Profundización técnica en el acero 35Mn: Propiedades, tratamiento y aplicaciones

Imagine un acero que combine unas propiedades mecánicas impresionantes con una gran versatilidad en numerosas aplicaciones, desde piezas para excavadoras hasta equipos de construcción. Bienvenido al mundo del acero 35Mn, una aleación de carbono medio que destaca por su excepcional resistencia a la tracción, límite elástico y resistencia al impacto. Pero lo que hace que el acero 35Mn sea realmente extraordinario es cómo puede afinarse mediante diversos procesos de tratamiento térmico, mejorando su rendimiento para satisfacer demandas específicas.

En esta inmersión técnica, exploraremos los intrincados detalles del acero 35Mn, incluida su composición, propiedades clave y los efectos transformadores de tratamientos térmicos como la normalización, el temple y el revenido. También lo compararemos con su homólogo mejorado con boro, el 35MnB, para comprender las ventajas de cada uno en diferentes escenarios. Tanto si siente curiosidad por sus aplicaciones en la fabricación de trenes de rodaje como si busca información sobre su conformidad con las normas ASTM, este artículo le proporcionará una guía completa para dominar los matices del acero 35Mn.

¿Está preparado para descubrir cómo puede optimizarse esta aleación para obtener el máximo rendimiento y descubrir su potencial en aplicaciones pesadas? Sumerjámonos en el tema.

Visión general del acero 35Mn

Definición y composición

El acero 35Mn es un acero de aleación estructural muy utilizado en la fabricación y la construcción, especialmente en China. Este acero se valora por sus propiedades mecánicas, que proporcionan un equilibrio entre resistencia y tenacidad, lo que lo hace adecuado para diversas aplicaciones industriales.

Composición química

La composición química del acero al 35Mn está diseñada para conseguir sus propiedades mecánicas deseables. Aunque los porcentajes específicos pueden variar ligeramente en función del fabricante, los elementos principales del acero al 35Mn suelen incluir:

• Carbono (C): Aproximadamente de 0,32% a 0,40%
• Manganeso (Mn): Aproximadamente de 1.20% a 1.60%
• Silicio (Si): Hasta 0,35%
• Fósforo (P): Máximo 0,035%
• Azufre (S): Máximo 0,035%

Estos elementos se controlan cuidadosamente para garantizar que las características de rendimiento del acero cumplan las normas del sector y los requisitos de las aplicaciones.

Propiedades mecánicas clave

El acero 35Mn es conocido por su elevado límite elástico y de tracción, buen alargamiento y energía de impacto, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren tanto resistencia como ductilidad.

Resistencia a la tracción

La resistencia a la tracción se refiere al esfuerzo máximo que puede soportar el acero 35Mn al estirarlo o tirar de él antes de romperse. En el caso del acero 35Mn, la resistencia a la tracción suele rondar los 600-800 MPa. Esta alta resistencia a la tracción indica la capacidad del acero para soportar cargas mecánicas significativas sin fallar.

Límite elástico

El límite elástico es la tensión a la que el acero 35Mn comienza a deformarse plásticamente. El límite elástico del acero 35Mn suele situarse entre 350 y 450 MPa. Esta propiedad es crucial para las aplicaciones que requieren materiales capaces de soportar cargas sin deformación permanente.

Dureza

La dureza del acero 35Mn, medida a menudo utilizando la escala de dureza Brinell (HBW), suele situarse entre 170 y 210 HBW. Este nivel de dureza proporciona una buena indicación de la resistencia del acero al desgaste superficial y a la indentación, lo que lo hace adecuado para aplicaciones resistentes al desgaste.

Alargamiento

El alargamiento mide la ductilidad del acero 35Mn, indicando cuánto puede estirarse el material antes de romperse. El porcentaje de alargamiento del acero 35Mn suele rondar los 15-20%. Esta propiedad es importante para aplicaciones en las que el acero debe absorber energía y deformarse sin fracturarse.

