Guía completa del acero al carbono SAE AISI 1145

En el vasto reino de los aceros al carbono, el SAE AISI 1145 destaca como un material versátil y muy solicitado. Conocido por su composición química única y sus sólidas propiedades mecánicas, esta variante de acero desempeña un papel crucial en los sectores de la fabricación y la ingeniería. Con una mezcla equilibrada de carbono, manganeso y silicio, entre otros elementos, el SAE AISI 1145 ofrece una combinación de resistencia y conformabilidad ideal para componentes de automoción y aplicaciones generales de ingeniería. Pero, ¿qué es exactamente lo que hace que este acero sea tan indispensable, y cómo se compara con otros aceros al carbono en términos de rendimiento y normas? Acompáñenos mientras profundizamos en los intrincados detalles del acero al carbono SAE AISI 1145, explorando su composición química, su destreza mecánica y sus diversas aplicaciones.

Introducción al acero al carbono SAE AISI 1145

El acero al carbono SAE AISI 1145 es un grado resulfurado ampliamente utilizado, conocido por su composición equilibrada y propiedades específicas que se adaptan a diversas aplicaciones industriales. El AISI 1145 es el preferido en la fabricación y la ingeniería debido a su maquinabilidad y resistencia moderada. La norma UNS G11450 garantiza unas propiedades químicas y mecánicas constantes, lo que proporciona a los ingenieros unas características de material predecibles.

La composición del acero incluye 0,44% de carbono, 0,69% de manganeso y otros elementos como azufre y fósforo, que mejoran la maquinabilidad y la resistencia. El conjunto de estos elementos contribuye a las propiedades mecánicas y físicas del acero, que lo hacen adecuado para diversas aplicaciones.

El AISI 1145 presenta una densidad de 7,7-8,03 g/cm³, una relación de Poisson de 0,27-0,30 y un módulo elástico de 190-210 GPa, lo que lo hace conformable y soldable para diversas aplicaciones.

El AISI 1145 es ideal para piezas de automoción y electrodomésticos debido a su resistencia y maquinabilidad, ofreciendo fiabilidad en componentes de ingeniería.

Composición química del acero al carbono SAE AISI 1145

Composición química

El acero al carbono SAE AISI 1145 es conocido por su mezcla específica de elementos que le confieren propiedades deseables, haciéndolo popular en diversas industrias. Comprender la composición química de este acero es esencial para predecir su rendimiento e idoneidad para aplicaciones específicas.

Elementos clave y sus porcentajes

Carbono (C)

El carbono es un elemento crítico en el acero, que afecta a su dureza y resistencia. SAE AISI 1145 contiene aproximadamente 0,44% de carbono, lo que proporciona un equilibrio entre ductilidad y resistencia, haciéndolo adecuado para aplicaciones que requieren propiedades mecánicas moderadas.

Manganeso (Mn)

Con un contenido de manganeso de aproximadamente 0,69%, este elemento desempeña un papel vital en el aumento de la capacidad de endurecimiento del acero y de su resistencia a la tracción. El manganeso también mejora la resistencia del acero al desgaste, por lo que es ideal para componentes sometidos a grandes esfuerzos.

Silicio (Si)

El silicio está presente en aproximadamente 0,20% en SAE AISI 1145. Actúa como agente desoxidante durante la producción del acero, contribuyendo a la integridad estructural del material y mejorando su resistencia sin comprometer la ductilidad.

Cobre (Cu) y níquel (Ni)

El cobre (0,06%) y el níquel (0,04%) mejoran la resistencia a la corrosión y contribuyen a la tenacidad del acero, por lo que resulta adecuado para entornos en los que la exposición a elementos corrosivos es preocupante.

Azufre (S) y fósforo (P)

El azufre y el fósforo están presentes en cantidades ínfimas, en torno a 0,038% y 0,037% respectivamente. Mientras que el azufre mejora la maquinabilidad, el fósforo puede afectar negativamente a la ductilidad. Sin embargo, su presencia controlada garantiza que el acero conserve una conformabilidad adecuada al tiempo que mantiene la maquinabilidad, asegurando que el acero sea fácil de trabajar sin dejar de ser flexible.

