EL 1.4021 DE UN VISTAZO
¿Qué tipo de acero es el 1.4021?
El acero inoxidable 1.4021 (X20Cr13) tiene una resistencia media a la corrosión, que se puede mejorar rectificando o puliendo la superficie.
Rectificado fino o pulido, el material es adecuado para cubiertos, cuchillas, utensilios de cocina o fines decorativos, pero también se puede utilizar en entornos moderadamente agresivos, vapor o agua dulce. El acero 1.4021 pierde ductilidad a temperaturas bajo cero y resistencia si el material se reviene demasiado a temperaturas elevadas.
Características
El 1.4021 es muy adecuado para aplicaciones que requieren un buen equilibrio entre resistencia al desgaste y resistencia moderada a la corrosión. Se puede utilizar en entornos suaves y emplear para fabricar instrumentos quirúrgicos o cuchillería gracias a la durabilidad y resistencia al desgaste. En definitiva, se trata de un acero inoxidable muy versátil con una buena gama de aplicaciones.
- acero inoxidable resistente a la corrosión (aquí en estado bonificado)
- acero martensítico al cromo
- buenas características mecánicas
- se puede pulir a espejo
- adecuado como acero para cuchillos
- buena forjabilidad
- soldabilidad media
- resistencia limitada a los ácidos
- magnetizable
- conformable en frío (grado de deformación bajo)
- no es resistente al agua de mar
Posibilidades de aplicación
El 1.4021 se puede utilizar donde se requiera gran dureza, resistencia y una moderada resistencia a la corrosión:
- utensilios de cocina
- cubiertos
- bombas
- ejes
- válvulas
- componentes de máquinas como ruedas dentadas, tornillos y tuercas
- industria del automóvil
- ingeniería energética
- construcción de turbinas y centrales eléctricas
- tecnología médica
- construcción de máquinas
- industria petroquímica
- industria cuchillera
- cuchillería
- elementos de fijación
- arquitectura
- decoración
1.4021 Valores estándar
Análisis químico:
| C | Si | Mn | P | S | Cr |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,16 - 0,25 | 0,0 - 1,0 | 0,0 - 1,5 | 0,0 - 0,04 | 0,0 - 0,015 | 12,0 - 14,0 |
Denominación química:
X20Cr13
Dureza de trabajo:
aprox. 25 HRC (estado de suministro) hasta 47 HRC
Dureza al suministrar:
máx. 252 HB
LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL 1.4021
¿A qué grupo de acero pertenece el 1.4021?
• Acero inoxidable martensítico
• Acero inoxidable resistente a la corrosión
• Acero inoxidable resistente a los ácidos
• Acero inoxidable
• Acero para trabajar en caliente
• Acero al cromo
¿Es un acero inoxidable el 1.4021?
Sí, el 1.4021 es un acero inoxidable. Para que se considere acero inoxidable, se requiere un porcentaje en masa de al menos un 10,5 % de cromo. El 1.4021 tiene entre un 12 y un 14 % de cromo.
¿Es resistente a la corrosión el 1.4021?
Sí, contiene un porcentaje del 12 – 14 % de cromo, el 1.4021 es un acero resistente a la corrosión.
La resistencia general a la corrosión del 1.4021
Este acero inoxidable presenta una buena resistencia a la corrosión en entornos ligeramente corrosivos, libres de cloruros, como detergentes, ácidos orgánicos o jabones. El 1.4021 es resistente a la corrosión hasta una temperatura de 600 °C. Este material no es adecuado para usar en agua de mar, porque cuando se utiliza en este entorno se produce corrosión por picaduras. En general, la resistencia a la corrosión de este acero inoxidable es menor que la de los tipos austeníticos convencionales. Para mejorar la resistencia a la corrosión de este acero, las piezas se pueden acabar con una superficie finamente pulida o rectificada.
¿Es magnetizable el acero inoxidable 1.4021?
El 1.4021 se puede magnetizar, lo que resulta ventajoso para aplicaciones en las que se requieren propiedades magnéticas, por lo tanto, también es adecuado para la tecnología de sujeción magnética.
Trabajar en caliente el 1.4021
Caliente el material de manera uniforme a una temperatura de 1150 – 1230 °C. Se tiene que evitar trabajar en caliente este acero a temperaturas inferiores a 925 °C, porque podría agrietarse.
La resistencia a la corrosión se ve afectada por las decoloraciones, el conformado en caliente, la soldadura o la oxidación. Se tienen que eliminar mediante decapado, rectificado o chorro de arena. Para este proceso solo deben utilizarse herramientas sin hierro.