Energía de impacto

La energía de impacto es una medida de la dureza del material y de su capacidad para absorber energía durante el impacto. En el caso del acero 35Mn, la energía de impacto es de unos 30-40 julios. Esta propiedad garantiza que el acero pueda soportar cargas repentinas y dinámicas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de alto esfuerzo.

Formas y dimensiones

El acero 35Mn está disponible en varias formas y dimensiones para satisfacer diferentes necesidades industriales. Las formas más comunes son:

• Barras redondas: Diámetros de 1 mm a 800 mm
• Barras cuadradas: Tamaños de 10 mm × 10 mm a 600 mm × 600 mm
• Barras planas: Espesores de 8 mm a 800 mm, anchos de 10 mm a 1500 mm
• Hojas y placas: Espesores de 3 mm a 80 mm, anchuras de hasta 1500 mm
• Tiras y bobinas: Espesores de 0,1 mm a 3 mm, anchuras de hasta 1500 mm
• Piezas forjadas: Formas personalizadas, como ejes, tubos, tubos, desechos, etc.

Estas variaciones en formas y dimensiones permiten utilizar el acero 35Mn en una amplia gama de aplicaciones, desde componentes estructurales hasta piezas mecánicas.

Aplicaciones

Gracias a sus propiedades mecánicas, el acero 35Mn se utiliza en aplicaciones que requieren resistencia y tenacidad moderadas. Algunas aplicaciones comunes incluyen:

• Componentes estructurales: Ideal para armazones de edificios, piezas de maquinaria y otros elementos estructurales que requieren durabilidad y resistencia.
• Piezas mecánicas: Adecuado para fabricar engranajes, ejes y otros componentes mecánicos que requieren un equilibrio entre resistencia y tenacidad.
• Industria del automóvil: Se utiliza en piezas de vehículos donde la solidez y la resistencia a la deformación son esenciales.

La versatilidad y las características de rendimiento del acero 35Mn lo convierten en la opción preferida en muchos sectores industriales, lo que contribuye a su uso generalizado y a su fiabilidad.

Procesos de tratamiento térmico del acero 35Mn

El normalizado es un proceso de tratamiento térmico que mejora las propiedades mecánicas del acero 35Mn refinando su microestructura. Este proceso consiste en calentar el acero a una temperatura de entre 880 y 920 °C, por encima de su intervalo crítico de transformación. Este calentamiento permite al acero formar una fase uniforme y estable. Después de sumergirlo a esta temperatura para garantizar una estructura homogénea, el acero se enfría con aire, lo que da lugar a una fina estructura perlítica. Esto mejora la tenacidad y la resistencia del acero, al tiempo que reduce las tensiones residuales.

El temple es un proceso crítico de tratamiento térmico que altera significativamente las propiedades mecánicas del acero 35Mn al transformar su microestructura en martensita. El acero se calienta primero a una temperatura comprendida entre 850 y 900 °C, donde se transforma en austenita. El tiempo de inmersión a esta temperatura suele ser de alrededor de una hora por pulgada de espesor para garantizar una distribución uniforme de la temperatura. A continuación, el acero se enfría en aceite, que proporciona una velocidad de enfriamiento controlada que minimiza el riesgo de distorsión y agrietamiento en comparación con el enfriamiento en agua. El enfriamiento rápido transforma la estructura austenítica en martensita, lo que da como resultado un material de gran dureza y resistencia al desgaste.

El revenido es el proceso de tratamiento térmico que se aplica después del temple para reducir la fragilidad del acero 35Mn y aumentar su tenacidad. El acero templado se recalienta a una temperatura comprendida entre 400 y 600°C y se mantiene durante un tiempo determinado, normalmente entre una y dos horas, en función de las propiedades mecánicas deseadas. Las temperaturas más bajas (400-500°C) mantienen una mayor dureza, mientras que las más altas (500-600°C) mejoran la tenacidad.