Cromo (Cr)

El cromo se incluye en aproximadamente 0,03%, lo que contribuye a mejorar la resistencia a la corrosión y a aumentar la templabilidad. Esto hace que SAE AISI 1145 sea ideal para aplicaciones en las que la durabilidad y la longevidad son cruciales.

Influencia de la composición química en las propiedades del acero

El equilibrio de elementos como el carbono, el manganeso y el silicio determina la fuerza, la resistencia al desgaste y la integridad estructural del acero, mientras que el cobre, el níquel y el cromo mejoran la resistencia a la corrosión y la durabilidad. El contenido de carbono determina principalmente su dureza y resistencia, mientras que el manganeso mejora la resistencia a la tracción y al desgaste. El silicio ayuda a mantener la integridad estructural durante el procesamiento, mientras que el cobre y el níquel refuerzan la resistencia a la corrosión. El azufre y el fósforo equilibran la maquinabilidad y la ductilidad, y el cromo refuerza aún más el acero frente a la degradación medioambiental.

Propiedades mecánicas del acero al carbono SAE AISI 1145

Conocer las propiedades mecánicas del acero al carbono SAE AISI 1145 es esencial para evaluar su idoneidad en diferentes aplicaciones de ingeniería. Este acero con contenido medio de carbono es famoso por su equilibrada resistencia y maquinabilidad, lo que lo convierte en la opción preferida para componentes que exigen durabilidad y precisión.

Módulo elástico

El módulo elástico del acero al carbono SAE AISI 1145 oscila entre 190 y 210 GPa (27.557 y 30.458 ksi). Esta propiedad indica la rigidez del acero y su capacidad para deformarse elásticamente bajo carga. Un módulo elástico más alto significa una mayor rigidez, lo que es crucial para las aplicaciones que requieren rigidez.

Resistencia a la tracción

La resistencia a la tracción mide la tensión máxima que puede soportar el acero al carbono SAE AISI 1145 al estirarlo o tirar de él antes de romperse. Este acero tiene una resistencia a la tracción de aproximadamente 380 MPa (55 ksi), lo que lo hace adecuado para componentes sometidos a grandes esfuerzos, como elementos de fijación y piezas de cabeza fría.

Límite elástico

El límite elástico es el nivel de tensión a partir del cual el acero al carbono SAE AISI 1145 empieza a deformarse permanentemente. Aunque el límite elástico exacto no se indica explícitamente, suele oscilar entre 200 y 350 MPa para los aceros de carbono medio. Esta propiedad es fundamental para determinar la capacidad de carga del acero en aplicaciones estructurales.

Dureza

La dureza del acero al carbono SAE AISI 1145 depende de su contenido de carbono y del tratamiento térmico. Esta propiedad es esencial para aplicaciones en las que es necesaria la resistencia al desgaste, como en componentes de automoción y maquinaria.

Relación de Poisson

La relación de Poisson del acero al carbono SAE AISI 1145 se sitúa entre 0,27 y 0,30. Esta relación describe la tendencia del material a expandirse en direcciones perpendiculares a la dirección de compresión. Un material con una mayor relación de Poisson mostrará una mayor expansión lateral cuando se comprime.

Estas propiedades hacen que el acero al carbono SAE AISI 1145 sea muy valioso para muchos usos de ingeniería, ya que ofrece un equilibrio entre resistencia, maquinabilidad y conformabilidad. La combinación de estos atributos permite utilizarlo en la producción de pernos, tornillos, espárragos, ejes, engranajes y otros componentes en los que la precisión y la durabilidad son fundamentales. Además, su ductilidad moderada garantiza que pueda conformarse y mecanizarse con eficacia, lo que aumenta su versatilidad en los procesos de fabricación.

Comparación de unidades métricas e imperiales

Para facilitar la consulta, a continuación se comparan las principales propiedades mecánicas del acero al carbono SAE AISI 1145 en unidades métricas e imperiales:

Estas propiedades garantizan que el acero al carbono SAE AISI 1145 satisfaga las demandas de diversas aplicaciones de ingeniería, proporcionando un equilibrio entre resistencia, maquinabilidad y conformabilidad.