Trabajar en frío el 1.4021
No se recomienda trabajar en frío el material 1.4021, porque sólo se pueden realizar cambios mínimos en este material. Si se somete a un mecanizado intenso, pueden producirse grietas. Este tipo de acero se suele mecanizar para darle forma.
La resistencia al desgaste del 1.4021
Este acero inoxidable obtiene un 3 en una escala en la que 1 es baja y 6 es alta en cuanto a su resistencia al desgaste.
LAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL 1.4021
¿Es un acero para cuchillos el acero inoxidable 1.4021?
El 1.4021 se puede utilizar para hojas de cuchillos y cuchillas, instrumentos quirúrgicos y herramientas de corte, ya que presenta una dureza excelente tras el tratamiento térmico. Por lo tanto, el 1.4021 se puede utilizar como acero para cuchillos.
La dureza de trabajo del 1.4021
La dureza de trabajo del acero inoxidable 1.4021 es como máximo de 47 HRC.
La densidad del 1.4021
Normalmente, la densidad del acero inoxidable 1.4021 es de 7,7 g/cm3 a temperatura ambiente.
La resistencia a la tracción del 1.4021
La resistencia a la tracción del 1.4021 es de aproximadamente 850 N/mm2. Este valor es el resultado de un ensayo de tracción que muestra cuánta fuerza es necesaria para estirar o deformar el material antes de que se rompa.
El límite elástico del 1.4021
El límite elástico indica la tensión que se puede ejercer sobre un material antes de que se deforme plásticamente. Más allá de este punto, ya no vuelve a su forma original, incluso si se eliminan las tensiones. Más allá de este punto el material se deforma permanentemente o se rompe.
El rango para el acero inoxidable 1.4021 está entre 500 – 600 N/mm2.
La maquinabilidad del 1.4021
El 1.4021 obtiene un 4 en maquinabilidad en una escala en la cual 1 es baja y 6 es alta.
La conductividad térmica del 1.4021
La conductividad térmica del 1.4021 es de 30 W/(m*K) a temperatura ambiente.
El coeficiente de dilatación térmica del 1.4021
La siguiente tabla muestra la dilatación o contracción a diferentes temperaturas, lo que puede ser muy importante para trabajos a altas temperaturas o con grandes variaciones de temperatura.
Coeficiente de dilatación térmica medio
valor 10-6m/(m*K)
a una temperatura de
10,5
20 – 100 °C
11,0
20 – 200 °C
11,5
20 – 300 °C
12,0
20 – 400 °C
La capacidad térmica específica del 1.4021
La capacidad térmica específica del acero inoxidable 1.4021 es de 0,46 J/g-°C a temperatura ambiente. Este valor indica la cantidad de calor necesaria para calentar una determinada cantidad de material en 1 kelvin.
La resistencia eléctrica específica del 1.4021
La siguiente tabla muestra la resistencia eléctrica del acero inoxidable 1.4021.
Resistencia eléctrica específica
valor (Ohm*mm2)/m
a la temperatura de
0,6
20 °C
1.4021 Elastizitätsmodul (e- Modul)
Das Spannungs- und Dehnungsmodul, oder das Elastizitätsmodul (Youngscher Modul), für 1.4021 liegt bei 215 kN/mm2.
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PROCEDIMIENTO DEL 1.4021
El tratamiento térmico del 1.4021
Las temperaturas y los tiempos específicos para cada uno de los siguientes pasos pueden variar en función del tamaño y la forma de las piezas y de las características finales deseadas. El calentamiento y enfriamiento controlados son fundamentales para conseguir la estructura y las características ideales de este tipo de acero.
El recocido del 1.4021
Caliente el material de manera uniforme a un rango de temperatura de 745 – 825 °C, manténgalo en este rango de temperatura y, a continuación, deje que el 1.4021 se enfríe lentamente al aire o en el horno.
El alivio de tensiones del 1.4021
El alivio de tensiones se realiza para garantizar la estabilidad dimensional y evitar grietas. Caliente el material a un rango de temperatura de 150 – 200 °C y manténgalo durante 2 horas por cada 25 mm de espesor. Para completar este proceso, enfríe el material a temperatura ambiente al aire libre. Por último, compruebe el material para asegurarse de que se ha logrado reducir las tensiones internas y que no se han modificado las características mecánicas ni las dimensiones.
El revenido del 1.4021
La temperatura de revenido se selecciona de acuerdo con los requisitos de dureza para reducir la fragilidad después de templar o para ajustar el equilibrio entre dureza y tenacidad. Las temperaturas de revenido para el 1.4021 oscilan entre 600 – 700 °C; se debe evitar el rango de temperaturas de 400 – 600 °C debido a la aparición de precipitaciones y fases indeseadas.
