicas exigentes. Para conocer los valores específicos en diferentes condiciones de recocido, consulte la siguiente tabla.
| Temperatura de recocido (°C/°F) | Resistencia a la tracción (MPa/ksi) | Límite elástico (MPa/ksi) | Dureza Vickers (HV) | Dureza Brinell (HB) | Dureza Rockwell (HRc) | Alargamiento (%) | Módulo elástico (GPa/ksi) |
| 540 °C / 1004 °F | 930-1080 / 135-156 | 725-860 / 105-125 | 280-340 | 255-300 | 27-35 | 15-20 | 200 / 29000 |
| 600 °C / 1112 °F | 860-960 / 125-139 | 690-800 / 100-116 | 250-310 | 235-275 | 24-32 | 17-22 | 200 / 29000 |
| 650 °C / 1202 °F | 790-890 / 115-129 | 620-730 / 90-106 | 230-280 | 215-255 | 22-30 | 18-23 | 200 / 29000 |
Propiedades físicas del 431
Las propiedades físicas del acero inoxidable 431 se destacan por su alta densidad y buena conductividad térmica, lo que lo hace adecuado para entornos de alto estrés. Estos valores representan propiedades generales en condiciones de recocido estándar y pueden variar con diferentes tratamientos térmicos.
| Propiedad | Unidad métrica | Unidad imperial |
| Densidad | 7,70 g/cm³ | 0,278 lb/pulg³ |
| Punto de fusión | 1450-1510 °C | 2642-2750 °F |
| Conductividad térmica | 24 W/m·K | 166 BTU·pulgadas/altura·pie²·°F |
| Resistividad eléctrica | 570 nΩ·m | 570 nΩ·m |
| Capacidad calorífica específica | 460 J/kg-K | 460 J/kg-K |
| Coeficiente de dilatación térmica | 10,2 µm/m·°C (20-100°C) | 5,67 µin/in·°F (70-212 °F) |
Grados equivalentes de acero inoxidable 431
El acero inoxidable 431 comparte una composición química y unas propiedades mecánicas similares con los grados equivalentes utilizados en otros países. Estos grados ofrecen un rendimiento comparable en diversas aplicaciones. A continuación se muestra una tabla de grados equivalentes de diferentes regiones.
| Estándar | Grado equivalente | País |
| JIS | SUS 431 | Japón |
| ES/T | 1Cr17Ni2 | China |
| ES | X17CrNi16-2 (1,4057) | UE |
| ESTRUENDO | X17CrNi16-2 | Alemania |
| GOST | 14Kh17N2 | Rusia |
Posibles grados alternativos al acero inoxidable 431
Varios grados de acero inoxidable pueden ser alternativas al 431 debido a su composición o aplicaciones similares:
- Grado 410:Acero inoxidable martensítico con cromo. Tiene buena resistencia a la corrosión y solidez, pero una tenacidad ligeramente inferior en comparación con el 431.
- Grado 420:Mayor contenido de carbono que el 431. Ofrece mejor dureza después del tratamiento térmico, adecuado para aplicaciones resistentes al desgaste, pero con menor resistencia a la corrosión.
- Grado 304:Acero inoxidable austenítico con mayor contenido de níquel. Tiene una excelente resistencia a la corrosión y puede reemplazar al 431, donde la resistencia a la corrosión es más importante que la resistencia.
- Grado 316:Contiene más molibdeno que el 431. Ofrece mejor resistencia a la corrosión, especialmente en entornos marinos, pero tiene menor resistencia.
Estas opciones se pueden seleccionar dependiendo del requisito particular de durabilidad, resistencia al óxido o resistencia.
Características del acero inoxidable 431
El acero inoxidable 431 es reconocido por su fuerte durabilidad a la tracción, excelente resistencia al óxido y sólida tenacidad, lo que lo hace ideal para condiciones desafiantes.
1. Alta resistencia a la tracción
El 431 ofrece una resistencia a la tracción significativamente mayor que muchos otros aceros inoxidables, lo que lo hace ideal para aplicaciones que requieren materiales fuertes y duraderos, como en componentes aeroespaciales y marinos.