Propiedades físicas del acero al carbono SAE AISI 1145

El acero al carbono SAE AISI 1145 es conocido por su excelente conformabilidad y ductilidad, lo que lo convierte en un material preferido en diversas aplicaciones de ingeniería. Comprender sus propiedades físicas es crucial para predecir su comportamiento y rendimiento en diferentes escenarios.

Densidad

La densidad del acero al carbono SAE AISI 1145 oscila entre 7,7 y 8,03 gramos por centímetro cúbico (g/cm³), lo que equivale aproximadamente a 0,278 y 0,290 libras por pulgada cúbica (lb/pulg³). Este rango es crucial para los cálculos de ingeniería, ya que afecta al peso, la carga estructural y el rendimiento general.

Módulo elástico

El módulo elástico del acero al carbono SAE AISI 1145 oscila entre 190 y 210 gigapascales (GPa), es decir, entre 27.557 y 30.458 ksi. Esta propiedad mide la rigidez del material y su capacidad para deformarse elásticamente bajo tensión. Un módulo elástico más alto significa mayor rigidez, lo que es importante para aplicaciones que necesitan rigidez y una deformación mínima bajo carga.

Relación de Poisson

El acero al carbono SAE AISI 1145 tiene una relación de Poisson entre 0,27 y 0,30. Esta relación muestra la relación entre la deformación transversal y axial, lo que ayuda a los ingenieros a predecir la deformación del material bajo diversas tensiones. Un material con una mayor relación de Poisson mostrará una mayor expansión lateral cuando se comprime.

Conductividad térmica

La conductividad térmica mide la capacidad de un material para conducir el calor. Aunque no se suelen destacar los valores específicos del acero al carbono SAE AISI 1145, en general presenta una conductividad térmica moderada, suficiente para aplicaciones en las que es necesaria la disipación del calor, como en componentes de automoción y maquinaria.

Capacidad calorífica específica

La capacidad calorífica específica indica la cantidad de calor necesaria para cambiar la temperatura del material en una cantidad determinada. El acero al carbono SAE AISI 1145 tiene una capacidad calorífica específica que favorece su uso en entornos en los que la gestión térmica es crucial. Esta propiedad garantiza que el acero pueda soportar fluctuaciones térmicas sin degradar su integridad estructural.

Relevancia para el rendimiento material

Las propiedades físicas del acero al carbono SAE AISI 1145 son esenciales para su rendimiento en diversas aplicaciones de ingeniería. La densidad afecta al peso y a los cálculos de carga estructural, mientras que el módulo elástico y la relación de Poisson influyen en la rigidez del material y en las predicciones de deformación. Las propiedades térmicas, como la conductividad térmica y la capacidad calorífica específica, ayudan al material a gestionar eficazmente el calor en entornos exigentes.

Tablas de datos con unidades métricas e imperiales

Para facilitar la consulta, a continuación se indican las principales propiedades físicas del acero al carbono SAE AISI 1145 en unidades métricas e imperiales:

Estas propiedades ponen de relieve la idoneidad del acero al carbono SAE AISI 1145 para una amplia gama de aplicaciones, garantizando un rendimiento fiable en diversos contextos de ingeniería.

Usos y aplicaciones comunes del acero al carbono SAE AISI 1145

El acero al carbono SAE AISI 1145 se utiliza ampliamente en la industria del automóvil por sus excelentes propiedades mecánicas. Con una alta resistencia a la tracción de aproximadamente 380 MPa y una excelente resistencia al desgaste, es ideal para la fabricación de componentes de automoción como:

• Engranajes: Requieren una gran solidez y resistencia al desgaste para funcionar eficazmente durante largos periodos.
• Ejes: Utilizados en diversos componentes de la transmisión, los ejes se benefician del equilibrio entre resistencia y maquinabilidad del acero.
• Pernos y tornillos: Estas fijaciones deben soportar esfuerzos mecánicos repetidos, por lo que la durabilidad del material es crucial.

