Acero Herramienta M2
El acero herramienta M2 es un acero rápido al molibdeno del grupo M según la clasificación AISI, representando más del 95 % de los aceros rápidos fabricados en Estados Unidos. Posee un contenido de carbono elevado y una resistencia al desgaste superior a la del acero rápido M1. Su combinación de molibdeno, tungsteno y vanadio le confiere una excelente capacidad de corte a altas temperaturas, manteniendo durezas superiores a 60 HRC incluso en condiciones severas de trabajo. Se suministra normalmente en estado recocido y puede ser recubierto con nitruro de titanio o carburo de titanio mediante deposición física de vapor para mejorar aún más su vida útil.
Composición química
Sección titulada «Composición química»| Elemento | Contenido (%) |
|---|---|
| Carbono (C) | 0.78 – 1.05 |
| Manganeso (Mn) | 0.15 – 0.40 |
| Silicio (Si) | 0.20 – 0.45 |
| Cromo (Cr) | 3.75 – 4.50 |
| Níquel (Ni) | ≤ 0.30 |
| Molibdeno (Mo) | 4.50 – 5.50 |
| Tungsteno (W) | 5.50 – 6.75 |
| Vanadio (V) | 1.75 – 2.20 |
| Cobre (Cu) | ≤ 0.25 |
| Fósforo (P) | ≤ 0.03 |
| Azufre (S) | ≤ 0.03 |
Propiedades físicas
Sección titulada «Propiedades físicas»| Propiedad | Valor (SI) | Valor (Imperial) |
|---|---|---|
| Densidad | 8.16 g/cm³ | 0.294 lb/pulg³ |
| Punto de fusión | 1425 °C | 2600 °F |
Propiedades mecánicas
Sección titulada «Propiedades mecánicas»| Propiedad | Condición | Valor (SI) | Valor (Imperial) |
|---|---|---|---|
| Dureza Rockwell C | Templado a 1204 °C (2200 °F) | 65 HRC | 65 HRC |
| Dureza Rockwell C | Revenido a 621 °C (1150 °F) | 62 HRC | 62 HRC |
| Resistencia a la compresión | Revenido a 149 °C (300 °F) | 3250 MPa | 471 000 psi |
| Impacto Izod sin entalla | Revenido a 149 °C (300 °F) | 67 J | 49.4 pie·lb |
| Pérdida por abrasión (ASTM G65) | Estado templado | 25.8 mm³ | 25.8 mm³ |
| Pérdida por abrasión (ASTM G65) | Revenido a 691 °C (1275 °F) | 77.7 mm³ | 77.7 mm³ |
| Módulo elástico | – | 190 – 210 GPa | 27 557 – 30 458 ksi |
| Coeficiente de Poisson | – | 0.27 – 0.30 | 0.27 – 0.30 |
Propiedades térmicas
Sección titulada «Propiedades térmicas»| Propiedad | Rango de temperatura | Valor (SI) | Valor (Imperial) |
|---|---|---|---|
| Coeficiente de dilatación térmica (CTE) | 20 – 100 °C | 10.0 μm/m·°C | 5.56 μpulg/pulg·°F |
| Coeficiente de dilatación térmica (CTE) | 20 – 500 °C | 12.2 μm/m·°C | 6.78 μpulg/pulg·°F |
| Coeficiente de dilatación térmica (CTE) | 20 – 850 °C | 12.6 μm/m·°C | 7.00 μpulg/pulg·°F |
| Conductividad térmica | 20 °C | ~ 24 W/m·K | – |
Otras designaciones
Sección titulada «Otras designaciones»| Norma / País | Designación |
|---|---|
| AISI / ASTM (EE. UU.) | M2 |
| UNS | T11302 |
| EN (Europa) | HS6-5-2 (1.3339) |
| DIN (Alemania) | 1.3343 |
| AFNOR (Francia) | 06-05-04-02 / Z85WDCV06-05-04-02 |
| JIS (Japón) | SKH51 (similar SKH9) |
| SS (Suecia) | 2722 |
| BS (Reino Unido) | BM2 |
| UNI (Italia) | HS6-5-2 |
| ISO | HS6-5-2 |
Fabricación y tratamiento térmico
Sección titulada «Fabricación y tratamiento térmico»Maquinabilidad
Sección titulada «Maquinabilidad»La maquinabilidad del acero M2 en estado recocido es aproximadamente del 65 % al 75 % de la del acero de herramienta al agua del grupo W, lo que equivale a una calificación moderadamente baja. Se recomienda el uso de herramientas de corte de carburo cementado y velocidades de corte reducidas en comparación con aceros de baja aleación.
Tratamiento térmico
Sección titulada «Tratamiento térmico»El acero M2 alcanza su máximo rendimiento mediante un ciclo térmico controlado que incluye precalentamiento, austenización a alta temperatura, temple y revenidos múltiples. El revenido a temperaturas entre 540 °C y 600 °C produce un endurecimiento secundario notable, elevando la dureza varios puntos HRC por encima del valor recién templado.
