Acero 1018 propiedades
1. Introducción
Sección titulada «1. Introducción»El acero AISI 1018 (UNS G10180) es un acero al carbono de baja aleación y fácil maquinabilidad, ampliamente utilizado en la industria por su excelente soldabilidad, conformabilidad y capacidad de cementación. Con un contenido de carbono controlado entre 0,15 y 0,20 %, este material combina una resistencia mecánica moderada con una buena ductilidad, lo que lo convierte en una opción versátil para componentes estructurales y piezas de maquinaria de uso general.
2. Composición química
Sección titulada «2. Composición química»La composición química (análisis de colada) del acero 1018 se presenta en la tabla siguiente, con el balance en hierro.
| Elemento | Contenido (%) |
|---|---|
| Carbono (C) | 0,15 – 0,20 |
| Manganeso (Mn) | 0,60 – 0,90 |
| Fósforo (P) | ≤ 0,040 |
| Azufre (S) | ≤ 0,050 |
| Hierro (Fe) | Balance |
El contenido relativamente elevado de manganeso respecto a otros aceros de bajo carbono (como el 1020) contribuye a mejorar la respuesta al temple superficial y la maquinabilidad.
3. Propiedades mecánicas
Sección titulada «3. Propiedades mecánicas»Las propiedades mecánicas del acero 1018 varían significativamente con el tratamiento termomecánico. La tabla siguiente recoge valores típicos para los estados de suministro más comunes (barra redonda de diámetro medio).
| Condición | Resistencia a la tracción (MPa / ksi) | Límite elástico (MPa / ksi) | Alargamiento (% en 50 mm) | Dureza Brinell (HB) |
|---|---|---|---|---|
| Laminado en caliente | 440 / 64 | 290 / 42 | 27 | 126 |
| Estirado en frío | 485 / 70 | 415 / 60 | 15 | 143 |
| Recocido | 415 / 60 | 220 / 32 | 35 | 111 |
| Normalizado | 440 / 64 | 275 / 40 | 28 | 131 |
Nota: Los valores corresponden a probetas maquinadas a partir de barras de sección circular; pueden existir ligeras variaciones según el fabricante y la sección.
4. Propiedades físicas
Sección titulada «4. Propiedades físicas»Las constantes físicas más relevantes del acero 1018 se listan a continuación.
| Propiedad | Valor (SI) | Valor (Imperial) |
|---|---|---|
| Densidad | 7,87 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Módulo de elasticidad | ~200 GPa | ~29 000 ksi |
| Coeficiente de Poisson | ~0,29 | ~0,29 |
| Módulo de cizalladura | ~80 GPa | ~11 600 ksi |
Estos valores son representativos de los aceros al carbono de bajo contenido de carbono y pueden emplearse en cálculos de ingeniería.
5. Propiedades térmicas
Sección titulada «5. Propiedades térmicas»El comportamiento térmico del acero 1018 queda descrito por los siguientes parámetros.
| Propiedad | Valor (SI) | Valor (Imperial) |
|---|---|---|
| Coeficiente de expansión térmica (20 – 100 °C) | 12,1 µm/m·°C | 6,72 µin/in·°F |
| Conductividad térmica (a 100 °C) | 51,9 W/m·K | 360 BTU·in/(h·ft²·°F) |
| Calor específico (0 – 100 °C) | 0,486 J/g·°C | 0,116 BTU/lb·°F |
| Intervalo de fusión | 1425 – 1540 °C | 2600 – 2800 °F |
6. Maquinabilidad
Sección titulada «6. Maquinabilidad»Índice de maquinabilidad del 70 % (referencia AISI 1212 = 100 %). Este acero se considera de fácil mecanizado, apropiado para operaciones de torneado, fresado y taladrado. Produce viruta corta, buen acabado superficial y desgaste moderado de la herramienta. La presencia de manganeso y el bajo contenido de carbono minimizan la formación de filos recrecidos, lo que permite elevadas velocidades de corte.
7. Conformado
Sección titulada «7. Conformado»La forja en caliente se realiza en el intervalo de 1093 °C a 1260 °C (2000 °F a 2300 °F), seguido de enfriamiento al aire o en horno según los requerimientos posteriores. En frío, el acero 1018 admite doblado, estampado y embutición profunda sin agrietamiento gracias a su buena ductilidad. El trabajo en frío incrementa la resistencia y dureza, pero reduce la plasticidad, por lo que se recomienda un recocido de alivio de tensiones tras deformaciones severas.