La excelente maquinabilidad del acero permite dar formas y acabados precisos, esenciales para los intrincados diseños de los conjuntos de automoción.

En la construcción, el acero al carbono SAE AISI 1145 se valora por su tenacidad y resistencia, que lo hacen fiable para estructuras portantes. Se utiliza habitualmente en:

• Estructuras de edificios: La resistencia del acero garantiza la estabilidad e integridad de los edificios.
• Puentes: Su robustez lo hace adecuado para componentes críticos en la construcción de puentes.
• Componentes ferroviarios: La durabilidad del acero es esencial para la fiabilidad a largo plazo de la infraestructura ferroviaria.

Además, su moderada resistencia a la corrosión y al calor lo hacen adecuado para accesorios de tuberías y otros materiales estructurales que se enfrentan a condiciones ambientales variables. La soldabilidad del acero mediante procesos estándar como la soldadura TIG y MIG facilita su uso en proyectos de construcción a gran escala.

El acero al carbono SAE AISI 1145 es ideal para la ingeniería naval por su resistencia a la corrosión del agua de mar. Se utiliza en:

• Componentes marinos: Las piezas expuestas al agua de mar se benefician de la resistencia a la corrosión del acero.
• Equipos de procesamiento químico: Su moderada resistencia al calor y a la corrosión lo hacen ideal para componentes de plantas químicas.

Estas propiedades garantizan que el acero resista las duras condiciones que suelen darse en la ingeniería naval y química.

La capacidad del acero al carbono SAE AISI 1145 de ser tratado térmicamente para mejorar su dureza y resistencia lo hace ideal para aplicaciones resistentes al desgaste. Esto incluye:

• Piezas de hornos: Los componentes expuestos a altas temperaturas se benefician de la mayor dureza del acero.
• Turbinas de gas: La tenacidad del acero permite su uso en piezas sometidas a esfuerzos repetitivos y altas temperaturas.
• Herramientas y troqueles: La combinación de dureza y tenacidad es crucial para las herramientas que soportan un desgaste importante.

En aplicaciones industriales y de fabricación, el acero al carbono SAE AISI 1145 es el preferido por su conformabilidad y ductilidad, utilizándose habitualmente en:

• Componentes de cabecera en frío: La ductilidad del acero permite darle formas complejas sin que se agriete.
• Prensado de metales: Su conformabilidad es beneficiosa para crear piezas metálicas precisas.
• Maquinaria de envasado: Las fiables propiedades mecánicas del material lo convierten en una opción rentable para diversas aplicaciones industriales.

La versatilidad del acero al carbono SAE AISI 1145 se debe a sus elevadas propiedades mecánicas, su buena maquinabilidad y su adaptabilidad a los procesos de soldadura y tratamiento térmico, que lo convierten en una opción fiable en diversos sectores.

Normas y especificaciones que rigen el acero al carbono SAE AISI 1145

El acero al carbono SAE AISI 1145 está regulado por una serie de normas que garantizan una calidad y unas prestaciones constantes en los distintos usos. La Sociedad de Ingenieros de Automoción (SAE) y el Instituto Americano del Hierro y el Acero (AISI) establecen la composición química y los criterios de clasificación de este tipo de acero. Además, la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) y la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME) proporcionan especificaciones detalladas sobre las propiedades mecánicas y los métodos de ensayo, garantizando que el material cumple los requisitos de resistencia a la tracción, límite elástico y otras características críticas para sus aplicaciones.

Las normas internacionales de organizaciones como DIN (Alemania), BS (normas británicas), EN (normas europeas), ISO (Organización Internacional de Normalización), JIS (normas industriales japonesas), GOST (normas rusas) e IS (normas indias) también desempeñan un papel crucial. Estas normas contribuyen a mantener la uniformidad en las prácticas de fabricación a escala mundial estableciendo límites en la composición química, las propiedades mecánicas y las técnicas de procesamiento.