2. Excelente resistencia a la corrosión.
Debido a su alto contenido de cromo, el acero inoxidable 431 proporciona una excelente resistencia a la corrosión, especialmente en entornos ligeramente corrosivos como entornos marinos e industriales.
3. Buena dureza
431 puede alcanzar un nivel significativo dureza mediante tratamiento térmico, lo que lo hace ideal para piezas que necesitan resistencia al desgaste, como ejes, pernos y sujetadores.
4. Propiedades magnéticas
A diferencia de los aceros inoxidables austeníticos, el 431 es magnético, lo que puede resultar ventajoso en ciertas aplicaciones mecánicas y eléctricas.
5. Rendimiento del tratamiento térmico
El 431 responde bien al endurecimiento y al revenido, lo que permite obtener propiedades mecánicas adaptadas a diversas aplicaciones.
6. Templabilidad
- Aumento de dureza:Después del temple y revenido, la dureza del acero inoxidable 431 puede alcanzar de 360 a 480HB, equivalente a Rc44.
- Método de enfriamiento:Las secciones pequeñas se pueden enfriar con aire, mientras que las secciones más grandes requieren enfriamiento con aceite para lograr un endurecimiento óptimo.
7. Características de baja temperatura
- Temperatura de transición frágil más baja:El acero inoxidable 431 se vuelve más resistente a bajas temperaturas, lo que le permite resistir el impacto sin romperse.
- Microestructura:A bajas temperaturas, la estructura incluye martensita y algo de ferrita, mejorando la resistencia y la tenacidad.
Limitaciones
- Soldadura difícilDebido a su alto contenido de carbono, el acero inoxidable 431 es difícil de soldar y requiere un tratamiento térmico previo y posterior a la soldadura para evitar el agrietamiento.
- Vulnerabilidad a los ácidos fuertes:Si bien es resistente a la corrosión, el 431 es propenso a la corrosión por picaduras y grietas en entornos fuertemente ácidos, lo que limita su uso en exposición a productos químicos agresivos.
¿Cómo se produce el acero inoxidable 431?
La producción de acero inoxidable 431 implica varios pasos clave, cada uno de ellos fundamental para garantizar sus propiedades finales, como resistencia, dureza y resistencia a la corrosión.
1. Derretimiento:Las materias primas, principalmente hierro, cromo, carbono y níquel, se funden en un horno de arco eléctrico (EAF) a altas temperaturas.
2. Fundición:El acero líquido se vierte en moldes para formar tochos o losas, que luego se enfrían y se endurecen.
3. Laminación en caliente:Las placas solidificadas se calientan nuevamente y se laminan para disminuir su espesor y dar forma al acero en placas, barras u otras formas requeridas.
4. Recocido:El acero laminado se somete a un tratamiento térmico para liberar tensiones internas, ablandar el material y mejorar su maquinabilidad. Este proceso implica calentar el acero a una temperatura determinada y enfriarlo gradualmente.
5. Endurecimiento:Para mejorar la dureza y la resistencia, el 431 se somete a un proceso de temple, donde el acero se enfría rápidamente después de calentarse a altas temperaturas.
6. Templado:Después del endurecimiento, el acero se templa calentándolo nuevamente a una temperatura más baja y luego enfriándolo nuevamente para ajustar la dureza y tenacidad finales.
7. Descalcificación:Después del tratamiento térmico, las incrustaciones superficiales formadas durante el procesamiento se eliminan mediante decapado o limpieza mecánica.
8. Acabado:El acero se mecaniza y se termina según dimensiones precisas, generalmente mediante rectificado o pulido, para lograr la calidad de superficie deseada.
9. Inspección y pruebas:El producto final se somete a rigurosas inspecciones y pruebas para garantizar que cumpla con las propiedades mecánicas y químicas requeridas, como resistencia a la tracción, dureza y resistencia a la corrosión.
Estos procesos garantizan que el acero inoxidable 431 alcance la resistencia, tenacidad y resistencia al óxido requeridas para sus aplicaciones específicas.
Opciones de procesamiento que ofrecemos para SS 431
En SteelProGroup, ofrecemos una gama completa de opciones de procesamiento y personalización de productos para acero inoxidable SS 431, diseñados para satisfacer requisitos de rendimiento y necesidades de aplicación específicos.