El temple del 1.4021
Caliente el material de manera uniforme a una temperatura de 950 – 1050 °C, manténgalo a esa temperatura y, a continuación, enfríelo en aceite o aire. A medida que aumenta la dureza del 1.4021, también aumenta la resistencia a la tracción.
El enfriamiento del 1.4021
El enfriamiento se realiza rápidamente para convertir la austenita de nuevo en martensita.
• Aceite
• Aire
• Polímero
EL TRATAMIENTO SUPERFICIAL DEL 1.4021
EL TRATAMIENTO SUPERFICIAL DEL 1.4021
El tratamiento superficial permite mejorar las características, la resistencia a la corrosión, la resistencia al desgaste y la estética del acero. A continuación se muestran algunos ejemplos de tratamientos superficiales para el 1.4021.
El pulido del 1.4021
La resistencia a la corrosión del 1.4021 se puede mejorar mediante un pulido de alto brillo, que elimina las impurezas de la superficie y mejora su estética, lo que hace que este tipo de acero sea ideal para fabricar cuchillos.
El pavonado del 1.4021
Se trata de un tratamiento superficial que puede mejorar la resistencia a la corrosión, pero que habitualmente se aplica por motivos estéticos, porque proporciona un acabado negro azulado que reduce el reflejo de la luz en la superficie.
Los procesos PVD y CVD del 1.4021
Tanto el recubrimiento PVD (deposición física de vapor, PVD, por sus siglas en inglés Physical Vapor Deposition) como el CVD (deposición química de vapor, CVD por sus siglas en inglés Chemical Vapor Deposition) aplican una capa fina sobre la superficie del material que puede aumentar la resistencia al desgaste o reducir la fricción.
• PVD: deposición física de vapor
• CVD: deposición química de vapor
El pasivado del 1.4021
Este proceso elimina el hierro libre de la superficie con ácido nítrico o cítrico y aplica una capa protectora de óxido al material.
El granallado del 1.4021
En este proceso, se proyectan varios disparos a alta velocidad sobre la superficie del material, dejando pequeñas hendiduras para eliminar los picos de tensión. Esto hace que la superficie sea más resistente y puede prevenir daños por fatiga y corrosión por tensión.
El granallado con perlas del 1.4021
Se proyectan partículas abrasivas, como perlas de vidrio o cerámica, contra la superficie para eliminar impurezas como óxido, pintura o cascarilla y conseguir una superficie mate uniforme.
La fundición superficial por láser del 1.4021
En este proceso, un láser con un rayo de alta potencia funde una capa fina. A continuación, el material se enfría rápidamente y se solidifica de nuevo. Esto mejora la dureza superficial y la resistencia a la corrosión.
EL MECANIZADO DEL 1.4021
El mecanizado del 1.4021 no difiere esencialmente del mecanizado de aceros al carbono no aleados con una resistencia similar o igual.
Los cambios dimensionales del 1.4021
Durante el tratamiento térmico, el enfriamiento y la fabricación pueden producirse cambios dimensionales. El calentamiento y el enfriamiento pueden provocar la expansión o contracción de cualquier calidad de acero, pero los cambios de fase y el alivio de tensiones también pueden ser factores que influyan en los cambios dimensionales y deben tenerse en cuenta cuando se requieren tolerancias estrictas. Un tratamiento térmico controlado y unas buenas prácticas de mecanizado pueden favorecer la estabilidad dimensional.
Forjar el 1.4021
Caliente el material primero de forma lenta y uniforme hasta una temperatura de 850 °C y, a continuación, más rápidamente hasta un rango de temperatura de 1150 – 1180 °C. Forje las piezas a temperaturas entre 1100 y 900 °C y finalice el proceso enfriando lentamente las piezas en el horno o con cenizas secas o materiales similares que favorezcan un enfriamiento lento.
Soldar el 1.4021
Aunque el 1.4021 presenta una mala soldabilidad, se puede soldar con todo tipo de procedimientos de soldadura. En la soldadura con gas, hay que tener cuidado de evitar impurezas, como nitrógeno o hidrógeno, ya que estas afectan a las características mecánicas de las piezas.
Precaliente las piezas a 200 – 300 °C. Si se necesita un material de relleno, este tiene que ser compatible con el metal base. Deje que las piezas se enfríen a 120 °C antes del revenido. Para restaurar parte de la ductilidad en la zona de soldadura, se tienen que revenir a una temperatura de 650 °C.