Recocido
Sección titulada «Recocido»Calentar uniformemente a 870 – 900 °C, mantener durante 2 a 4 horas y enfriar lentamente en el horno a una velocidad ≤ 10 °C/h hasta alcanzar temperatura ambiente, obteniendo una dureza típica de 230 – 250 HB. Este estado es el adecuado para operaciones de mecanizado y conformado.
Precalentar en dos etapas: 550 – 600 °C y 850 – 900 °C. Austentizar a 1190 – 1230 °C (idealmente 1210 – 1220 °C) con un tiempo de permanencia de 2 a 5 minutos para secciones delgadas y hasta 15 minutos para secciones grandes. El temple puede realizarse en aceite, sal fundida (550 °C) o mediante enfriamiento en aire a presión para piezas de gran tamaño.
Revenido
Sección titulada «Revenido»Realizar al menos dos revenidos (preferiblemente tres) a 540 – 600 °C, con duraciones de 1 a 2 horas cada uno, enfriando al aire entre ciclos. La dureza resultante varía de 62 a 65 HRC en función de la temperatura exacta de revenido. El revenido a 550 °C suele ofrecer la mejor combinación de dureza y tenacidad.
Aplicaciones
Sección titulada «Aplicaciones»El acero M2 se emplea ampliamente en la fabricación de herramientas de corte y conformado que operan a altas velocidades y temperaturas moderadas. Entre las aplicaciones típicas se incluyen:
- Brocas, fresas y escariadores.
- Machos de roscar.
- Cuchillas y sierras circulares.
- Punzones, matrices de estampado y herramientas de extrusión en frío.
- Herramientas de corte para madera y plásticos reforzados.
- Instrumental quirúrgico y dental (cuando se requiere alta resistencia al desgaste).
Comparativa con materiales similares
Sección titulada «Comparativa con materiales similares»| Propiedad | M2 | M1 | M7 | T1 |
|---|---|---|---|---|
| Contenido de C (%) | 0.85 | 0.80 | 1.00 | 0.75 |
| Mo + W total (%) | 11 | 9.5 | 10.5 | 18 (solo W) |
| Dureza máxima (HRC) | 65 | 65 | 65 | 65 |
| Resistencia al desgaste | Alta | Buena | Muy alta | Alta |
| Tenacidad | Buena | Muy buena | Moderada | Buena |
| Coste relativo | 100 % | 110 – 120 % | 130 – 140 % | 150 – 180 % |
| Aplicación principal | Uso universal | Brocas y fresas pequeñas | Herramientas desgaste extremo | Trabajos pesados |
Preguntas frecuentes (FAQ)
Sección titulada «Preguntas frecuentes (FAQ)»¿Cuál es la dureza máxima que puede alcanzar el acero M2 después del tratamiento térmico?
Sección titulada «¿Cuál es la dureza máxima que puede alcanzar el acero M2 después del tratamiento térmico?»La dureza máxima en estado templado es de 65 HRC, y tras un revenido típico a 540 – 600 °C se obtiene 62 – 65 HRC.
¿Qué temperatura de trabajo máxima soporta el acero M2 sin perder su filo?
Sección titulada «¿Qué temperatura de trabajo máxima soporta el acero M2 sin perder su filo?»Puede trabajar de forma continua a temperaturas de hasta 560 °C manteniendo una dureza superior a 58 HRC, lo que equivale a una velocidad de corte significativamente mayor que la de los aceros al carbono.
¿Cuánto molibdeno y tungsteno contiene aproximadamente la aleación M2?
Sección titulada «¿Cuánto molibdeno y tungsteno contiene aproximadamente la aleación M2?»El contenido nominal es de 5 % de molibdeno y 6 % de tungsteno, sumando alrededor del 11 % en peso de elementos formadores de carburos.
¿Qué norma europea equivale directamente al acero M2?
Sección titulada «¿Qué norma europea equivale directamente al acero M2?»El equivalente más cercano es el acero HS6-5-2 según EN ISO 4957, también identificado con el número de material 1.3339.
¿Cuál es el valor típico del coeficiente de dilatación térmica entre 20 °C y 500 °C?
Sección titulada «¿Cuál es el valor típico del coeficiente de dilatación térmica entre 20 °C y 500 °C?»El coeficiente de dilatación térmica lineal es de 12.2 μm/m·°C en ese intervalo, lo que lo sitúa en un valor moderado entre los aceros herramienta.
¿Cuánto vale la resistencia a la compresión del M2 después de un revenido a 149 °C?
Sección titulada «¿Cuánto vale la resistencia a la compresión del M2 después de un revenido a 149 °C?»La resistencia a la compresión alcanza 3250 MPa, indicando una excelente capacidad para soportar cargas en herramientas de deformación y corte.
Fuentes consultadas
Sección titulada «Fuentes consultadas»- azom.com: https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=6174
- 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=11913