Astralloy 8000®

Astralloy 8000®
Tecnología Avanzada para el Desgaste
Composición Química* – % Peso
Propiedades Físicas
C
Mn
P
S
Ni
Cr
Mo
.28
1.60
.015
.002
≈.40
1.60
.20
Propiedades Físicas – Valores Típicos a 68°F
Coeficiente de Expansión – Promedio
(x 10-6.°C-1)
20° – 100°C (68° – 212°F)
11.2
20° – 200°C (68° – 392°F)
12.0
Dureza
BHN
Resistencia
a la Tracción
Resistencia
a la Fluencia
Elongación
en 2”
Prueba de Impacto
Índice de Tenacidad
20° – 300°C (68° – 572°F)
12.5
20° – 400°C (68° – 752°F)
13.2
430 – 470
236 ksi
156 ksi
12%
22 pies lbs. @ RT
20° – 500°C (68° – 932°F)
13.8
El Astralloy 8000® es un acero avanzado resistente a la abrasión con un mejor compromiso, para
aplicaciones extremas, entre la resistencia a la abrasión y la tenacidad (resistencia a las fisuras).
Éste tiene una vida de desgaste que excede por más de un 50% al de otros aceros convencionales
enfriados por agua 500 HB.
El Astralloy 8000 capitaliza un concepto metalúrgico innovador, basado en un análisis químico
específico. Este análisis químico se combina con un tratamiento al calor dedicado realizado mediante
el enfriamiento por aceite.
El uso exitoso del Astralloy 8000 para las partes de desgaste en varias industrias es un resultado de:
* Un endurecimiento superficial seguido de un trabajo muy eficiente de la capacidad de
endurecimiento en servicio, regulado por un fenómeno metalúrgico denominado efecto TRIP
(Transformación inducida por plasticidad).
* Una dispersión muy fina y homogénea de las partículas duras en el acero (principalmente cromo,
molibdeno y microcarburos de titanio), lo cual le da al material su extremada alta resistencia a la
abrasión.
Además de su resistencia alta al desgaste, el Astralloy 8000 se puede procesar (conformado,
maquinado) mucho mejor que los aceros resistentes existentes 500 HB.
Al Astralloy 8000 se le conoce como el mejor compromiso para aplicaciones severas en donde se requiere
de características abrasivas excepcionales en servicio, impacto, calor y corrosión moderada.
El Astralloy 8000 se utiliza actualmente en industrias como la: minería, canteras, cemento y concreto,
fabricación de hierro, procesamiento de aceros, reciclado, movimiento de tierras (obras públicas) y dragado.
Astralloy 8000®
CONCEPTO METALÚRGICO
La resistencia al desgaste no sólo depende de la dureza del acero en el
estado en que se entrega, sino que también de otras propiedades como la
resistencia a las fisuras, endurecimiento por trabajo, resistencia, ductilidad,
resistencia al ablandamiento, etc. El desempeño en servicio de cualquier
acero dado resistente al desgaste se ve influenciado grandemente por la
microestructura que se obtiene después del procesamiento térmico. En el
caso del Astralloy 8000, una mejora importante de la resistencia al desgaste
en servicio, se debe principalmente a las siguientes propiedades:
“Efecto TRIP”: Transformación inducida por plasticidad.
Debido a su estructura inicial, la cual no es totalmente de martensita
(una mezcla de martensita, bainita y austenita retenida), el Astralloy
8000 tiene la habilidad de endurecerse por el trabajo cuando se le
sujeta a la deformación plástica local mientras se encuentra en servicio.
La deformación plástica induce un fenómeno de endurecimiento de la
superficie al transformar la austenita retenida en martensita reciente
muy dura, mientras que el material continúa siendo dúctil en su parte
interior. Esto lo hace ser extremadamente eficaz para resistir tanto la
abrasión como los impactos pesados mientras se encuentra en servicio.
Astralloy 8000®
Efecto de endurecimiento por trabajo
Dureza (HB)
540
500 HB
Acero enfriado por agua
500
+ 70 HB en servicio
470
450
En condiciones de servicio
Cómo se suministra
Además de lo anterior, la ductibilidad avanzada de la austenita retenida
contribuye a mejorar el tiempo de vida en servicio, lo anterior al permitir
un cizallamiento micro mayor que demora el límite de desgarre de las
partículas metálicas de la superficie del material expuesto al abrasivo.