El cumplimiento de estas normas es esencial para mantener la fiabilidad y calidad del acero al carbono SAE AISI 1145. Las pruebas periódicas y los procesos de garantía de calidad verifican el cumplimiento de las dimensiones, propiedades mecánicas y composición química especificadas. Este riguroso marco garantiza que fabricantes e ingenieros puedan confiar en el rendimiento del material en aplicaciones exigentes.

Cuando se compara el SAE AISI 1145 con aceros al carbono similares, destaca su equilibrio único de resistencia, maquinabilidad y ductilidad. Esto lo convierte en la opción preferida en diversas industrias, ya que ofrece un rendimiento y una fiabilidad predecibles. El cumplimiento de las normas establecidas permite tomar decisiones informadas en la selección de materiales, garantizando que se utiliza el grado de acero óptimo para retos de ingeniería específicos.

Condiciones típicas de fabricación y entrega

Condiciones de fabricación

El acero al carbono SAE AISI 1145 se produce mediante métodos que influyen significativamente en sus propiedades mecánicas y su calidad. Las principales técnicas de producción son el laminado en caliente y el laminado en frío.

Laminación en caliente

El laminado en caliente calienta el acero por encima de su temperatura de recristalización antes de darle forma mediante el laminado. Este proceso mejora la conformabilidad y reduce las tensiones internas. Aunque el AISI 1145 laminado en caliente suele presentar un acabado superficial rugoso, conserva una ductilidad mejorada, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una conformación y un perfilado importantes.

Laminación en frío

El laminado en frío se realiza a temperatura ambiente, aumentando la resistencia del acero mediante el endurecimiento por deformación. Proporciona un acabado superficial más liso y tolerancias dimensionales más ajustadas. Este método es ideal para aplicaciones de precisión en las que el acabado superficial y las tolerancias estrechas son cruciales.

Procesos de tratamiento térmico

El acero al carbono SAE AISI 1145 se somete a diversos tratamientos térmicos para adaptar sus propiedades mecánicas a aplicaciones específicas. Los principales procesos son el recocido, el temple, el revenido y la normalización.

Recocido

El recocido, que consiste en calentar el acero a unos 343°C (650°F) y enfriarlo lentamente, ablanda el acero a la vez que mejora la ductilidad y alivia las tensiones internas. Esto hace que el recocido SAE AISI 1145 sea más fácil de mecanizar y conformar, ideal para aplicaciones que requieren altos niveles de ductilidad.

Endurecimiento

El temple consiste en calentar el acero a alta temperatura y enfriarlo rápidamente para aumentar su dureza y resistencia. Este proceso mejora la resistencia al desgaste y la durabilidad, por lo que es adecuado para aplicaciones que exigen un alto rendimiento.

Templado

El revenido sigue al temple recalentando el acero a una temperatura inferior al punto crítico y enfriándolo lentamente. Este tratamiento reduce la fragilidad y mejora la tenacidad, equilibrando dureza y ductilidad.

Normalización

El normalizado calienta el acero a alta temperatura antes de enfriarlo con aire. Este proceso refina la estructura del grano, mejorando la resistencia y la tenacidad. El SAE AISI 1145 normalizado se utiliza normalmente en aplicaciones que requieren un conjunto equilibrado de propiedades mecánicas.

Condiciones de entrega

El acero al carbono SAE AISI 1145 se suministra en varias condiciones para satisfacer las diversas necesidades de aplicación. Las formas de suministro estándar incluyen los estados laminado, recocido, templado y revenido, y normalizado.

Enrollado

Suministrado directamente después del laminado, el acero conserva tensiones residuales y presenta propiedades mecánicas moderadas. Esta condición es adecuada para aplicaciones en las que se prevé un procesamiento o tratamiento térmico posterior.

Recocido

El acero recocido se ablanda, lo que mejora su mecanizabilidad y ductilidad. Esta condición es ideal para componentes que requieren un mecanizado y conformado importantes.

Templado y revenido

Con mayor dureza, resistencia y tenacidad, el acero templado y revenido es adecuado para aplicaciones exigentes que requieren gran resistencia al desgaste y durabilidad.

Normalizado

El acero normalizado se suministra con una estructura de grano refinado y propiedades mecánicas equilibradas, por lo que es adecuado para aplicaciones que requieren una buena combinación de resistencia y tenacidad.