Mecanizado
A continuación se muestran las opciones de procesamiento detalladas que ofrecemos:
Fundición
- Horno de arco eléctrico (EAF): Produce acero de alta calidad fundiendo materias primas mediante arcos eléctricos, lo que garantiza un control preciso sobre la composición.
- Fusión por inducción al vacío (VIM):Elimina impurezas en el vacío, creando un material más limpio, más uniforme y con menos inclusiones, ideal para aplicaciones críticas.
- Descarburación con oxígeno y argón (AOD):La descarburación con oxígeno y argón (AOD) refina el acero al reducir el carbono, mejorar la resistencia a la corrosión y lograr la composición deseada, ideal para producir acero inoxidable de alta calidad como el 431, ya que controla el contenido de aleación y mejora el rendimiento.
Tratamiento térmico
- Recocido:Reduce la dureza del acero inoxidable 431 para mejorar la maquinabilidad y liberar tensiones internas, generalmente a 815-900 °C, lo que hace que sea más fácil trabajar con él en etapas posteriores.
- Endurecimiento:Aumenta la resistencia y la resistencia al desgaste calentando el acero inoxidable 431 a 980-1065 °C y luego enfriándolo rápidamente, ideal para aplicaciones de alta resistencia.
- Templado:Ajusta la dureza y la tenacidad después del endurecimiento, mejorando la durabilidad y reduciendo la fragilidad, generalmente se realiza a 600-650 °C para acero inoxidable 431, para aplicaciones que requieren tanto resistencia como flexibilidad.
- Enfriamiento:Enfría rápidamente el acero inoxidable 431 después del calentamiento para fijar la dureza y las propiedades mecánicas, esenciales para garantizar un rendimiento constante en entornos exigentes.
Trabajo en frío
- Laminación en frío:Reduce el espesor y refina la calidad de la superficie sin calentar, lo que da como resultado un acabado más fuerte y suave.
- Dibujo en frío:Aumenta la resistencia al tirar del acero a través de una matriz, lo que proporciona un control dimensional estricto para aplicaciones precisas.
- Conformación por estiramiento:Estira el material sin calor, mejorando las propiedades mecánicas mientras le da forma en geometrías complejas.
Otro Opciones de trabajo en frío no recomendadas para acero inoxidable 431
- Dibujo profundo:La ductilidad limitada del 431 lo hace propenso a agrietarse durante el embutido profundo, lo que lo hace inadecuado para este proceso.
- Doblado a bajas temperaturas:Debido a su mayor resistencia y menor ductilidad, la flexión sin suficiente calor puede provocar grietas.
- Estampado en frío:La dureza y fragilidad del 431 después del trabajo en frío lo hacen inadecuado para el recalcado, ya que puede provocar fracturas.
Mecanizado mecánico
- CorteOfrecemos cortes de precisión mediante sierras o láseres, proporcionando cortes limpios y precisos para cumplir con las especificaciones personalizadas con una mínima pérdida de material.
- Molienda:El fresado de alta precisión garantiza la creación de piezas complejas con dimensiones precisas que son adecuadas para formas y diseños complejos.
- Perforación:Perforación personalizada para lograr tamaños de orificios y profundidades exactos, lo que garantiza un ajuste perfecto para pernos, sujetadores u otros métodos de unión.
Tratamiento de superficies
- Rectificado:Suaviza las superficies rugosas y asegura un acabado uniforme, mejorando la apariencia general y el rendimiento del acero.
- Pulido:Agrega un acabado reflectante de alto brillo, mejorando la resistencia a la corrosión y el atractivo estético, especialmente para los componentes visibles.
- Decapado:Elimina impurezas de la superficie, como óxidos o incrustaciones, garantizando una superficie limpia y mejorando la adherencia de los recubrimientos.
- Pasivación:Mejora la resistencia al óxido al crear una capa protectora de óxido, lo que lo hace perfecto para su uso en entornos agresivos.
Soldadura
- Soldadura TIG (gas inerte de tungsteno):Proporciona soldaduras precisas y de alta calidad con mínima contaminación, adecuadas para secciones delgadas o aplicaciones críticas.
