DIN 1652-3 Grado 17Cr3 Estirado en Frío: Alta Resistencia al Desgaste para Piezas Automotrices y Mecánicas

El acero 17Cr3 (DIN 1652-3, N.º de material 1.7016) es un acero al cromo de baja aleación diseñado para piezas de pequeño tamaño sometidas a alta carga de desgaste. Se suministra en condición estirada en frío (+C), lo que proporciona elevadas propiedades mecánicas en el estado de suministro y tolerancias dimensionales precisas. Su contenido de carbono (0,14–0,20 %) y cromo (0,60–0,90 %) le confiere buena endurecibilidad superficial tras cementación o nitruración, manteniendo un núcleo dúctil.

Aplicaciones típicas

• Árboles de levas (camshafts) – lóbulos cementados/nitrurados
• Bulones de pistón (piston pins) – temple y revenido
• Cilindros y camisas – nitruración iónica/gas
• Ejes de válvulas, roquetes, segmentos de levas
• Piezas de inyección diésel (vástagos, boquillas)

Temperatura mínima de servicio: -25 °C. Sección nominal óptima: ≤ 25 mm (mayor sección reduce endurecibilidad en núcleo).

Composición química (% masa)

Elemento	Rango
Carbono (C)	0,14 – 0,20
Cromo (Cr)	0,60 – 0,90
Manganeso (Mn)	0,40 – 0,70
Silicio (Si)	≤ 0,40
Fósforo (P)	≤ 0,040
Azufre (S)	≤ 0,035

Menor Mn y Cr vs. 16MnCrS5 → menor endurecibilidad, adecuado para secciones pequeñas.

Propiedades mecánicas (estado +C, estirado en frío)

Propiedad	Temperatura	Valor	Comentario
Módulo de elasticidad (E)	-100 °C	217 GPa	–
	20 °C	212 GPa	–
	100 °C	207 GPa	–
	200 °C	199 GPa	–
	300 °C	192 GPa	–
	400 °C	184 GPa	–
	500 °C	175 GPa	–
	600 °C	164 GPa	–
Coeficiente de Poisson (ν)	23 °C	0,29	Típico acero al cromo
	–	–	–
Resistencia a tracción (Rm)	20 °C	670 – 750 MPa	Estado +C

Propiedades físicas y térmicas

Densidad: 7,82 g/cm³ (20 °C) — ligeramente inferior por menor contenido de aleación.

Conductividad térmica, difusividad y calor específico

T (°C)	λ (W/m·K)	a (mm²/s)	cp (J/kg·K)
-100	–	–	423
20	39,6	11,0	461
100	41,0	10,6	479
200	41,0	9,9	499
300	39,9	9,0	517
400	38,1	8,1	536
500	35,9	6,9	558
600	33,6	5,7	587

Expansión térmica media (10⁻⁶/K)

Rango (°C)	α
-100 a 20	10,8
20 a 100	11,9
20 a 200	12,5
20 a 300	13,0
20 a 400	13,6
20 a 500	14,1
20 a 600	14,5

Temperaturas límite

• Servicio prolongado: -25 °C a 0 °C
• Fusión: 1382 – 1529 °C (típico acero al cromo)

Resistividad eléctrica

T (°C)	ρ (10⁻⁷ Ω·m)
20	2,63
100	3,12
200	3,85
300	4,70
400	5,71
500	6,88
600	8,25

Tratamientos térmicos principales

1. Cementación + Temple + Revenido (para lóbulos de levas, engranajes pequeños)

• Cementación: 880–920 °C, C-potencial 0,8–1,0 %. Profundidad 0,4–0,8 mm (piezas pequeñas).
• Temple: 780–820 °C / aceite.
• Revenido: 150–180 °C / 2 h.

Resultado: Capa 58–62 HRC, Núcleo 300–400 HV (tenacidad suficiente para sección ≤ 25 mm).

2. Nitruración (gas o iónica) — muy común en bulones de pistón y cilindros

• Pre-tratamiento: Temple + Revenido alto (850–880 °C / aceite → 550–650 °C / aire) → 280–350 HBW.
• Nitruración gas: 500–520 °C, 20–40 h, NH₃ disociado. Capa blanca ≤ 15 µm, zona de difusión 0,2–0,4 mm.
• Nitruración iónica: 480–500 °C, 10–20 h. Mejor control de capa blanca.

Resultado: Superficie 600–800 HV (≈ 55–65 HRC equivalente), excelente resistencia a desgaste adhesivo y fatiga de contacto.

3. Temple y Revenido directo (para bulones de pistón sin cementación)

• Temple: 850–880 °C / aceite.
• Revenido: 540–680 °C / aire (según Rm objetivo: 800–1100 MPa).

Maquinabilidad (estado +C)

Grupo ISO P2. Buena maquinabilidad gracias a estructura perlítica fina y bajo Mn/Si. Parámetros recomendados:

• Torneado acabado (plaqueta CVD): v_c = 200–260 m/min, f = 0,1–0,2 mm/rev
• Rectificado (CBN): v_c = 80–120 m/s, a_e = 0,01–0,03 mm
• Roscado/ranurado: v_c = 60–100 m/min

Soldabilidad

CET ≈ 0,30 %. Mejor soldabilidad que 16MnCrS5 por menor Cr y Mn. Precalentamiento 100–150 °C suficiente para espesores > 10 mm. Consumibles E7018 / G 46 4 M21 3Ni1.

Normativas equivalentes

Norma	Designación	N.º Material
DIN EN 10084	17Cr3	1.7016
DIN 1652-3	17Cr3	1.7016
ISO 683-3	17Cr3	–
AISI/SAE	≈ 5117 / 5120 (bajo Cr)	–
JIS	SCr415H / SCr420H	–