Acabados superficiales y dimensiones

El acero al carbono SAE AISI 1145 puede suministrarse con distintos acabados superficiales en función de los requisitos de uso final. Las superficies lisas no están tratadas, las cepilladas tienen un acabado texturado y las revestidas están recubiertas para protegerlas, lo que satisface tanto las necesidades estéticas como las funcionales.

El acero está disponible en una amplia gama de dimensiones para cubrir diversos requisitos industriales. Con dimensiones que van de 100 mm a 3.000 mm de ancho, el acero al carbono SAE AISI 1145 es suficientemente versátil para todo, desde intrincadas piezas de maquinaria hasta grandes componentes estructurales. Los tamaños típicos también incluyen longitudes de 500 mm a 12.000 mm y espesores que van de 0,1 mm a 400 mm, lo que garantiza que el material cumple criterios dimensionales y de rendimiento específicos.

Microestructura del material de acero al carbono SAE AISI 1145

Visión general de la microestructura

El acero al carbono SAE AISI 1145 tiene una microestructura formada principalmente por ferrita y perlita. Esta combinación influye significativamente en las propiedades mecánicas del material, incluidas su resistencia, ductilidad y mecanizabilidad.

Fase de ferrita

La ferrita es la parte blanda y dúctil del acero, con una estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC). En SAE AISI 1145, la ferrita contribuye a la ductilidad y conformabilidad general del material, garantizando que pueda sufrir una deformación significativa antes de fracturarse. Esto lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una buena conformabilidad y facilidad de mecanizado.

Fase perlita

La perlita está formada por capas alternas de ferrita y cementita (carburo de hierro), que forman una estructura laminar. En SAE AISI 1145, la perlita aumenta la resistencia a la tracción y la dureza del acero, lo que lo hace adecuado para componentes sometidos a grandes esfuerzos y desgaste.

Naturaleza resulfurada

SAE AISI 1145 está clasificado como acero al carbono resulfurizado, lo que significa que contiene azufre añadido para mejorar su mecanizabilidad. El azufre forma inclusiones de sulfuro de manganeso en el acero, que actúan como concentradores de tensiones, facilitando la formación de virutas durante el mecanizado. Aunque estas inclusiones mejoran la maquinabilidad, también pueden reducir ligeramente la tenacidad debido a la posibilidad de fractura frágil alrededor de los sulfuros.

Inclusiones de sulfuro de manganeso

Las inclusiones de sulfuro de manganeso en SAE AISI 1145 están dispersas por toda la microestructura. Estas inclusiones contribuyen al mecanizado proporcionando lubricación y reduciendo la fricción entre la herramienta de corte y la pieza de trabajo. Sin embargo, su presencia debe controlarse para evitar una fragilidad excesiva, garantizando que el acero mantenga la tenacidad adecuada para aplicaciones exigentes.

Estructura del grano

La estructura del grano del acero al carbono SAE AISI 1145 depende de las condiciones de transformación, como el laminado en caliente o en frío. El laminado en caliente produce granos más grandes y equiaxiales, que mejoran la ductilidad y la conformabilidad. El laminado en frío refina la estructura del grano, dando lugar a granos más pequeños y alargados que aumentan la resistencia y la dureza mediante el endurecimiento por deformación.

Análisis microscópico

El análisis microscópico de SAE AISI 1145 revela una fina distribución de fases de ferrita y perlita, con inclusiones de sulfuro de manganeso visibles como pequeñas partículas alargadas dentro de la matriz. Este examen detallado ayuda a comprender el comportamiento del material en diversas condiciones de carga y permite tomar decisiones sobre su idoneidad para aplicaciones específicas.

Impacto en las propiedades mecánicas

• Ductilidad: La fase ferrita garantiza una gran ductilidad, permitiendo que el material se deforme sin romperse.
• Fuerza: La fase de perlita contribuye a aumentar la resistencia a la tracción y la dureza, haciendo que el acero sea robusto.
• Maquinabilidad: Las inclusiones de sulfuro de manganeso mejoran la maquinabilidad, haciendo que SAE AISI 1145 sea fácil de mecanizar y conformar en formas complejas.