Estos procesos de tratamiento térmico -normalización, temple y revenido- tienen un impacto significativo en la microestructura y las propiedades mecánicas del acero 35Mn. El normalizado da lugar a una fina estructura perlítica que mejora la tenacidad y la resistencia. El temple transforma la estructura en martensita, aumentando significativamente la dureza y la resistencia al desgaste. El revenido ajusta el equilibrio entre dureza y tenacidad, proporcionando una gama de propiedades mecánicas adaptadas a los requisitos específicos de cada aplicación. Esto permite al acero 35Mn lograr la combinación deseada de dureza, tenacidad y ductilidad, haciéndolo adecuado para diversas aplicaciones industriales.

Normas ASTM y conformidad

Las normas ASTM (American Society for Testing and Materials) son esenciales para definir los requisitos de materiales, productos, sistemas y servicios con el fin de garantizar la coherencia, fiabilidad y seguridad en diversos sectores. Para el acero 35Mn, varias normas ASTM proporcionan directrices y especificaciones relevantes para su composición, propiedades mecánicas y procesos de tratamiento térmico.

Especificaciones ASTM A29

ASTM A29 es una especificación estándar para barras de acero, al carbono y aleado, forjadas en caliente, que incluye varios grados y clases de acero. Esta especificación cubre los requisitos para las barras de acero forjadas en caliente, incluido el acero 35Mn, y describe la composición química, las propiedades mecánicas y las variaciones admisibles en las dimensiones.

• Composición química: La norma ASTM A29 especifica las gamas aceptables de carbono, manganeso, silicio, fósforo, azufre y otros elementos de aleación del acero. Para el acero 35Mn, la composición suele incluir aproximadamente 0,32-0,40% de carbono y 1,20-1,60% de manganeso.
• Propiedades mecánicas: La norma establece los requisitos de resistencia a la tracción, límite elástico, alargamiento y dureza. Estas propiedades garantizan que el acero cumpla los criterios de rendimiento necesarios para las aplicaciones previstas.
• Tratamiento térmico: ASTM A29 proporciona directrices para los procesos de tratamiento térmico como la normalización, temple y revenido, que son esenciales para lograr las propiedades mecánicas deseadas en el acero 35Mn.

Guías de referencia cruzada sobre el cumplimiento de las normas

Las referencias cruzadas con otras especificaciones ASTM y normas internacionales garantizan que el acero 35Mn se ajuste a los requisitos de la industria en todo el mundo. Esto ayuda a alinear las propiedades del material y los requisitos de procesamiento con los especificados en otras regiones o por otras organizaciones.

• ASTM A370: Esta norma cubre los ensayos mecánicos de los productos de acero, incluidos los métodos para determinar la resistencia a la tracción, el límite elástico, el alargamiento y la resistencia al impacto. Se utiliza habitualmente para verificar que el acero 35Mn cumple las propiedades mecánicas especificadas.
• ASTM E8/E8M: Estas normas proporcionan los métodos de ensayo para la prueba de tracción de materiales metálicos. Esbozan los procedimientos para medir las propiedades de tracción, garantizando que el acero 35Mn cumple los criterios de rendimiento requeridos.
• EN 10028-3: Esta norma europea especifica los requisitos para los productos planos fabricados con aceros estructurales soldables de grano fino. Incluye calidades como P275N/NL, que puede utilizarse como referencia para aceros similares mejorados con manganeso.

Comparación con las normas GB

Las normas GB (Guobiao) son las normas nacionales de la República Popular China. La comparación de las normas ASTM con las normas GB garantiza que el acero 35Mn cumpla los requisitos internacionales y regionales, manteniendo la calidad y el rendimiento en diferentes regiones e industrias.

• GB/T 699: Esta norma especifica los requisitos técnicos del acero estructural al carbono de alta calidad, incluido el acero 35Mn. Abarca la composición química, las propiedades mecánicas y los procesos de tratamiento térmico.
• GB/T 3077: Esta norma especifica los requisitos técnicos para el acero estructural aleado, incluyendo el contenido de manganeso y las propiedades mecánicas relevantes para el acero 35Mn.