En esta microestructura típica de calibres de Astralloy,
los granos de austenita retenidos se revelan mediante el
Klemm. El agua fuerte reactiva aparece en color blanco.
Cuando se le sujeta a deformación plástica en servicio
(alta presión del impacto r), el Astralloy 8000 aprovecha
un endurecimiento de la superficie de alrededor de 70
HB, independientemente del nivel de la tensión aplicada
Dispersión fina de microcarburos
La microestructura fina del Astralloy 8000 es un resultado de una
composición química específica combinada con una velocidad de
enfriamiento controlada realizada mediante el enfriamiento por aceite.
La microestructura difiere de la estructura áspera acicular laminar
que es típica de los aceros totalmente de martensita (aceros
convencionales 500 HB enfriados por agua).
Aún más, la dispersión fina y homogénea de los microcarburos
contribuye de manera importante al mejoramiento del reforzamiento
de la matriz al aumentar la resistencia contra el desgaste por el
deslizamiento en servicio.
500 HB Enfriado por Agua
Astralloy 8000®
* Ruta convencional
* Material pasivo
* Ruta alterna
* Acero activo
* Elementos de aleación restringidos
(principalmente C, Mn, B)
* Enfriamiento drástico por agua
* Estructura totalmente en martensita
* Composición química específica
* Enfriamiento controlado
(enfriamiento por aceite)
* Microestructura -mezcla: Martensita + bainita
+ austenita retenida
* Balance perfecto: alta resistencia al desgaste +
capacidad de trabajo mejorado
* La resistencia al desgaste en servicio es una
combinación de:
→ Efecto de endurecimiento en trabajo
(fenómeno TRIP)
→ Presencia de microcarburos
(cromo, molibdeno, titanio)
→ Desgarre demorado de las partículas
metálicas (superductilidad de la austenita
retenida)
La resistencia al desgaste en servicio es un
resultado de la dureza en el estado en que
se entrega. Es una respuesta a aplicaciones
comunes.
El Astralloy 8000 es la solución para ciertas
aplicaciones
PROPIEDADES A ALTAS TEMPERATURAS
La composición química del Astralloy 8000, y específicamente del
contenido de cromo, molibdeno y titanio, le confieren al material una
alta resistencia al ablandamiento. Esto permite utilizar al Astralloy 8000
en condiciones de servicio en caliente, a un máximo de 450°C (840°F),
mientras que los aceros convencionales 500 HB enfriados por agua se
limitan a 250°C (480°F).
600
Dureza (HB)
500
400
300
Astralloy 8000®
500 BH
Enfriado por agua
200
100
0
0
32
100
200
300
400
500
600
700 ° C
210
390
570
750
930
1110 1290 ° F
Temperatura de templado (tiempo de retención 1h)
Resistencia al ablandamiento de acuerdo a las temperaturas del templado
Al acero también se le puede procesar a altas temperaturas 500° –
550°C (930° – 1020°F) (conformado en caliente: doblado, laminado)
seguido por un enfriamiento lento por aire sin inducir ninguna
caída importante de la dureza (alrededor de 30 – 50 HB).
Astralloy 8000®
VIDA EN SERVICIO
Independientemente de las condiciones de servicio, el concepto
metalúrgico original de Astralloy 8000 le confiere al material una mejora
en su rendimiento en términos de resistencia al desgaste y capacidad
para trabajarlo, a comparación de otros aceros convencionales 500 HB
enfriados por agua. Esto es especialmente útil en aplicaciones extremas
cuando se combinan condiciones abrasivas severas con un enorme
impacto, calor o corrosión moderada.