La microestructura equilibrada de ferrita y perlita, potenciada por la resulfurización, hace del acero al carbono SAE AISI 1145 un material versátil para diversas aplicaciones de ingeniería, ofreciendo una combinación de resistencia, ductilidad y maquinabilidad que satisface diversos requisitos industriales.

Preguntas frecuentes

A continuación encontrará respuestas a algunas preguntas frecuentes:

¿Cuál es la composición química del acero al carbono SAE AISI 1145?

El acero al carbono SAE AISI 1145 es un acero resulfurado de carbono medio conocido por su composición equilibrada que mejora la maquinabilidad y una resistencia moderada. Los principales elementos de aleación son el carbono, con aproximadamente 0,44%, que aumenta la dureza y la resistencia a la tracción al tiempo que reduce la ductilidad. El manganeso, presente en 0,69%, mejora la templabilidad y actúa como desoxidante, contrarrestando la fragilidad inducida por el azufre. El silicio, a 0,20%, mejora la resistencia y la resistencia a la oxidación. El azufre, añadido intencionadamente a 0,038%, aumenta la maquinabilidad al favorecer la rotura de virutas durante el corte. El fósforo está presente en 0,037%, aumentando ligeramente la resistencia pero reduciendo potencialmente la tenacidad. El cobre, el níquel y el cromo son elementos residuales con un impacto mínimo en las propiedades mecánicas, contribuyendo marginalmente a la resistencia a la corrosión y a la dureza. Esta composición se ajusta a las especificaciones estándar del acero al carbono resulfurizado, dando prioridad a la maquinabilidad para aplicaciones como engranajes, ejes y elementos de fijación, y cumple diversas normas como AISI, ASTM y equivalentes internacionales.

¿Cuáles son las propiedades mecánicas y físicas del acero AISI 1145?

El acero al carbono AISI 1145 es conocido por sus equilibradas propiedades mecánicas y físicas, que lo hacen adecuado para diversas aplicaciones de ingeniería. Mecánicamente, el AISI 1145 presenta un módulo elástico que oscila entre 190 y 210 GPa, y una resistencia a la tracción que suele rondar los 620 MPa. Su límite elástico es de aproximadamente 310 MPa, y tiene una dureza de unos 170 HB. La relación de Poisson del AISI 1145 se sitúa entre 0,27 y 0,30, lo que indica sus características de deformación bajo tensión.

En cuanto a sus propiedades físicas, el AISI 1145 tiene una densidad de 7,7-8,03 g/cm³, esencial para calcular el peso en aplicaciones estructurales. Su conductividad térmica es de aproximadamente 51,9 W/m-K, lo que garantiza una transferencia de calor eficiente, y tiene una capacidad calorífica específica de aproximadamente 486 J/kg-K, lo que afecta a su respuesta térmica durante los procesos de calentamiento y enfriamiento.

Estas propiedades hacen que el AISI 1145 sea adecuado para el mecanizado a alta velocidad y para componentes que requieren gran resistencia y durabilidad, como piezas de automoción, componentes de maquinaria y piezas de ingeniería en general.

¿Cuáles son los usos y aplicaciones habituales del acero al carbono SAE AISI 1145?

El acero al carbono SAE AISI 1145 se utiliza comúnmente en diversas industrias debido a sus impresionantes propiedades mecánicas y rentabilidad. En la industria del automóvil, se utiliza para fabricar componentes que requieren durabilidad y resistencia al desgaste, como engranajes y ejes. En la construcción, este acero suele elegirse para elementos de fijación y estructurales por su gran resistencia. También se emplea en la fabricación de accesorios de tubería, que se benefician de su resistencia a la corrosión y su capacidad para soportar altas presiones.

