DIN 1652-3 Grado 17Cr3: Estirado en Frío, Torneado y Recocido Suave para Aplicaciones de Alto Desgaste
El acero 17Cr3 (DIN 1652-3, N.º 1.7016) se entrega en una condición de acabado premium: estirado en frío (+C), torneado (pelado) y recocido suave (+A). Esta condición ofrece la máxima maquinabilidad y precisión dimensional para la fabricación en serie de piezas pequeñas (≤ 25 mm) de alta exigencia tribológica como bulones de pistón, lóbulos de levas y componentes de inyección.
Ventajas de la condición +C + torneado + A
- Tolerancia h8/h9 directamente en barra (ej. Ø 18 mm: 0 / -0,033 mm)
- Superficie Ra ≤ 0,8 µm libre de descarburación y defectos
- Dureza homogénea 174 HBW (perlita esferoidizada + ferrita) — ideal para torneado CNC desasistido
- Estructura isotrópica sin textura de estirado → comportamiento uniforme en mecanizado
- Listo para nitruración/cementación sin tratamiento térmico intermedio
Aplicaciones objetivo
- Bulones de pistón (motores diésel/gasolina) — nitrurados
- Árboles de levas (lóbulos cementados o nitrurados)
- Vástagos de inyectores y componentes de common-rail
- Ejes de válvulas, roquetes, segmentos de leva
- Piezas de dirección de precisión (sección ≤ 25 mm)
Temperatura de servicio: -25 °C a ambiente. Sección nominal máxima recomendada: 25 mm.
Composición química (% masa)
| Elemento | Rango |
|---|---|
| C | 0,14 – 0,20 |
| Cr | 0,60 – 0,90 |
| Mn | 0,40 – 0,70 |
| Si | ≤ 0,40 |
| P | ≤ 0,040 |
| S | ≤ 0,035 |
Propiedades mecánicas (estado +C + torneado + A)
| 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 | – | |
| Dureza Brinell (HBW) | 20 °C | 174 HBW | Rango típico 165–185 |
| Coeficiente de Poisson (ν) | 23 °C | 0,29 | Típico acero al cromo |
| – | – | – |
Propiedades físicas, térmicas y eléctricas
Densidad: 7,82 g/cm³ (20 °C)
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 críticas
- Servicio prolongado: -25 °C a 0 °C
- Fusión: 1382 – 1529 °C
Resistividad eléctrica (10⁻⁷ Ω·m)
| T (°C) | ρ |
|---|---|
| 20 | 2,63 |
| 100 | 3,12 |
| 200 | 3,85 |
| 300 | 4,70 |
| 400 | 5,71 |
| 500 | 6,88 |
| 600 | 8,25 |
Tratamientos térmicos finales recomendados
Nitruración (proceso principal para 17Cr3 en esta condición)
- Pre-tratamiento (opcional, ya recocido): Temple 850–880 °C / aceite → Revenido 550–650 °C / aire → 280–350 HBW. Puede omitirse si la dureza 174 HBW es compatible con el proceso de nitruración (algunos procesos iónicos lo permiten).
- Nitruración gas: 510–520 °C, 20–40 h, KN controlado. Capa de difusión 0,25–0,40 mm, capa blanca ≤ 15 µm.
- Nitruración iónica (plasma): 480–500 °C, 10–20 h. Capa blanca controlada < 5 µm, ideal para bulones de pistón.
- Post-oxidación (opcional): Vapor a 300–400 °C para resistencia a corrosión.
Resultado: Superficie 650–850 HV, excelente resistencia a desgaste adhesivo, fatiga de contacto y grietas térmicas.
Cementación (alternativa para lóbulos de levas)
- Cementación: 900–920 °C, 2–4 h (capa 0,4–0,7 mm)
- Temple: 780–820 °C / aceite
- Revenido: 150–180 °C / 2 h
Maquinabilidad excepcional
La combinación perlita esferoidizada + azufre ≤ 0,035 % + superficie torneada sitúa al 17Cr3 en esta condición entre los aceros de cementación más mecanizables:
- Vida herramienta +30–40 % vs. estado laminado + recocido
- Fuerzas de corte reducidas → menor deflexión en piezas largas/finas
- Viruta quebradiza (tipo C/D) → evacuación automática en husillo principal
- Acabado superficial Ra 0,4–0,8 µm alcanzable en torneado único
Parámetros optimizados (torneado CNC, plaqueta CVD TiCN+Al₂O₃+TiN):
- Acabado: vc = 280–350 m/min, f = 0,08–0,15 mm/rev, ap = 0,2–0,5 mm
- Semiacabado: vc = 220–280 m/min, f = 0,15–0,25 mm/rev, ap = 0,5–1,5 mm
- Roscado interior/externo: vc = 100–150 m/min
Soldabilidad
CET ≈ 0,30 %. Buena soldabilidad. Precalentamiento 100–150 °C (espesor > 10 mm). Consumibles básicos bajo H. Post-calentamiento 200–250 °C / 1–2 h.
Análisis coste-beneficio
Aunque el precio por kg es 15–20 % superior a barra laminada + recocido en planta, el coste total por pieza mecanizada se reduce 25–35 % por:
- Eliminación de recocido, enderezado y torneado de desbaste
- Menor tiempo de ciclo (mecanizado único acabado)
- Menor desgaste herramienta
- Menor merma de material (tolerancia h8/h9 vs. h11/h12)
Normativas
| Norma | Designación | N.º Material |
|---|---|---|
| DIN EN 10084 | 17Cr3 | 1.7016 |
| DIN 1652-3 | 17Cr3 | 1.7016 |
| ISO 683-3 | 17Cr3 | – |
Metal
- DIN 1652-3 20MoCr4 – Acero premium estirado en frío, torneado y recocido blando para altas prestaciones
- Acero DIN 1652-3 20MoCrS4: Estirado en Frío, Torneado y Recocido Blando - Resistencia al Desgaste Superior
- DIN 1652-3 Calidad 22CrMoS3-5: Acero Estirado en Frío o Torneado, Recocido Blando para Aplicaciones Automotrices y Mecánicas de Alto Rendimiento
- Acero 25CrMo4 – EN 10277-5 Estirado en Frío, Recocido Blando: Alta Resistencia y Ductilidad
- EN 10277-5 Calidad 25CrMoS4 – Acero Estirado en Frío, Torneado y Recocido Blando de Alta Resistencia
- DIN 1652-3 17CrNiMo6: Acero de Alta Resistencia Estirado en Frío, Torneado y Recocido Blando
- DIN 1652-3 Grado 20Cr4 Acero Estirado/Torneado y Recocido Blando – Para Aplicaciones de Alto Desgaste
- DIN 1652-3 Grado 20CrS4: Acero de Alto Desgaste y Mecanizabilidad para Automoción e Ingeniería Mecánica
- Acero DIN 1652-3 Grado 20MnCrS5: Acero Estirado en Frío y Torneado Premium, Recocido Suave para Alto Rendimiento
- DIN 1652-3 Calidad 15CrNi6: Acero Estirado en Frío o Torneado y Recocido Blando para Alta Resistencia
- DIN 1652-3 Calidad 16MnCr5: Acero Estirado en Frío o Torneado, Recocido Blando para Alta Resistencia