8. Soldadura
Sección titulada «8. Soldadura»Para espesores inferiores a 25 mm (1 pulgada) normalmente no es necesario precalentamiento; en secciones mayores se aplica un precalentamiento de 150 °C a 260 °C (300 °F a 500 °F). Se puede soldar con todos los procesos convencionales (SMAW, GMAW, GTAW, SAW) sin problemas de agrietamiento en frío, debido al bajo carbono equivalente. Después de soldar, un recocido de relevado de tensiones a 600–650 °C mejora la resistencia mecánica de la unión.
9. Tratamiento térmico
Sección titulada «9. Tratamiento térmico»El recocido completo se practica calentando a 855–900 °C (1575–1650 °F), con enfriamiento lento en horno para ablandar el material y facilitar operaciones de mecanizado posteriores. El normalizado se efectúa a 890–940 °C (1635–1725 °F) y enfriamiento al aire, refinando el grano y homogeneizando la estructura. Por su contenido limitado de carbono, no es posible un temple martensítico significativo; sin embargo, la cementación (carburización) a 900–925 °C (1650–1700 °F) seguida de temple y revenido permite obtener una capa superficial dura (≈60 HRC) con núcleo tenaz.
10. Aplicaciones
Sección titulada «10. Aplicaciones»El acero 1018 se emplea masivamente en piezas que requieren buena combinación de resistencia, ductilidad y maquinabilidad, especialmente cuando se necesita endurecimiento superficial por cementación. Ejemplos típicos:
- Ejes, flechas y pasadores
- Tornillería y pernos de resistencia media
- Piezas de maquinaria general y agrícola
- Componentes estructurales soldados
- Casquillos, bujes y elementos de deslizamiento
- Sectores automotriz, construcción, electrodomésticos y bienes de equipo
11. Comparativa con aceros similares
Sección titulada «11. Comparativa con aceros similares»La tabla siguiente compara el acero 1018 con otros aceros al carbono de uso común, destacando diferencias en composición y propiedades.
| Grado AISI | Carbono (%) | Manganeso (%) | Resist. tracción (estirado en frío, MPa) | Dureza típica (CD, HB) | Maquinabilidad relativa | Aplicaciones típicas |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1018 | 0,15 – 0,20 | 0,60 – 0,90 | 485 | 143 | Muy buena (70 %) | Piezas cementadas, pernos, ejes de baja carga |
| 1020 | 0,18 – 0,23 | 0,30 – 0,60 | 450 | 121 | Buena (65 %) | Estructuras soldadas, tubos, perfiles |
| 1045 | 0,43 – 0,50 | 0,60 – 0,90 | 630 | 179 | Regular (50 %) | Engranajes, cigüeñales, piezas de alta resistencia |
Como se observa, el 1018 mejora ligeramente la maquinabilidad frente al 1020 gracias al mayor contenido de manganeso, mientras que el 1045 ofrece prestaciones mecánicas superiores pero con menor soldabilidad y maquinabilidad.
12. Preguntas frecuentes (FAQ)
Sección titulada «12. Preguntas frecuentes (FAQ)»1. ¿Cuál es la resistencia a la tracción del acero 1018 estirado en frío?
La resistencia a la tracción típica del acero 1018 estirado en frío es de 485 MPa (70 ksi).
2. ¿Qué dureza Brinell presenta el acero 1018 en estado recocido?
El acero 1018 recocido tiene una dureza Brinell de 111 HB.
3. ¿Cuál es la densidad del acero 1018?
La densidad del acero 1018 es de 7,87 g/cm³ (0,284 lb/in³).
4. ¿A qué temperatura se realiza el recocido del acero 1018?
El recocido del acero 1018 se lleva a cabo entre 855 °C y 900 °C.
5. ¿Qué índice de maquinabilidad tiene el acero 1018?
El índice de maquinabilidad del acero 1018 es del 70 % (referencia AISI 1212 = 100 %).
6. ¿Cuál es el contenido de carbono del acero 1018?
El contenido de carbono del acero 1018 oscila entre 0,15 % y 0,20 %.
Fuentes consultadas
Sección titulada «Fuentes consultadas»- azom.com: https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=9138
- engineeringtoolbox.com: https://www.engineeringtoolbox.com/compositions-steel-d_1494.html