Mediante el cumplimiento de las normas ASTM y las referencias cruzadas con las normas GB, los fabricantes pueden garantizar que el acero 35Mn cumple los criterios de calidad y rendimiento necesarios para diversas aplicaciones industriales. Este cumplimiento es esencial para mantener la coherencia, fiabilidad y seguridad en el uso del acero 35Mn en diferentes regiones e industrias.

Aplicaciones en la fabricación de trenes de rodaje

Papel del acero 35Mn en la fabricación de trenes de rodaje

El acero al 35Mn desempeña un papel crucial en la fabricación de componentes del tren de rodaje para maquinaria pesada debido a su alta resistencia y resistencia al desgaste. Estas propiedades son esenciales para componentes que se enfrentan a tensiones operativas extremas, por lo que el acero 35Mn es ideal para aplicaciones como piezas de excavadoras y componentes de bulldozers.

Uso en piezas de excavadoras

Las excavadoras necesitan sistemas de tren de rodaje resistentes para trabajar eficazmente en entornos difíciles. Los componentes como los eslabones y los pasadores de las orugas se fabrican con acero 35Mn porque puede soportar cargas pesadas y condiciones abrasivas. Las propiedades mecánicas del acero, como la alta resistencia a la tracción y al impacto, garantizan que estas piezas puedan soportar un uso prolongado sin un desgaste significativo.

Componentes del bulldozer

En los bulldozers, el tren de rodaje es un componente vital que soporta el peso de la máquina y permite su desplazamiento por terrenos accidentados. El acero 35Mn se utiliza para fabricar orugas, ruedas dentadas y rodillos, y ofrece la durabilidad y resistencia necesarias para las piezas de los bulldozers que se enfrentan con frecuencia a fuerzas de alto impacto y fricción. Su capacidad para resistir la deformación bajo tensión lo hace adecuado para componentes de bulldozers que se enfrentan con frecuencia a fuerzas de alto impacto y fricción.

Equipos de construcción

Además de en excavadoras y bulldozers, el acero 35Mn también se emplea en diversos equipos de construcción. Su aplicación se extiende a componentes que requieren tanto resistencia como flexibilidad, garantizando que la maquinaria pueda funcionar con fiabilidad en obras exigentes. La resistencia al desgaste de este acero es especialmente ventajosa para las piezas expuestas a esfuerzos mecánicos constantes y a factores ambientales como el polvo y la humedad.

Componentes de carga

La capacidad de carga del acero 35Mn es un factor importante a la hora de seleccionarlo para los componentes del tren de rodaje. Su límite elástico y su dureza le permiten soportar cargas considerables sin ceder ni fracturarse. Esto lo convierte en una opción excelente para elementos del tren de rodaje que deben soportar maquinaria pesada y fuerzas dinámicas durante periodos prolongados.

Resistencia al desgaste

Una de las principales ventajas del acero 35Mn en la fabricación de trenes de rodaje es su excelente resistencia al desgaste, crucial para piezas que experimentan una fricción y un contacto constantes con materiales abrasivos. Al mantener su integridad estructural a lo largo del tiempo, el acero al 35Mn reduce las necesidades de mantenimiento y prolonga la vida útil de las piezas del tren de rodaje, lo que contribuye a reducir los costes operativos y a aumentar el tiempo de actividad de la máquina.

La aplicación del acero 35Mn en la fabricación de trenes de rodaje aprovecha sus propiedades mecánicas para mejorar el rendimiento y la longevidad de la maquinaria pesada. Su integración en componentes críticos subraya su importancia para mantener la fiabilidad y eficiencia de los equipos utilizados en la construcción, la minería y otras industrias exigentes.

Comparación del 35Mn con aleaciones alternativas

Diferencias entre las aleaciones 35Mn y 35MnB

Composición y aditivos

El 35Mn se compone de 0,32-0,40% de carbono y 1,20-1,60% de manganeso, mientras que el 35MnB es similar pero incluye 0,0005-0,003% de boro. Esta pequeña adición de boro influye significativamente en las propiedades del acero, especialmente en su templabilidad y rendimiento mecánico.

