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)

1. 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).
2. Nitruración gas: 510–520 °C, 20–40 h, K_N controlado. Capa de difusión 0,25–0,40 mm, capa blanca ≤ 15 µm.
3. Nitruración iónica (plasma): 480–500 °C, 10–20 h. Capa blanca controlada < 5 µm, ideal para bulones de pistón.
4. 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: v_c = 280–350 m/min, f = 0,08–0,15 mm/rev, a_p = 0,2–0,5 mm
• Semiacabado: v_c = 220–280 m/min, f = 0,15–0,25 mm/rev, a_p = 0,5–1,5 mm
• Roscado interior/externo: v_c = 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	–