Acero 1045 propiedades
El acero AISI 1045 es un acero al carbono de templeabilidad media, suministrado habitualmente en condición de laminado en caliente o normalizado. Su resistencia a la tracción oscila entre 570 y 700 MPa y su dureza Brinell entre 170 y 210 en esos estados. Ofrece un buen compromiso entre resistencia mecánica, tenacidad y maquinabilidad, lo que lo convierte en una elección frecuente para componentes sometidos a esfuerzos moderados en las industrias automotriz, de maquinaria y de bienes de equipo.
Denominación y normas equivalentes
Sección titulada «Denominación y normas equivalentes»El acero 1045 según AISI/SAE posee equivalentes directos en otras normas internacionales:
| Norma | Designación |
|---|---|
| EN | C45 (1.0503), C45E (1.1191), C45R (1.1201) |
| DIN | Cm45, C45K, C45E |
| AFNOR | XC48H1, XC48 |
| UNI | C45 |
| UNE | C45E, C45K |
| JIS | S45C |
Composición química
Sección titulada «Composición química»La composición típica del acero 1045, según AISI, es la siguiente (análisis de colada):
| Elemento | Contenido (%) |
|---|---|
| Carbono (C) | 0.42 – 0.50 |
| Manganeso (Mn) | 0.60 – 0.90 |
| Fósforo (P) máx. | 0.040 |
| Azufre (S) máx. | 0.050 |
| Hierro (Fe) | Balance (≈98.5 – 98.98) |
Debido a la ausencia de elementos de aleación significativos, el 1045 no responde a tratamientos de nitruración; su endurecimiento se logra mediante temple y revenido, o por temple superficial por inducción o llama.
Propiedades mecánicas en estado de suministro
Sección titulada «Propiedades mecánicas en estado de suministro»Los valores siguientes corresponden a material laminado en caliente o normalizado (tamaño de grano fino), medidos a temperatura ambiente.
| Propiedad | Métrico | Imperial |
|---|---|---|
| Dureza Brinell | 163 – 210 | 163 – 210 |
| Dureza Rockwell B | 84 – 93 | 84 – 93 |
| Resistencia a la tracción | 565 – 585 MPa | 82 000 – 85 000 psi |
| Límite elástico (0.2 %) | 310 MPa | 45 000 psi |
| Alargamiento en 50 mm | 16 % | 16 % |
| Estricción | 40 % | 40 % |
| Módulo de elasticidad | 200 – 205 GPa | 29 000 – 29 700 ksi |
| Módulo de cortadura (típico) | 80 GPa | 11 600 ksi |
| Coeficiente de Poisson | 0.29 | 0.29 |
Los datos de resistencia proceden de fuentes contrastadas (Azom, Engineering Toolbox) y representan valores típicos para secciones de hasta 60 mm.
Propiedades mecánicas tras temple y revenido
Sección titulada «Propiedades mecánicas tras temple y revenido»El acero 1045 puede mejorar notablemente su resistencia mediante tratamiento térmico, aunque la profundidad de temple es limitada. Las propiedades dependen de la temperatura de revenido:
| Condición | Dureza (HRC) | R. tracción (MPa) | Límite elástico (MPa) | Alargamiento (%) |
|---|---|---|---|---|
| Temple en agua + revenido 200 °C | 54 – 60 | 1 300 – 1 500 | 1 100 – 1 260 | 5 – 8 |
| Temple en agua + revenido 400 °C | 40 – 46 | 950 – 1 100 | 820 – 950 | 9 – 12 |
| Temple en agua + revenido 600 °C | 28 – 33 | 700 – 850 | 500 – 620 | 15 – 18 |
| Temple superficial (inducción/llama) | 54 – 60 (superficial) | – | – | – |
El temple en agua o salmuera se realiza a partir de 820–850 °C. Para piezas de sección superior a unos 60 mm, el endurecimiento en núcleo es incompleto, por lo que se recurre al temple superficial cuando solo se requiere resistencia al desgaste en la capa exterior.
