El grupo de aleaciones de acero estructural para tratamiento térmico-químico que, tras la cementación o cianuración y el tratamiento térmico, permiten obtener una superficie abrasiva dura y resistente al desgaste del producto, al tiempo que mantienen una ductilidad del núcleo suficientemente alta. Por este motivo, son las más utilizadas y se denominan aceros para engranajes.

Tratamiento termoquímico del acero para la cementación

La dureza y la superficie resistente a la abrasión se obtienen saturándola con carbono a una profundidad de 0,8-1,5 mm y mediante un tratamiento térmico, seguido de un endurecimiento y un templado. Los aceros de este subgrupo se caracterizan por un contenido de carbono relativamente bajo en su composición química, de hasta un 0,25 % en comparación con otros aceros aleados (por ejemplo, el acero para mejora).

En comparación con otros métodos de endurecimiento superficial, como la nitruración, la cianuración o el endurecimiento superficial, en lo que respecta a la superficie cementada del producto, las propiedades y la dureza del material del núcleo disminuyen. Sin embargo, para evitar la formación de una capa isotáctica, es aconsejable utilizar materiales de eficacia moderada para la cementación del material.

El proceso de cementación, dependiendo del grado del acero, se lleva a cabo en un rango de temperatura de entre 880 y 1050 ℃. El proceso de endurecimiento posterior del núcleo es de 880-920 ℃, lo que se puede realizar inmediatamente después de la cementación. El endurecimiento de las capas cementadas tiene lugar en un rango de temperatura de 780-820 ℃. El templado se lleva a cabo a temperaturas de entre 150 y 200 ℃ aproximadamente.

Composición química

Los aditivos de aleación más comunes en los aceros de cementación son el cromo, con una concentración del 0,7-2,1 %, el manganeso (Mn), el molibdeno (Mo) y el níquel (Ni). Además del cromo, se añaden elementos que mejoran y previenen la degradación de las propiedades, como el titanio (Ti), el vanadio (V), el tungsteno (W) y el boro (B). El cromo, el níquel y el manganeso aumentan la dureza del acero y la ductilidad del núcleo. El boro añadido al acero al cromo-manganeso aumenta la ductilidad de la capa de material tratado térmicamente. Todos los aceros de cementación se producen como aceros calmados.

Aplicación

Para ruedas dentadas más pequeñas y otros componentes delicados en condiciones de trabajo silenciosas, se utilizan cromo-manganeso 14HG, 16HG, 20HG y 18HGT debido a sus propiedades de menor resistencia del núcleo. Los aceros al cromo, como el 15H, el 17Cr3, el 20H o el 28Cr4, también presentan los mismos parámetros bajos. La adición de titanio en el grado 18HGT inhibe el crecimiento del grano en aceros con altas concentraciones de manganeso, permite temperaturas de cementación más altas y acorta la duración de la primera etapa del tratamiento térmico.

Los aceros al cromo-manganeso-molibdeno y al cromo-molibdeno, como el 14HGM, el 15HGM, el 18HGM, el 19HM y el 17HGN, se utilizan para componentes más grandes, como engranajes y ejes, que se caracterizan por una resistencia superficial bastante alta y una gran plasticidad del núcleo. Entre los mencionados, en entornos expuestos además a sobrecargas fuertes y variables, y a golpes, donde se requiere la máxima resistencia y ductilidad del núcleo, los grados de cromo-níquel se complementan adicionalmente con la adición de tungsteno o molibdeno, como en 15HN, 12HN3A, 12H2N4A , 18H2N2, 20HN3A, 20H2N4A, 18H2N4WA 26NiCrMo14-6, 1.6958 y 18H2N4MA.

Normas

Los aceros aleados para cementación mencionados anteriormente se especifican en las normas europeas PN-58/H-84029, PN-72/H-84035, PN-89/H-84030 y EN-EN 10084.

Tiras laminadas en frío para cementación conforme a EN 10132-2
Tubos de cementación sin soldadura conforme a PN-EN 10297-1
Chapas y placas para cementación conforme a PN-EN 10051
Piezas forjadas y barras forjadas para cementación conforme a PN-79/H-94500, PN-60/H-94010, PN-EN 10250-3
Barras laminadas para cementación conforme a PN-60/H-93013, PN-EN 10263-3
Barras brillantes y estiradas para cementación conforme a PN-EN 10277-4
Alambres y alambrón para cementación conforme a PN-EN 10263-3