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Acero para muelles con alto contenido de carbono 5160: propiedades, usos, productos
- John
En SteelPro Group, nos especializamos en el suministro de acero 1045 de alta calidad, disponible en diversas formas, incluidas placas y varillas de acero. Ofrecemos soluciones versátiles, como acero laminado en caliente, laminado en frío o recocido, para satisfacer sus requisitos específicos.
¿Qué es el acero al carbono 5160?
El acero 5160 es una aleación de cromo con alto contenido de carbono que se utiliza principalmente para resortes y es reconocida por su excelente resistencia, flexibilidad y resistencia a la fatiga. Se utiliza principalmente en aplicaciones de resortes de servicio pesado para automóviles, especialmente ballestas, y en la producción de cuchillos y espadas. Se requiere especial atención durante la soldadura y el mecanizado debido a su templabilidad.
Pros y contras del acero al carbono 5160
Ventajas del acero al carbono 5160
Alta tenacidad:Excelente resistencia a cargas de impacto y choque, lo que lo hace ideal para piezas de servicio pesado como componentes de suspensión y ballestas.
Buena resistencia al desgaste:Ofrece un fuerte equilibrio de dureza y tenacidad después del tratamiento térmico, adecuado para aplicaciones de alta fricción como herramientas y engranajes.
Rentable:Proporciona fuertes propiedades mecánicas a un costo menor en comparación con los aceros de mayor aleación.
Formable después del tratamiento térmico:Mantiene propiedades mecánicas deseables para formas complejas y componentes sometidos a alta tensión.
Desventajas del acero al carbono 5160
Propenso a la corrosión sin revestimiento protector:Requiere recubrimientos protectores o mantenimiento regular para evitar la oxidación.
Estabilidad limitada a altas temperaturas:El acero 5160 presenta una baja resistencia al revenido a temperaturas elevadas. Se ablanda y pierde dureza por encima de los ~400 °C, lo que lo hace menos adecuado para entornos de alta temperatura.
Frágil a bajas temperaturas:La tenacidad al impacto del acero 5160 disminuye significativamente en temperaturas extremadamente bajas.
Menor resistencia a la fatiga:La resistencia a la fatiga del acero 5160 es inferior a la de aceros de mayor aleación como el 4340 o el 8620, particularmente en aplicaciones de carga cíclica.
Equivalente de acero 5160
Aquí están los equivalentes al acero 5160:
- Número de serie: G10950
- ASTM A29/A29M: 1095
- DIN 17222/EN: Ck101/1.1274
- JIS G4801: SUP4
Formas y gama de suministro de productos de acero para muelles 5160
SteelPro Group ofrece una selección versátil de formas de productos, que incluyen barras, láminas, placas y bobinas. También ofrecemos dimensiones personalizadas.
| Forma del producto | Rango de espesor/diámetro | Rango de ancho | Rango de longitud |
| Barras redondas | 10 mm (0,39″) a 300 mm (11,81″) | – | De 3000 mm (118″) a 6000 mm (236″) |
| Barras planas | 3 mm (0,12″) a 80 mm (3,15″) | De 20 mm (0,79″) a 300 mm (11,81″) | De 3000 mm (118″) a 6000 mm (236″) |
| Hojas y placas | 3 mm (0,12″) a 100 mm (3,94″) | De 1000 mm (39,37″) a 2000 mm (78,74″) | De 2500 mm (98,43″) a 6000 mm (236″) |
| Bobinas | 1,5 mm (0,06″) a 6 mm (0,24″) | De 1000 mm (39,37″) a 1500 mm (59,06″) | – |
| Barras forjadas | De 20 mm (0,79″) a 250 mm (9,84″) | – | De 3000 mm (118″) a 6000 mm (236″) |
Composición química del acero al carbono 5160
| Elemento | Composición |
| Carbono (C) | 0.56 – 0.64 % |
| Cromo (Cr) | 0.70 – 0.90 % |
| Hierro (Fe) | 97.085 – 97.84 % |
| Manganeso (Mn) | 0.75 – 1.0 % |
| Fósforo (P) | ≤ 0,035 % |
| Silicio (Si) | 0.15 – 0.30 % |
| Azufre (S) | ≤ 0,040 % |
Propiedades físicas del acero al carbono 5160
| Propiedad | Valor métrico | Valor imperial |
| Densidad | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/pulg³ |
| Punto de fusión | 1425 - 1540 °C | 2597 – 2800 °F |
| Conductividad térmica | 42 W/m·K | 24 BTU/h·ft·°F |
| Capacidad calorífica específica | 46,6 W/mK | 323 BTU-pulgada/hora-pie²-°F |
| Resistividad eléctrica | 0,0000219 ohmios-cm | 0,0000219 ohmios-cm |
Propiedades mecánicas del acero al carbono 5160
| Propiedad | Valor métrico | Valor imperial |
| Resistencia a la tracción | 930 MPa | 135.000 psi |
| Límite elástico | 690 MPa | 100.000 psi |
| Alargamiento | 0.12 | 0.12 |
| Dureza (HRC) | 57 – 58 HR | 57 – 58 HR |
| Resistencia al impacto (entalladura Charpy en V a -20 °C/-4 °F) | 30 – 40 J | 22 – 29 libras-pie |
| Módulo de elasticidad | 190-210 GPa | 27557-30458 ksi |
| Módulo volumétrico | 160 GPa | 23200 ksi |
| Coeficiente de Poisson | 0.29 | 0.29 |
| Maquinabilidad | 55 % | 55 % |
¿Cómo tratar térmicamente el acero 5160?
