Acero Herramienta O1
El acero herramienta O1 es un acero de trabajo en frío templable en aceite con un contenido de carbono entre 0.85 % y 1.00 %, lo que le confiere alta dureza tras el tratamiento térmico.
Composición química
Sección titulada «Composición química»La composición química del acero O1 incluye entre 0.85 % y 1.00 % de carbono, 1.00–1.40 % de manganeso y 0.40–0.60 % de cromo.
| Elemento | Contenido (%) |
|---|---|
| C | 0.85 – 1.00 |
| Mn | 1.00 – 1.40 |
| Si | 0.50 máx. |
| Cr | 0.40 – 0.60 |
| Ni | 0.30 máx. |
| W | 0.40 – 0.60 |
| V | 0.30 máx. |
| Cu | 0.25 máx. |
| P | 0.03 máx. |
| S | 0.03 máx. |
Propiedades físicas
Sección titulada «Propiedades físicas»La densidad del acero O1 endurecido a 62 HRC es de 7.81 g/cm³ a temperatura ambiente.
| Propiedad | Métrico | Imperial |
|---|---|---|
| Densidad @ 20 °C (endurecido a 62 HRC) | 7.81 g/cm³ | 0.282 lb/in³ |
| Densidad @ 191 °C (375 °F), endurecido a 62 HRC | 7.75 g/cm³ | 0.280 lb/in³ |
| Densidad @ 399 °C (750 °F), endurecido a 62 HRC | 7.70 g/cm³ | 0.278 lb/in³ |
| Punto de fusión | 1421 °C | 2590 °F |
Propiedades mecánicas
Sección titulada «Propiedades mecánicas»En estado de suministro recocido blando, la dureza Brinell del acero O1 es de 190 HB.
| Propiedad | Condición | Métrico | Imperial |
|---|---|---|---|
| Dureza Brinell | Recocido blando (entrega) | 190 HB | 190 HB |
| Dureza Rockwell C | Revenido entre 149–649 °C (300–1200 °F) | 34 – 64 HRC | 34 – 64 HRC |
| Módulo elástico | Endurecido a 62 HRC | 193 GPa | 28 000 ksi |
| Módulo elástico @ 191 °C (375 °F) | Endurecido a 62 HRC | 186 GPa | 27 000 ksi |
| Módulo elástico @ 399 °C (750 °F) | Endurecido a 62 HRC | 172 GPa | 25 000 ksi |
| Límite elástico a compresión (0.2 %) | 50 HRC | 1350 MPa | 196 000 psi |
| 55 HRC | 1800 MPa | 261 000 psi | |
| 60 HRC | 2150 MPa | 312 000 psi | |
| 62 HRC | 2200 MPa | 319 000 psi |
Propiedades térmicas
Sección titulada «Propiedades térmicas»El coeficiente de expansión térmica lineal del acero O1 es de 10.6 × 10⁻⁶ / °C en el intervalo de 20 a 260 °C.
| Propiedad | Condiciones |
|---|---|
| Coeficiente de dilatación térmica | 10.6 × 10⁻⁶ / °C (20 – 260 °C) |
Tratamiento térmico
Sección titulada «Tratamiento térmico»El temple del acero O1 se realiza calentando a 788–816 °C y manteniendo la temperatura durante 10 a 30 minutos antes del enfriamiento en aceite.
Recocido
Calentar a 788 °C (1450 °F) y enfriar lentamente en horno a menos de 4 °C/h (40 °F/h).
Temple
Precalentar lentamente hasta 649 °C (1200 °F) y luego calentar a 788–816 °C (1450–1500 °F). Mantener 10–30 min y templar en aceite. Para secciones grandes se recomienda un precalentamiento adicional a 300–500 °C (572–932 °F).
Revenido
Realizar a 177–260 °C (350–500 °F) para obtener durezas entre 62 y 57 HRC.
Martempering
Procedimiento alternativo de temple en baño de sales que reduce la distorsión, aplicable con el equipo adecuado.
Procesos de fabricación
Sección titulada «Procesos de fabricación»La maquinabilidad del acero O1 en estado recocido alcanza el 90 % de la de un acero de baja aleación templable en agua.
Mecanizado
Excelente en estado recocido; índice de maquinabilidad del 90 % respecto al acero W1.
Conformado
Puede conformarse fácilmente en estado recocido mediante métodos convencionales.
Trabajo en frío
Se trabaja sin dificultad en condición de recocido.
Forja
Calentar a 1038 °C (1900 °F) y forjar hasta 857 °C (1575 °F). No forjar por debajo de 816 °C (1550 °F).