Propiedades físicas
Sección titulada «Propiedades físicas»| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 7.85 – 7.87 g/cm³ |
| Punto de fusión | ~ 1460 – 1520 °C |
| Calor específico | 486 J/(kg·K) a temperatura ambiente |
| Conductividad térmica | 49.8 W/(m·K) a 20 °C |
| Coeficiente de expansión térmica | 11.7 × 10⁻⁶ / °C (20–300 °C) |
La densidad másica se considera 0.284 lb/in³ en unidades imperiales.
Propiedades térmicas
Sección titulada «Propiedades térmicas»Los tratamientos térmicos influyen en la microestructura y, por tanto, en las propiedades térmicas. A continuación se recogen los valores típicos para estados normalizados:
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Temperatura máxima de servicio en atm. oxidante | 500 – 650 °C (intermitente) |
| Temperatura de austenización para temple | 820 – 850 °C |
| Temperatura de revenido recomendada | 150 – 650 °C, según solicitación |
Por encima de aproximadamente 650 °C, la resistencia mecánica cae de forma acusada, por lo que el uso continuo a alta temperatura requiere considerar otros grados (e.g., aceros aleados al Cr-Mo).
Tratamientos térmicos recomendados
Sección titulada «Tratamientos térmicos recomendados»| Proceso | Calentamiento (°C) | Mantenimiento | Enfriamiento |
|---|---|---|---|
| Forja | 850 – 1250 | Hasta uniformidad | En horno o al aire (según tamaño) |
| Recocido | 800 – 850 | Uniformidad + 1 h por 25 mm | En horno |
| Normalizado | 870 – 920 | 10 – 15 min por 25 mm | Aire tranquilo |
| Alivio de tensiones | 550 – 660 | 1 h por 25 mm | Aire tranquilo |
| Temple | 820 – 850 | 10 – 15 min por 25 mm | Agua, salmuera o aceite rápido |
| Revenido | 400 – 650 (según dureza) | 1 h por 25 mm de espesor | Aire tranquilo |
El temple directo desde la temperatura de forja no es recomendable; se debe normalizar previamente para afinar el grano.
Soldabilidad y maquinabilidad
Sección titulada «Soldabilidad y maquinabilidad»- Soldabilidad: El contenido de carbono (0.42–0.50 %) hace que la soldadura del 1045 requiera precalentamiento (150–300 °C) y enfriamiento lento para evitar fisuras en la zona afectada térmicamente. Se recomienda emplear electrodos de bajo hidrógeno y, siempre que sea posible, normalizar después de soldar.
- Maquinabilidad: El índice de maquinabilidad se sitúa en torno al 55–60 % tomando como referencia el acero SAE 1112 (100 %). Se mecaniza con facilidad en estado normalizado o laminado en caliente; las operaciones de roscado y taladrado profundo pueden mejorarse con un recocido previo.
Aplicaciones típicas por industria
Sección titulada «Aplicaciones típicas por industria»Gracias a su relación coste‑resistencia, el acero 1045 se emplea en una amplia variedad de componentes:
| Industria | Piezas y elementos típicos |
|---|---|
| Automoción y transporte | Ejes, cigüeñales, bielas, semiejes, barras de torsión |
| Maquinaria general | Engranajes de tamaño medio, piñones, husillos, guías, casquillos |
| Herramientas | Útiles de sujeción, mordazas, matrices de baja producción, brocas simples |
| Construcción | Tornillería de alta resistencia, espárragos, pasadores |
| Industria oleohidráulica | Pistones, vástagos de cilindro, bridas |
El acero 1045 es especialmente adecuado para piezas que requieran temple superficial por inducción o llama para mejorar la resistencia al desgaste sin encarecer el material.
Comparativa con aceros similares
Sección titulada «Comparativa con aceros similares»| Grado | Carbono (%) | Elementos de aleación | R. tracción típica (MPa) | Templeabilidad | Coste relativo | Maquinabilidad |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AISI 1040 | 0.37 – 0.44 | Ninguno | 520 – 650 | Baja | Bajo | 60 % |
| AISI 1045 | 0.42 – 0.50 | Ninguno | 565 – 700 (sin tratar) | Media‑baja | Bajo | 55 – 60 % |
| AISI 1060 | 0.55 – 0.65 | Ninguno | 650 – 800 | Media | Bajo | 50 % |
| AISI 4140 | 0.38 – 0.43 | Cr, Mo | 750 – 950 (bonificado) | Alta | Moderado | 55 % |
| AISI 1141 | 0.37 – 0.45 | Mn 1.35‑1.65 + S | 600 – 750 | Media‑baja | Bajo | 65 – 70 % |
Interpretación:
- Frente al 1040, el 1045 ofrece mayor resistencia y dureza superficial, pero ligera menor tenacidad.