Además, SAE AISI 1145 es ideal para aplicaciones resistentes al desgaste, incluidas piezas de maquinaria, debido a su dureza. Su excelente maquinabilidad lo hace adecuado para procesos de estampación en frío, que se utilizan para producir tornillos y otros elementos de fijación. Además, su resistencia al calor extiende su uso a componentes de hornos y turbinas de gas. La versatilidad del acero se ve reforzada por su soldabilidad, que permite fabricarlo con diversas técnicas de soldadura comerciales.

¿Qué normas y especificaciones rigen el acero AISI 1145?

El acero al carbono AISI 1145 se rige por una serie de normas y especificaciones que garantizan su calidad e idoneidad para distintas aplicaciones. Entre las principales normas figuran las del Instituto Americano del Hierro y el Acero (AISI), que clasifican el grado del acero en función de su composición química, en particular su contenido medio de carbono y sus altos niveles de manganeso. Además, las normas ASTM (American Society for Testing and Materials) y ASME (American Society of Mechanical Engineers) proporcionan directrices sobre sus propiedades mecánicas y métodos de procesamiento, como el laminado en caliente y en frío, el recocido y el revenido.

También se aplican normas internacionales como DIN (Instituto Alemán de Normalización), ISO (Organización Internacional de Normalización) y EN (Normas Europeas), en función de contextos de aplicación regionales y específicos. Estas normas cubren dimensiones, acabados superficiales y características mecánicas, garantizando que el acero AISI 1145 cumpla los requisitos industriales de rendimiento y fiabilidad. El cumplimiento de estas normas es crucial para mantener la garantía de calidad en diversas aplicaciones de ingeniería y fabricación.

¿Cuáles son las condiciones típicas de fabricación y entrega del acero al carbono SAE AISI 1145?

El acero al carbono SAE AISI 1145 suele fabricarse mediante procesos de laminación en caliente o laminación en frío, en función de las propiedades mecánicas deseadas y de la aplicación final. El tratamiento térmico es una parte fundamental de su ciclo de fabricación: el acero se recuece normalmente calentándolo a unos 343°C (650°F) seguido de un enfriamiento con aire para ablandar el material, mejorar la maquinabilidad y aliviar las tensiones internas. Para aumentar la resistencia y la dureza, se somete a temple (calentamiento por encima de su temperatura crítica y enfriamiento rápido en agua o aceite) seguido de revenido (recalentamiento por debajo de la temperatura crítica con enfriamiento lento) para aumentar la tenacidad y reducir la fragilidad. El trabajo en frío también se utiliza a veces para reforzar el acero sin tratamiento térmico.

En cuanto a la entrega, SAE AISI 1145 se suministra a menudo en un estado resulfurizado para mejorar la maquinabilidad, disponible como barras, varillas o chapas laminadas en caliente o en frío con superficies limpias y sin cascarilla. Puede suministrarse recocido para facilitar el mecanizado o templado y revenido para mejorar las prestaciones mecánicas, según los requisitos del cliente. Esta flexibilidad, combinada con sus fiables propiedades térmicas y mecánicas, lo hace adecuado para diversas aplicaciones de ingeniería de resistencia moderada.

¿Cómo afecta la microestructura de SAE AISI 1145 a sus propiedades?

La microestructura del acero al carbono SAE AISI 1145 se compone principalmente de ferrita y perlita, fases típicas de los aceros al carbono. La ferrita aporta ductilidad y tenacidad, mientras que la perlita contribuye a la resistencia y la dureza. La presencia de azufre y manganeso en su composición influye aún más en la microestructura al formar sulfuros de manganeso e inclusiones de sulfuro. Estas inclusiones mejoran la maquinabilidad del acero al actuar como rompevirutas durante los procesos de mecanizado.

Las características microestructurales específicas del SAE AISI 1145 afectan a sus propiedades mecánicas, como la resistencia a la tracción, el límite elástico y la dureza. La fase ferrita garantiza una buena conformabilidad y soldabilidad, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una resistencia y tenacidad moderadas, como los componentes de automoción y la fabricación de electrodomésticos. Además, la fase perlita contribuye a su rendimiento mecánico general, proporcionando un equilibrio entre resistencia y ductilidad. Comprender estos elementos microestructurales es crucial para optimizar el uso del material en diversas aplicaciones industriales.