ISO 16120-4 Grado C5D2: Alambrón de Acero No Aleado Bajo en Carbono para Muelles y Laminado en Frío
El ISO 16120-4 Grado C5D2 es un alambrón de acero no aleado con un contenido de carbono de 0,07 % C, situado en el rango muy bajo de la serie para trefilado y laminado en frío. Ofrece una excelente conformabilidad en frío, muy bajo endurecimiento por deformación y una calidad superficial superior, siendo ideal para la producción de alambres finos, muelles de baja/moderada carga y componentes que requieren conformado en frío severo sin recocidos intermedios.
Norma y alcance
Según ISO 16120-4, el grado C5D2 (designación "5" ≈ 0,05–0,07 % C) cubre la necesidad de alambrón con estructura ferrítica esencialmente monofásica (traza de perlita posible) para trefilado en frío de alambres de diámetro pequeño a medio (0,5–3 mm) que requieren alta ductilidad y superficies impecables para posteriores recubrimientos o conformado complejo.
Aplicaciones típicas
- Alambres para muelles de baja/moderada carga (muelles de compresión, torsión, extensión)
- Alambres finos para mallas, tejidos metálicos, filtros y pantallas
- Alambre para soldadura (núcleo de alambre MIG/MAG, electrodos revestidos)
- Componentes conformados en frío: grapas, clips, horquillas, piezas de sujeción
- Alambres para recubrimiento: galvanizado, estañado, cobrado, esmaltado
Propiedades físicas y mecánicas (condición de suministro)
| Propiedad | Temperatura | Valor | Comentario |
|---|---|---|---|
| Densidad | 23,0 °C | 7,8 – 7,9 g/cm³ | Típico para acero bajo en carbono |
| Módulo de elasticidad (E) | 23,0 °C | 200 – 215 GPa | Típico para acero bajo en carbono |
| Coeficiente de Poisson (ν) | 23,0 °C | 0,29 | Típico para acero bajo en carbono |
| Módulo de corte (G) | 23,0 °C | 82 GPa | Típico para acero bajo en carbono |
Propiedades térmicas
| Propiedad | Temperatura | Valor | Comentario |
|---|---|---|---|
| Coef. de expansión térmica | 23,0 °C | 1,32E-5 – 1,38E-5 1/K | Típico para acero bajo en carbono |
| Temp. máxima de servicio | — | 500 °C | Típico para acero al carbono |
| Punto de fusión | — | 1480 – 1526 °C | Típico para acero bajo en carbono |
| Calor específico | 23,0 °C | 465 J/(kg·K) | Típico para acero bajo en carbono |
| Conductividad térmica | 23,0 °C | 25 – 93 W/(m·K) | Típico para acero bajo en carbono |
Propiedades eléctricas y magnéticas
| Propiedad | Temperatura | Valor | Comentario |
|---|---|---|---|
| Resistividad eléctrica | 23,0 °C | 1,43E-7 – 1,74E-7 Ω·m | Típico para acero al carbono |
| Temperatura de Curie | — | 770 °C | Típico para acero bajo en carbono |
Composición química (% masa)
| Elemento | Contenido |
|---|---|
| Aluminio (Al) | 0,01 |
| Carbono (C) | 0,07 |
| Cromo (Cr) | 0,10 |
| Cobre (Cu) | 0,15 |
| Manganeso (Mn) | 0,30 – 0,50 |
| Molibdeno (Mo) | 0,05 |
| Níquel (Ni) | 0,10 |
| Nitrógeno (N) | 0,007 |
| Fósforo (P) | 0,020 |
| Silicio (Si) | 0,30 |
| Azufre (S) | 0,025 |
Comparativa: Grados de muy bajo carbono (C3D2, C5D2, C12D2)
| Grado | C (% masa) | Microestructura | Endurec. deformación | Rm máx. alambre (MPa) | Aplicación principal |
|---|---|---|---|---|---|
| C3D2 | 0,05 | Ferrítica 100 % | Muy bajo (n≈0,15) | ~1000 | Alambres ultrafinos, mallas, soldadura |
| C5D2 | 0,07 | Ferrítica + traza perlita | Bajo (n≈0,18) | ~1100 | Muelles ligeros, alambres finos, recubiertos |
| C12D2 | 0,10–0,14 | Ferrítica + perlita fina | Moderado (n≈0,22) | ~1400 | Muelles estándar, alambres uso general |
Ventajas del grado C5D2
- Equilibrio óptimo: Suficiente carbono para dar algo de resistencia tras trefilado, pero lo bastante bajo para evitar recocidos intermedios en alambres ≤ 2 mm.
- Superficie lista para recubrir: Bajo Si (0,30 %) → galvanizado uniforme, sin capa Γ/δ excesiva; bajo C → sin descarburación perjudicial.
- Soldabilidad excelente: Ceq < 0,20 %; sin precalentamiento ni tratamiento post-soldadura.
- Estabilidad dimensional: Baja tensión residual tras trefilado; mínimo efecto memoria en muelles formados.
Procesado recomendado
- Trefilado: Lubricación fosfato (Zn/Ca) + jabón sintético; reducción 20–25 %/paso; sin recocido intermedio hasta Ø 0,8–1,0 mm.
- Recocido de ablandamiento (si necesario): 680–720 °C, 1–2 h, atmósfera N₂/H₂ (95/5) o vacío.
- Formado de muelles: Enrollado en frío sin calentamiento; alivio tensiones opcional 250–300 °C / 30 min.
- Galvanizado en caliente: Inmersión 445–455 °C; tiempo 2–5 s; excelente adherencia y aspecto.
Normas relacionadas y suministro
Suministro en bobinas laminadas en caliente (1,5–2,5 t) según ISO 16120-1/-2. Para muelles: EN 10270-1 (clase SM / SH tras trefilado). Para alambre de soldadura: ISO 14341-A G3Si1 / AWS A5.18 ER70S-6. Para galvanizado: EN ISO 1461. Certificado 3.1 EN 10204. Especificar: "C5D2 – bajo carbono para trefilado severo y recubrimiento".
Nota: Propiedades físicas típicas para acero ferrítico bajo carbono. Valores mecánicos finales dependen del trefilado. Consultar ficha técnica del fabricante.
Metal
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