Endurecimiento

La adición de boro al 35MnB lo hace más duro al tratarlo térmicamente que el 35Mn. Esta mayor templabilidad hace que el 35MnB sea especialmente adecuado para aplicaciones que requieren una mayor dureza superficial y capas endurecidas más profundas, como en entornos de alto desgaste.

Propiedades mecánicas

Aunque ambas aleaciones son resistentes, el contenido de boro del 35MnB aumenta sus propiedades mecánicas. La mayor templabilidad permite al 35MnB alcanzar una mayor dureza y tenacidad tras el temple y revenido, lo que lo hace más resistente al desgaste y al impacto.

Resistencia a los impactos

El 35MnB, gracias a su mayor templabilidad y tenacidad, soporta mejor los impactos en entornos de gran tensión que el 35Mn. Esto hace que el 35MnB sea una opción preferible para piezas sometidas a fuertes impactos, como las que se encuentran en equipos de construcción y minería.

Comparación con otros aceros al carbono

35Mn frente a 45Mn

El acero 45Mn contiene un mayor contenido de carbono, normalmente en torno a 0,42-0,50%, en comparación con el 35Mn. Este mayor contenido de carbono confiere al 45Mn mayor dureza y resistencia a la tracción, pero reduce su ductilidad y soldabilidad. Mientras que el 35Mn ofrece un buen equilibrio entre resistencia y ductilidad, lo que lo hace apto para una gama más amplia de aplicaciones, el 45Mn es más adecuado para piezas que requieren mayor dureza y resistencia, aunque con mayor fragilidad.

Aditivos de boro en aleaciones alternativas

Al igual que el 35MnB, otros aceros al carbono también pueden incluir aditivos de boro para mejorar su templabilidad. Estos aceros tratados con boro, como el 40MnB, presentan mejoras similares en las propiedades mecánicas y la resistencia al desgaste, lo que los convierte en alternativas adecuadas para aplicaciones de alto rendimiento en las que los aceros al carbono estándar pueden quedarse cortos.

Relación coste-rendimiento

La relación coste-rendimiento es una consideración importante a la hora de seleccionar materiales para aplicaciones industriales. El 35Mn ofrece una solución rentable con un buen equilibrio de propiedades mecánicas, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones. La adición de boro en el 35MnB aumenta ligeramente el coste, pero proporciona mejoras significativas en la templabilidad y el rendimiento. Esto convierte al 35MnB en una opción valiosa para aplicaciones en las que una mayor resistencia al desgaste y tenacidad justifican el coste adicional.

Consideraciones de aplicación práctica

A la hora de decidir entre 35Mn, 35MnB y otros aceros, tenga en cuenta las necesidades específicas de su aplicación. Factores como la dureza requerida, la resistencia al impacto, la resistencia al desgaste y el coste deben ser evaluados para seleccionar el material más adecuado. Para aplicaciones que exigen una gran dureza superficial y tenacidad, el 35MnB u otros aceros tratados con boro pueden ser la mejor elección. Por el contrario, para aplicaciones en las que el equilibrio entre resistencia, ductilidad y coste es más crítico, el 35Mn puede ser la opción preferida.

Consideraciones prácticas y casos prácticos

Consideraciones sobre mecanizado y soldadura

Cuando se trabaja con acero 35Mn, tanto los procesos de mecanizado como de soldadura requieren una cuidadosa atención para mantener las propiedades mecánicas del material.

Mecanizado

La dureza y tenacidad del acero 35Mn pueden hacer que el mecanizado sea todo un reto. Es esencial utilizar herramientas y técnicas de corte adecuadas para garantizar la precisión y la eficacia. Para el corte se recomiendan herramientas de acero rápido (HSS) o de metal duro, y es necesaria una refrigeración suficiente para evitar el sobrecalentamiento y el desgaste de la herramienta. Los parámetros de corte óptimos, como el avance y la velocidad de corte, deben ajustarse en función de la dureza específica del acero para lograr los resultados deseados.