PRUEBAS EN CAMPO
Se han realizado múltiples pruebas en varias industrias que confirman
el alto desempeño del Astralloy 8000 a comparación de los aceros
500 HB enfriados por agua.
Vida en Servicio versus los Aceros 500 HB
Espesor de
la pieza
Áreas de las industrias
Aplicaciones
Minas
(depósito mineral)
Partes de desgaste –
Revestimientos externos de
excavadoras de cucharon
30 mm
(1.2”)
Vida en
Servicio
Calidad
Ø
mm (in)
HSSCO
AR.2.9.1.8
(M42)
20 (0.79”)
Carburo
K20
Placas extractoras
12 mm
(.47”)
+ 36%
Fabricación de hierro
(mineral de hierro +
carbón mineral)
Partes de desgaste –
Revestimiento interno de
conductos
15 mm
(0.6”)
+ 35%
Industria de fertilizantes
Martillos trituradores
15 mm
(0.6”)
+ 58%
Industria de la madera
Manejo neumático de
rebabas (codos de tuberías)
12 mm
(.47”)
+ 38%
Reciclado de vidrio
(calcin)
Banda transportadora
(placa guía)
15 mm
(0.6”)
+ 69%
Cantera (granito)
Partes de desgaste (lado interno
de trituradoras de quijada)
40 mm
(1.6”)
+ 50%
Velocidad de la
perforación
(m/min)
Velocidad de las
revoluciones
(rev/min)
Alimentación
(mm/rev)
125 – 190
0.07
65 – 95
0.10
10 (0.39”)
4–6
30 (1.18”)
40 – 65
0.12
10 (0.39”)
575 – 700
0.07
20 (0.79”)
18 – 22
20 (0.79”)
285 – 350
0.10
190 – 235
0.12
El fresado debe realizarse con herramientas HSSCO (AR.6.5.2.5., de
acuerdo a la AFNOR, M35 de acuerdo a la AISI o AR.12.0.5.5/T15).
Se obtendrá una mejor eficiencia con puntas de carburo P10/P30
(maquinado áspero) o K10/K20 (terminado).
Calidad
Profundidad
mm (in)
Velocidad del corte
(rev/min)
Alimentación
(mm/rev)
HSSCO
AR 12.0.5.5
(T15)
1 (0.4”)
10 – 12
0.08
4 (0.16”)
8 – 10
0.12
8 (0.31”)
5–8
0.12
+ 100%
Fundiciones (manejo de
aglomerado caliente)
CONFORMADO
El conformado en frío se puede realizar bajo las siguientes condiciones:
* Preparación de los bordes mediante esmerilado para retirar las
heterogeneidades por corte con flama
* Radio de doblez interno mínimo (tabla a continuación)
CORTE
Se pueden utilizar todos los procesos térmicos clásicos (gas- plasmaláser), sin embargo se recomiendan los procesos con plasma/laser. Éstos
ofrecen una mejor precisión y aspecto del corte, además inducen una
zona afectada por el calor (HAZ, por sus siglas en inglés) más delgada.
Las siguientes condiciones son suficientes para evitar las fisuras por el frío:
Temperatura
de la placa
Espesor
≤ 40 mm (1.57”)
Espesor
> 60 mm (2.4”)
≥ 10°C (50°F)
Sin precalentamiento
Precalentamiento de 150°C (302°F)
< 10°C (50°F)
En producciones medianas o grandes, brocas de punta de carburo (K10
o K20 de acuerdo a la ISO) eventualmente recubiertas (TiN) deben
mejorar de manera importante los desempeños de la perforación.
Todos los espesores: Precalentamiento de 150°C (302°F)
Se puede utilizar el corte con chorro de agua. No se recomienda el
cizallado de placas delgadas.
MAQUINADO
Las perforaciones deben realizarse con aceros de alta velocidad tipo
HSSCO (por ejemplo, AR 2.9.1.8., de acuerdo a la AFNOR, M42 de
acuerdo a la AISI), machuelo de percusión.
* Temperatura de la placa a 10°C (50°F) mínimo.
Perpendicular a la dirección del laminado
ri ≥ 5 th
Paralelo a la dirección del laminado
ri ≥ 4 th
Abertura del dado en V (mini)
ri ≥ 14 th
th = espesor
De acuerdo con los parámetros anteriores, la resistencia del doblado
depende de la longitud y espesor del doblez así como de la abertura
del dado.
La tabla a continuación incluye la indicación de la energía necesaria
para doblar una abertura de dado de 14 veces el espesor.