- Soldadura MIG (gas inerte metálico):Eficiente para unir secciones más gruesas con altas tasas de deposición, adecuado para aplicaciones industriales y estructurales.
- Soldadura por resistencia:Utiliza calor y presión para unir acero sin materiales de relleno, produciendo uniones limpias y fuertes para una variedad de aplicaciones.
Otras opciones de soldadura no recomendadas para acero inoxidable 431
- Soldadura a gas y soldadura con CO2:Estos métodos son difíciles con el acero inoxidable 431.
- Soldadura a baja temperatura:Soldar a temperaturas extremadamente bajas puede reducir la tenacidad y la resistencia.
- Sin precalentamiento:Omitir el tratamiento de precalentamiento aumenta el riesgo de fragilidad y grietas, por lo que se recomienda precalentar el acero inoxidable 431.
Formas y formas que tenemos
A continuación se muestran las opciones de forma y formato que ofrecemos:
- Bares:
- Forma: Barras redondas, barras cuadradas, barras planas, barras hexagonales.
- Formulario:Barras pulidas, barras decapadas.
- Hojas y placas:
- Forma: Láminas finas, láminas gruesas.
- Formulario:Chapas decapadas, bobinas de chapa, chapas planas, chapas perforadas, chapas estriadas.
- Cables y tiras:
- Forma:Alambre redondo, alambre plano, alambre cuadrado.
- Formulario:Alambre trefilado, alambre enrollado, alambre trenzado.
- Bobinas:
- Forma:Bobinas estrechas, bobinas anchas.
- Formulario:Bobinas laminadas en frío, bobinas laminadas en caliente, bobinas recocidas.
- Varillas:
- Forma:Varillas redondas, varillas cuadradas.
- Formulario:Varillas laminadas en caliente, varillas estiradas en frío, varillas pulidas.
- Tubos:
- Forma:Tubo redondo, tubo cuadrado.
- Formulario:Tubos sin costura, tubos soldados, tubos pulidos.
- Tuberías:
- Forma:Tubos redondos, tubos rectangulares.
- Formulario:Tubos sin costura, tubos soldados, tubos decapados.
- Formas mecanizadas personalizadasOfrecemos servicios de mecanizado y conformado personalizados para satisfacer sus necesidades industriales específicas.
Con nuestras amplias capacidades de procesamiento y nuestra amplia gama de formas disponibles, garantizamos que nuestros productos de acero inoxidable 431 cumplen con los más altos estándares de la industria.
Aplicaciones del acero inoxidable 431
El acero inoxidable 431 se utiliza habitualmente en industrias que exigen alta resistencia, durabilidad y resistencia al óxido. Es especialmente adecuado para usos aeroespaciales, marinos, automotrices e industriales.
1. Industria aeroespacial
El acero inoxidable 431 se utiliza con frecuencia en el sector aeroespacial por su resistencia superior y su capacidad para resistir el desgaste y la fatiga.
- Tren de aterrizaje de aeronaves:La resistencia y durabilidad del 431 lo hacen perfecto para piezas que enfrentan grandes tensiones e impactos.
- Fijaciones:Su resistencia a la corrosión y sus propiedades mecánicas son adecuadas para sujetadores críticos en la construcción de aeronaves.
- Piezas de turbina:Su capacidad para soportar altas temperaturas y mantener la resistencia es crucial para los componentes de las turbinas.
2. Industria marina
Gracias a su excelente resistencia a la corrosión en ambientes marinos, el 431 es ampliamente utilizado en el sector marino.
- Ejes:El 431 se utiliza a menudo para ejes de hélice debido a su gran durabilidad y excelente resistencia a la corrosión del agua de mar.
- Sujetadores para embarcacionesLos pernos y tornillos resistentes a la corrosión fabricados en 431 son ideales para su uso en entornos de agua salada.
- Componentes de la bomba:La dureza y la resistencia a la corrosión del material lo hacen adecuado para piezas de bombas marinas que requieren una durabilidad duradera.
3. Industria automotriz
La resistencia y maquinabilidad del acero inoxidable 431 lo convierten en una buena opción para aplicaciones automotrices exigentes.