Soldadura

La soldadura del acero 35Mn requiere un precalentamiento para minimizar el riesgo de fisuración y garantizar una soldadura fuerte. Las temperaturas de precalentamiento suelen oscilar entre 150 °C y 200 °C, dependiendo del grosor del material, y puede ser necesario un tratamiento térmico posterior a la soldadura, como el alivio de tensiones, para reducir las tensiones residuales y restaurar las propiedades mecánicas. La selección de materiales de aportación y técnicas de soldadura adecuadas, como la soldadura por arco metálico con gas (GMAW) o la soldadura por arco metálico protegido (SMAW), es crucial para conseguir soldaduras de alta calidad.

Análisis de fallos en aplicaciones de maquinaria pesada

Modos de fallo comunes

En aplicaciones de equipos pesados, los componentes de acero 35Mn pueden experimentar diversos modos de fallo, entre ellos:

• Fallo por fatiga: Las cargas cíclicas repetidas pueden provocar el inicio y la propagación de grietas, con el consiguiente fallo por fatiga. Esto es habitual en componentes sometidos a tensiones dinámicas, como los eslabones de las orugas de las excavadoras.
• Desgaste y abrasión: El contacto continuo con materiales abrasivos puede causar desgaste superficial y pérdida de material. Esto es frecuente en piezas como las orugas y los rodillos de las excavadoras.
• Fallo de impacto: Las fuerzas repentinas de alto impacto pueden causar fracturas o deformaciones frágiles, especialmente en componentes templados y revenidos.

Estrategias de prevención

Para mitigar estos modos de fallo, las estrategias incluyen la selección del grado y el tratamiento térmico adecuados del acero 35Mn en función de los requisitos de la aplicación y la optimización del diseño para distribuir las tensiones uniformemente y reducir las concentraciones. La aplicación de programas de mantenimiento periódicos para detectar y tratar el desgaste y la fatiga en una fase temprana, así como la aplicación de tratamientos superficiales para mejorar la resistencia al desgaste, pueden prolongar aún más la vida útil de los componentes.

Optimización del tratamiento térmico del 35Mn

Técnicas óptimas de tratamiento térmico

La optimización de los procesos de tratamiento térmico es vital para mejorar el rendimiento de los componentes de acero 35Mn. Se recomiendan las siguientes técnicas:

• Enfriamiento controlado: Utilizando el temple en aceite para lograr un equilibrio entre dureza y ductilidad minimizando el riesgo de agrietamiento.
• Templado de precisión: Ajuste de las temperaturas de revenido en función de la combinación deseada de dureza y tenacidad. Las temperaturas de revenido más bajas (400°C-500°C) aumentan la dureza, mientras que las más altas (500°C-600°C) mejoran la tenacidad.
• Refinamiento de la microestructura: Emplear la normalización para refinar la estructura del grano y mejorar las propiedades mecánicas. Este proceso calienta el acero a 880°C-920°C seguido de enfriamiento por aire para crear una microestructura uniforme.

Mejora del rendimiento

Los procesos de tratamiento térmico correctamente ejecutados mejoran significativamente el rendimiento del acero 35Mn en aplicaciones exigentes. Por ejemplo, el temple y revenido de precisión pueden producir un material de gran dureza y excelente resistencia al impacto, adecuado para componentes de gran resistencia. El normalizado puede mejorar la tenacidad y reducir las tensiones residuales, haciendo que el acero sea más fiable bajo cargas cíclicas.

Casos prácticos

Enlaces de cadenas de excavadoras

Un fabricante de eslabones de orugas para excavadoras se enfrentaba a problemas de desgaste prematuro y fatiga de sus componentes. Al optimizar el proceso de tratamiento térmico -implementando el temple controlado y el revenido de precisión- consiguieron una mejora significativa de la resistencia al desgaste y la vida útil a la fatiga. El resultado fueron componentes más duraderos y menores costes de mantenimiento.

Rodillos Bulldozer

Los rodillos de los bulldozers fallaban con frecuencia debido a las elevadas tensiones de funcionamiento. La aplicación del normalizado seguido del revenido a temperaturas más elevadas mejoró la tenacidad de los rodillos, reduciendo la incidencia de fracturas frágiles y alargando la vida útil de los componentes.