Espesor (mm)
Resistencia al doblez por m
(ton/m)
10 (0.39”)
200
20 (0.78”)
430
El laminado debe realizarse bajo las siguientes
condiciones: Øi ≥ 40 th (temperatura de la
pieza ≥ 10°C (-50°F)
Astralloy 8000®
Astralloy Steel Products es una subsidiaria de propiedad total de Nucor Corporation, el mayor productor de acero en los Estados Unidos de América. (08/15)
El Astralloy 8000 se puede conformar en caliente a temperaturas de
500° – 550°C (930 – 1020°F) sin ningún tratamiento de calor adicional.
A esta temperatura, el conformado requiere de una potencia menor
(de acuerdo a la reducción de la resistencia a la Fluencia YS 0.2) que el
valor esperado a la temperatura ambiente.
Yield Strength
KSI MPa
203 1400
0.39"
Semiautomático
bajo gas
Soldadura manual
electrodo de varilla
Automático bajo
fundente sólido
0.78"
1.18"
1.57"
1.96"
2.36"
2.75"
3.14"
3.54"
5.9 kJ/in
11.8 kJ/in
3.9 kJ/in
7.9 kJ/in
7.9 kJ/in
11.8 kJ/in
Sin precalentamiento
Pre-postcalentamiento a
100°C (212°F)
Pre-postcalentamiento a
150°C (302°F)
Yield Strength
174 1200
145 1000
116
800
87
600
58
29
400
El.%
20
El.%
10
200
0
0
32
100
210
200
390
300
570
400
750
500
930
600
700 ° C
1110
1290 ° F
Temperature
DIMENSIONES Y TOLERANCIAS
SOLDADURA
Producto
Al Astralloy 8000 se le puede soldar utilizando todos los procesos
estándar: manual, semiautomático bajo protección de gas, y
automático bajo fundente.
Para las soldaduras que no están sujetas a desgastes, se pueden utilizar
los siguientes productos de soldadura:
Procesos
Manual - electrodo
recubierto
Semiautomático
bajo gas
AFNOR
DIN
AWS
A81-309
e5 14/3 B
DIN 1913
Clase E5 14/3 B10
AWS 5-1
Clase E7016 or E7018
A81311
GS2
DIN 8559
SG2
AWS A5-18
Clase ER 70S4 or ER 70S6
A81350
TGS 51BH
TSG 47BH
DIN 8559
SGB1 CY 4255
AWS-5-20
Clase ER 71T5
Para las soldaduras sujetas a desgaste, favor de contactarnos para
obtener una recomendación de la mejor elección de los consumibles
de soldadura. Las superficies a soldar deben estar limpias y sin
herrumbre, incrustaciones por calor, suciedad, grasa y agua. A los
electrodos y a los fundentes se les debe desecar de acuerdo a las
recomendaciones del proveedor.
Espesor
Bobinas
Placas
Tolerancia
4 –15 mm (.16” – .6”)
5 –60 mm (.20” – 2.36”)
5mm/m
(.20”)
Otros tamaños - favor de consultar
APLICACIONES
El Astralloy 8000 se puede utilizar en un amplio rango de aplicaciones:
* Revestimiento de cucharones
para excavadoras, palas,
cargadores, hojas topadoras
* Bordes de corte o atizadores
para varios tipos de cucharones
* Revestimientos para cajas de
camión
* Partes de desgaste de
trituradoras primarias y
secundarias
* Revestimientos de
alimentadores vibratorios
Se deben respetar las siguientes condiciones de precalentamiento
* Revestimientos de conductos
(para estructuras soldadas sin tensiones excesivas).
* Revestimientos de tolvas
Nota: Los datos contenidos en el presente documento son precisos al momento de la impresión, y están dirigidos a utilizarse como una guía general
* Valores máximos típicos. Se dispone de certificaciones de planta a solicitud.
www.astralloy.com/es
[email protected]
Estados Unidos: +1.724.230.5100
Para información de contacto de cada país, por favor visite nuestro sitio web
* Cribas
* Cribas de tambor
* Codos de tubo
* Elementos ciclónicos
* Deflectores
* Revestimientos de triturador
(Molino SAG) SAG = semiautogenado
* Herramientas de demolición
(reciclado)
* Tuberías para dragado
* Revestimientos de aspas para
ventiladores de uso pesado