- El 1060 alcanza mayor resistencia tras temple, pero con soldabilidad y maquinabilidad más limitadas.
- El 4140, al ser un acero aleado al Cr‑Mo, permite temple completo en secciones más gruesas (hasta 75‑100 mm) y conserva alta tenacidad; sin embargo, su coste es superior.
- El 1141 mejora la maquinabilidad por adición de azufre, aunque reduce ligeramente la resiliencia.
Preguntas frecuentes (FAQ)
Sección titulada «Preguntas frecuentes (FAQ)»¿Cuál es la resistencia a la tracción máxima que puede alcanzar el acero 1045?
Sección titulada «¿Cuál es la resistencia a la tracción máxima que puede alcanzar el acero 1045?»La resistencia a la tracción máxima puede superar los 1 300 MPa cuando se aplica temple en agua y un revenido bajo (~200 °C), alcanzando valores de hasta 1 500 MPa en secciones delgadas.
¿Qué dureza superficial se obtiene mediante temple por inducción?
Sección titulada «¿Qué dureza superficial se obtiene mediante temple por inducción?»El temple superficial por inducción o llama permite durezas de 54 a 60 HRC en la capa exterior, dependiendo del tamaño de la pieza, la velocidad de calentamiento y el medio de temple empleado.
¿Hasta qué espesor es posible templar completamente el núcleo de una pieza de 1045?
Sección titulada «¿Hasta qué espesor es posible templar completamente el núcleo de una pieza de 1045?»La penetración del temple es limitada: se considera que el núcleo puede templarse de forma homogénea en espesores de hasta 60 mm, más allá de los cuales la transformación martensítica es incompleta y la dureza central cae significativamente.
¿A qué temperatura se debe forjar el acero 1045?
Sección titulada «¿A qué temperatura se debe forjar el acero 1045?»La forja se realiza en un intervalo de 850 °C a 1 250 °C, procurando mantener la temperatura uniforme y evitar calentamientos por debajo de 850 °C durante la deformación para prevenir la aparición de grietas.
¿Qué temperatura de revenido proporciona aproximadamente 700 MPa de resistencia?
Sección titulada «¿Qué temperatura de revenido proporciona aproximadamente 700 MPa de resistencia?»Para obtener una resistencia a la tracción cercana a 700 MPa se debe revenir el acero 1045 en el entorno de 580 – 620 °C, manteniendo al menos 1 hora por cada 25 mm de espesor y enfriando al aire.
¿Cuál es la conductividad térmica del acero 1045 a temperatura ambiente?
Sección titulada «¿Cuál es la conductividad térmica del acero 1045 a temperatura ambiente?»La conductividad térmica del acero 1045 a 20 °C es de aproximadamente 49.8 W/(m·K), valor que disminuye a medida que aumenta la temperatura de trabajo.
Limitaciones y advertencias
Sección titulada «Limitaciones y advertencias»- No es apto para aplicaciones criogénicas ni para ambientes corrosivos sin revestimiento protector.
- La soldabilidad, aunque posible con procedimientos controlados, exige personal cualificado para evitar fragilización por hidrógeno.
- Los valores de propiedades mecánicas tras temple y revenido son orientativos y dependen fuertemente de la geometría de la pieza, el medio de enfriamiento y la práctica del taller de tratamiento térmico.
- No se recomienda su uso en estado bruto de forja sin un tratamiento posterior de normalizado o bonificado.
Fuentes consultadas
Sección titulada «Fuentes consultadas»- azom.com: https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=6130
- engineeringtoolbox.com: https://www.engineeringtoolbox.com/engineering-materials-properties-d_1225.html
- steelnumber.com: https://www.steelnumber.com/en/equivalent_steel_iron_eu.php?zname_id=138