Ejes para maquinaria de construcción

Un estudio sobre ejes de maquinaria de construcción reveló que un tratamiento térmico inadecuado provocaba propiedades mecánicas desiguales y fallos prematuros. Al perfeccionar el protocolo de tratamiento térmico para incluir pasos precisos de temple y revenido, los ejes mostraron una dureza uniforme y un mejor rendimiento en condiciones de carga.

Preguntas frecuentes

A continuación encontrará respuestas a algunas preguntas frecuentes:

¿Cuáles son las principales propiedades mecánicas del acero 35Mn?

El acero al 35Mn presenta excelentes propiedades mecánicas, lo que lo convierte en el material preferido para piezas estructurales y de maquinaria. Las principales propiedades mecánicas del acero al 35Mn son:

1. Resistencia a la tracción: La resistencia a la tracción del acero 35Mn es ≥560 MPa, lo que indica su alta resistencia a la deformación bajo tensión.
2. Límite elástico: El límite elástico es ≥335 MPa, es decir, la tensión a la que el material comienza a deformarse plásticamente.
3. Alargamiento: El alargamiento a la rotura (δ5) es ≥18%, lo que muestra un nivel moderado de ductilidad.
4. Sección Contracción: La contracción de la sección (ψ) es ≥45%, y mide la reducción del área de la sección transversal al fracturarse.
5. Energía de impacto: La energía de impacto (Akv) es ≥55 J, lo que refleja la tenacidad del material y su capacidad para absorber energía sin fracturarse.
6. Dureza: Sin tratamiento térmico, la dureza es ≤229 HB, y tras el recocido, es ≤197 HB.

Estas propiedades hacen que el acero 35Mn sea adecuado para aplicaciones que requieren alta resistencia, plasticidad moderada y buena maquinabilidad, como en componentes estructurales de maquinaria y piezas de alta resistencia.

¿Cómo afecta el tratamiento térmico al rendimiento del acero 35Mn?

El tratamiento térmico influye significativamente en el rendimiento del acero 35Mn al alterar su microestructura y sus propiedades mecánicas. Los principales procesos son la austenitización, el temple y el revenido. Durante el austenitizado, el 35Mn se calienta hasta aproximadamente 900°C, seguido de un temple en aceite, lo que da lugar a una estructura martensítica que mejora la dureza y la resistencia a la tracción. Sin embargo, este estado también aumenta la fragilidad.

El revenido se emplea para mitigar la fragilidad manteniendo la resistencia. Las temperaturas de revenido más bajas (350-450°C) se centran en preservar la dureza y la resistencia a la tracción, mientras que las temperaturas más altas (hasta 550°C) mejoran la ductilidad y la resistencia al impacto, cruciales para las aplicaciones estructurales. Estos ajustes permiten utilizar eficazmente el acero 35Mn en aplicaciones exigentes como ejes y engranajes, donde es esencial un equilibrio entre la dureza superficial y la tenacidad del núcleo. En general, el tratamiento térmico del acero 35Mn permite controlar el equilibrio entre resistencia y tenacidad, lo que garantiza su idoneidad para diversas aplicaciones industriales.

¿Cuáles son las diferencias entre las aleaciones 35Mn y 35MnB?

Las aleaciones 35Mn y 35MnB difieren principalmente en su composición química y en las propiedades mecánicas resultantes. Ambas aleaciones contienen cantidades similares de carbono (0,32-0,40%) y manganeso (0,80-1,10%), pero la 35MnB incluye boro, que está ausente en la 35Mn.

La adición de boro en el 35MnB mejora significativamente su templabilidad, lo que significa que puede alcanzar mayores resistencias y tenacidad, especialmente en secciones más gruesas, en comparación con el acero 35Mn normal. El boro mejora el refinamiento del grano durante el tratamiento térmico, lo que se traduce en mejores propiedades mecánicas, como una mayor resistencia a la tracción y al impacto.