- Ejes:Su alta resistencia y resistencia a la fatiga son ideales para ejes de automóviles que soportan cargas pesadas y estrés.
- Engranajes:Los engranajes fabricados con 431 pueden soportar un alto torque y desgaste sin sacrificar el rendimiento.
- Componentes del motor:Piezas como los asientos de válvulas y los sistemas de inyección de combustible se benefician de la dureza y la resistencia a la corrosión del material.
4. Equipos industriales
En aplicaciones industriales, el acero inoxidable 431 se utiliza en piezas que requieren resistencia al desgaste y la capacidad de soportar condiciones adversas.
- Válvulas:La tenacidad y la resistencia a la corrosión del material lo hacen ideal para vástagos de válvulas y componentes en las industrias química y petrolera.
- Bombas y pistones:La durabilidad del 431 bajo tensión y exposición a fluidos corrosivos lo hace adecuado para ejes de bombas y vástagos de pistones.
- Herramientas de corte:La capacidad del acero inoxidable 431 para conservar el filo y resistir el desgaste bajo fuertes tensiones lo hace ideal para producir herramientas de corte.
El acero inoxidable 431 también se utiliza en la petróleo y gas, médico, procesamiento de alimentosy farmacéutico Industrias por su resistencia a la corrosión, tenacidad y limpieza.
¿Cuál es la diferencia entre el acero 316 y 431?
316 es un acero inoxidable austenítico con niveles elevados de cromo y níquel, que proporciona una excelente resistencia a la corrosión, particularmente en ambientes marinos. 431, un acero martensítico, ofrece mayor resistencia y dureza pero tiene menor resistencia a la corrosión en comparación con 316.
¿Cuál es la diferencia entre el acero inoxidable 420 y 431?
El 420 contiene más carbono, lo que lo hace más duro y más resistente al desgaste después del tratamiento térmico, pero con menor tenacidad. El 431 tiene una mayor tenacidad general y una resistencia a la corrosión mejorada gracias a su mayor contenido de cromo, lo que lo hace adecuado para entornos más exigentes.
¿Se puede endurecer el acero inoxidable 431?
Sí, el acero inoxidable 431 se puede endurecer mediante tratamiento térmico, específicamente mediante temple y revenido, lo que mejora su dureza y resistencia.
¿Cuál es la diferencia entre el acero inoxidable 430 y 431?
430 Es un acero inoxidable ferrítico conocido por su buena resistencia a la corrosión y facilidad de conformación, pero tiene menor resistencia en comparación con otros grados. 431 es martensítico, lo que ofrece mayor resistencia, dureza y mejor resistencia a la corrosión, lo que lo hace adecuado para aplicaciones más difíciles.
¿Cuál es el equivalente del acero inoxidable 431?
Las calificaciones equivalentes incluyen SUS 431 En Japón, 1Cr17Ni2 En China, X17CrNi16-2 En la UE, 1.4057 En Alemania, y 14Kh17N2 En Rusia.
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- Alta resistencia y durabilidad:Nuestro acero inoxidable 431 tiene una excelente resistencia a la tracción, lo que lo hace ideal para aplicaciones de alta tensión.
- Excelente resistencia a la corrosión:Idealmente adecuado para entornos marinos y químicos, el acero inoxidable 431 tiene una excelente resistencia a la corrosión.
- Mecanizado de precisión:Nuestro acero inoxidable 431 tiene una forma que se presta al mecanizado de precisión, lo que garantiza un producto final de máxima calidad.
- Acabados personalizables:Opciones como pulido, decapado y recocido se pueden personalizar para adaptarse a las necesidades específicas de su aplicación.
- Una amplia gama de formas para elegir:Barras, varillas, placas, láminas, bobinas, tubos y más para satisfacer una variedad de necesidades industriales.
Opciones avanzadas de tratamiento térmico:Procesos de tratamiento térmico personalizados para mejorar el rendimiento del material y la vida útil. - Cadena de suministro global:Entrega global confiable con opciones de transporte competitivas.
Cumplimiento y certificaciones de la industria:Productos que cumplen con la norma ASTM, certificados SGS/TUV para calidad y trazabilidad.
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