Recocido
Para acero más blando, particularmente cuando se requiere conformado o mecanizado, recozca el acero calentándolo a aproximadamente 700 °C (1292 °F) y manteniéndolo así 1-2 horasLuego, se deja enfriar el acero gradualmente en un horno o con enfriamiento controlado por aire. Este método ablanda el acero, lo que lo hace más fácil de manipular.
Endurecimiento
Precalentamiento
Antes del proceso de austenización, precaliente el acero a 500°C (932°F) a 700 °C (1292 °F)Este calentamiento gradual ayuda a reducir el choque térmico durante el enfriamiento y garantiza una distribución de temperatura más uniforme en todo el acero.
Austenización (calentamiento)
Calentar el acero 5160 a un rango de temperatura de 800 °C (1472 °F) a 850 °C (1562 °F) por aproximadamente 10-15 minutosEsto transforma el acero en austenita, dejándolo listo para el endurecimiento.
Enfriamiento
Inmediatamente después de la austenización, enfríe el acero en aceiteEl temple con aceite ayuda a prevenir el agrietamiento y garantiza una velocidad de enfriamiento más controlada que el agua. El acero debe enfriarse a temperatura ambiente (alrededor 20-30 °C / 68-86 °F).
Templado
Templar el acero calentándolo a 200°C (392°F) a 300°C (572°F) para 1-2 horas para reducir la fragilidad introducida por el temple.Este proceso aumenta la tenacidad sin sacrificar demasiado la dureza.
Mecanizado de acero 5160
Debido a su dureza, el mecanizado del acero 5160 puede resultar complicado. Para ablandarlo y mejorar su maquinabilidad, es mejor recocer El acero antes de cortarlo. Utilizar HSS o herramientas de carburo con velocidades de corte más lentas y enfriamiento adecuado para evitar el desgaste de la herramienta.
Soldadura de acero 5160
Soldar acero 5160 puede ser complicado debido a su alto contenido de carbono y su potencial agrietamiento en la zona afectada por el calor.
La soldadura de acero 5160 requiere precalentamiento para 200-300 °C (392-572 °F) para evitar el agrietamiento. Tratamiento térmico posterior a la soldadura, como templado, a menudo es necesario para conservar la dureza. SMAW o GTAW con electrodos de bajo contenido de hidrógeno para minimizar la fragilidad.
¿Para qué se utiliza el acero 5160?
Estas son las aplicaciones prácticas del acero 5160:
- Automoción:Ballestas y muelles helicoidales para suspensión de vehículos.
- Herramientas forjadas:Martillos, hachas, machetes.
- Muelles de suspensión para camiones:Muelles de alta resistencia para camiones y vehículos comerciales.
- Hojas de cuchillo:Cuchillos de supervivencia, espadas y cuchillos grandes de hoja fija.
- Maquinaria pesada:Grilletes, pasadores, bujes, componentes mecánicos.
- Herramientas agrícolas:Palas, hojas de arado.
¿El acero 5160 es bueno para los cuchillos?
Sí, el acero 5160 es excelente para Cuchillos grandes, resistentes, de supervivencia o de hoja fija.Su alta tenacidad y resistencia al impacto lo hacen ideal para uso intensivo, pero no es la mejor opción para cuchillos pequeños o aquellos que necesitan bordes finos.
5160 frente a 1095
El 5160 se destaca por su dureza, mientras que el 1095 es mejor en cuanto a retención del filo y facilidad de afilado. Si bien el 5160 ofrece mayor resistencia a la corrosión, 1095 Es más susceptible a la oxidación y necesita más mantenimiento.
El acero 5160 es más resistente y más resistente a los impactos que el 1095, gracias a su contenido de cromo, lo que lo hace ideal para herramientas de trabajo pesado y resortes de suspensión. Sin embargo, el acero 1095 es más fácil de afilar y mantiene un borde más fino, lo que lo convierte en una mejor opción para cuchillos que requieren afilado.
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