Mientras que el acero 35Mn es adecuado para componentes estructurales y piezas de maquinaria que requieren una resistencia y una tenacidad moderadas, el 35MnB es preferible para aplicaciones más exigentes que requieren una mayor resistencia y una mejor templabilidad, como ciertos componentes de equipos industriales y de automoción. En resumen, la presencia de boro en el 35MnB lo convierte en una opción superior para aplicaciones que requieren un mayor rendimiento mecánico.

¿Cómo se compara el 35Mn con otros aceros al carbono como el 45Mn?

El 35Mn y el 45Mn son aceros al carbono con claras diferencias en su composición y propiedades mecánicas. El 35Mn contiene aproximadamente 0,32-0,39% de carbono, mientras que el 45Mn tiene un mayor contenido de carbono, de 0,42-0,50%. Ambas aleaciones mantienen un contenido de manganeso similar, en torno a 0,70-1,00%.

El 45Mn presenta propiedades mecánicas superiores a las del 35Mn, incluida una mayor resistencia a la tracción (610-800 MPa frente a los 500-650 MPa estimados) y límite elástico (≥355-375 MPa frente a los 300-350 MPa estimados). Sin embargo, el 35Mn ofrece mejor alargamiento y maquinabilidad, por lo que es más adecuado para aplicaciones que requieren conformabilidad.

Los procesos de tratamiento térmico son cruciales para que ambos aceros alcancen un rendimiento óptimo. El 45Mn suele someterse a un proceso de normalización, temple y revenido, lo que da como resultado un equilibrio superior entre resistencia y dureza. El 35Mn también se beneficia del temple y revenido, aunque generalmente tiene una dureza inferior al 45Mn.

En cuanto a las aplicaciones, el 45Mn es preferible para componentes sometidos a grandes esfuerzos, como cigüeñales y engranajes, debido a su mayor resistencia al desgaste, mientras que el 35Mn se utiliza normalmente para componentes de resistencia media, como ejes y pernos.

¿Cuáles son las principales aplicaciones del acero 35Mn en la fabricación de trenes de rodaje?

El acero 35Mn se utiliza ampliamente en la fabricación de trenes de rodaje debido a sus propiedades mecánicas favorables, como alta resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste. En el contexto de la maquinaria pesada, este acero se utiliza principalmente para fabricar componentes críticos como eslabones de oruga, esenciales para el funcionamiento de máquinas sobre orugas como excavadoras y bulldozers. Estos eslabones conectan las zapatas de las orugas y transmiten potencia, garantizando su durabilidad y fiabilidad en condiciones de gran tensión. Además, la capacidad del acero 35Mn para soportar entornos difíciles y cargas pesadas lo hace adecuado para equipos de minería y construcción. El potencial de personalización del acero 35Mn permite a los fabricantes adaptar los componentes a requisitos específicos, lo que aumenta aún más su versatilidad en aplicaciones de trenes de rodaje.

¿Cuáles son los requisitos de conformidad estándar para el acero 35Mn?

Los requisitos de cumplimiento de la norma para el acero 35Mn implican principalmente la adhesión a la GB 699 específica para China. Esta norma describe las especificaciones necesarias para los aceros al carbono y al manganeso utilizados en aplicaciones estructurales de maquinaria. El cumplimiento de la norma GB 699 garantiza que el acero 35Mn satisface requisitos químicos y mecánicos específicos, incluidos rangos definidos para elementos como carbono, silicio, manganeso, fósforo, azufre, níquel, cromo y cobre. Además, propiedades mecánicas como la resistencia a la tracción y el límite elástico deben ajustarse a las normas para garantizar el rendimiento en diversas aplicaciones. El cumplimiento de estas especificaciones es crucial para garantizar la fiabilidad del material y su idoneidad para la fabricación de componentes que exigen una resistencia moderada y resistencia al desgaste. Para aplicaciones internacionales, es posible que el acero 35Mn también deba cumplir normas equivalentes como la ASTM A29, que establece directrices para barras de acero, al carbono y aleado, forjadas en caliente.