Soldadura
- Soldadura en estado recocido: precalentar a 300–500 °C (572–932 °F), soldar a esa temperatura y eliminar tensiones inmediatamente. Electrodo preferente: Cr-Mo aleado.
- Soldadura antes del temple: calentar a temperatura de temple, enfriar a 500 °C (932 °F), soldar a esa temperatura y templar de inmediato. Electrodo de recargue duro.
- Soldadura de reparación (estado templado y revenido): precalentar a un mínimo de 200 °C (93 °F), soldar a esa temperatura, calentar de inmediato hasta un máximo de 300 °C (572 °F) y mantener 2 h. Electrodo de recargue duro.
Aplicaciones
Sección titulada «Aplicaciones»En aplicaciones de corte, el acero O1 se utiliza con durezas de trabajo típicas entre 58 y 62 HRC.
- Matrices de corte y punzonado para series cortas
- Punzones y matrices de estampado en frío
- Herramientas de corte de uso general (machos, fresas, brocas)
- Calibres y utillajes de verificación
- Hojas de cizalla y cuchillas industriales que operan a temperatura ambiente
- Moldes de inyección para producciones cortas
Designaciones equivalentes
Sección titulada «Designaciones equivalentes»El acero O1 cuenta con al menos cinco designaciones normalizadas internacionales que lo identifican como acero de trabajo en frío al aceite.
| Norma / Estándar | Designación |
|---|---|
| DIN | 1.2510 |
| BS | BO 1 |
| ASTM | A681 (tipo O1) |
| UNS | T31501 |
| SAE | J437 / J438 (O1) |
| FED | QQ-T-570 |
Comparativa con otros aceros
Sección titulada «Comparativa con otros aceros»Frente al acero A2 de temple al aire, el O1 presenta una maquinabilidad aproximadamente un 30 % mayor en estado recocido, si bien su resistencia al desgaste y estabilidad dimensional son inferiores.
| Característica | O1 | A2 | D2 |
|---|---|---|---|
| Tipo de temple | Aceite | Aire | Aire/Aceite |
| Contenido de carbono (%) | 0.85–1.00 | 0.95–1.05 | 1.40–1.60 |
| Cromo (%) | 0.40–0.60 | 4.75–5.50 | 11.0–13.0 |
| Dureza máxima (HRC) | 64 | 62 | 62 |
| Resistencia al desgaste | Media | Alta | Muy alta |
| Tenacidad | Media | Buena | Baja |
| Estabilidad dimensional en temple | Moderada | Alta | Alta |
| Maquinabilidad en recocido | 90 % | 65 % | 45 % |
Preguntas frecuentes (FAQ)
Sección titulada «Preguntas frecuentes (FAQ)»¿Cuál es la dureza máxima que puede alcanzar el acero O1 tras temple y revenido?
Sección titulada «¿Cuál es la dureza máxima que puede alcanzar el acero O1 tras temple y revenido?»El acero O1 puede alcanzar una dureza de 64 HRC mediante temple en aceite seguido de un revenido bajo.
¿A qué temperatura se realiza el temple del acero O1?
Sección titulada «¿A qué temperatura se realiza el temple del acero O1?»La temperatura de austenización para temple oscila entre 788 °C y 816 °C, con mantenimiento de 10 a 30 minutos antes del enfriamiento en aceite.
¿Cuál es la temperatura de forja recomendada para el O1?
Sección titulada «¿Cuál es la temperatura de forja recomendada para el O1?»La forja se lleva a cabo en el intervalo de 1038 °C a 857 °C y nunca por debajo de 816 °C.
¿Qué porcentaje de carbono contiene el acero herramienta O1?
Sección titulada «¿Qué porcentaje de carbono contiene el acero herramienta O1?»El contenido de carbono se sitúa entre 0.85 % y 1.00 %, lo que le proporciona alta templabilidad.
¿Cuál es la densidad del acero O1 a temperatura ambiente?
Sección titulada «¿Cuál es la densidad del acero O1 a temperatura ambiente?»A 20 °C y endurecido a 62 HRC, la densidad es de 7.81 g/cm³ (0.282 lb/in³).
¿Cuál es el coeficiente de dilatación térmica del O1?
Sección titulada «¿Cuál es el coeficiente de dilatación térmica del O1?»El coeficiente de expansión térmica lineal es de 10.6 × 10⁻⁶ / °C en el rango de 20 °C a 260 °C.
Fuentes consultadas
Sección titulada «Fuentes consultadas»- azom.com: https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=6229
- engineeringtoolbox.com: https://www.engineeringtoolbox.com/alloy-steel-d_1741.html
- steelnumber.com: https://www.steelnumber.com/en/search_form_eu.php