Materiales y grados
Acero inoxidable martensítico 420 / 1.4021 / SUS420J1: equivalentes 420S37 y X20Cr13
El 420 es una versión de mayor carbono del 410, un acero inoxidable martensítico de 12–14 % de cromo que endurece hasta alrededor de 50 HRC y es magnético. Sus equivalentes habituales son 1.4021 (X20Cr13) en Europa, 420S37 en el Reino Unido, X20Cr13 en India y SUS420J1 o J2 en Japón.
Nombres por norma
Cómo se llama en cada región
| Región | Sistema | Designación | Norma | Coincidencia |
|---|---|---|---|---|
| USA | AISI/ASTM | 420 | ASTM A276 (barra) | Mismo material |
| UNS | S42000 | — | Mismo material | |
| UK | BS 970-3 (1991) | 420S37Nombre británico principal del 1.4021: Roymech y West Yorkshire Steel asocian el 420S37 con el EN56C y el 1.4021. Atlas y Deutsche Edelstahlwerke también lo enumeran frente al 420. Los grados inoxidables ya no están en BS 970; los pedidos nuevos usan EN 10088-3. | BS 970-3 | Equivalente más cercano |
| BS 970-3 (1991) | 420S29Deutsche Edelstahlwerke y Outokumpu lo enumeran frente al 1.4021, pero Roymech y West Yorkshire Steel asocian el 420S29 con el EN56B y el 1.4024 (X15Cr13), por lo que las fuentes no coinciden. West Yorkshire Steel también enumera el SUS410J1. | BS 970-3 | Equivalente más cercano | |
| Serie EN heredada de la BS 970 | EN56CNombre reemplazado del 420S37 y del 1.4021 (Roymech, West Yorkshire Steel). Las mismas fuentes dan el EN56B para el 420S29. Las tablas comerciales varían. | — | Equivalente más cercano | |
| EU | Nombre según EN 10027-1 | X20Cr13Carbono 0.16–0.25 %. La norma ASTM 420 solo especifica un mínimo de carbono, por lo que también abarca el X30Cr13 y el X39Cr13. | EN 10088-1; EN 10088-3 | Equivalente más cercano |
| Número según EN 10027-2 | 1.4021Número de material de X20Cr13. | EN 10088-1; EN 10088-3 | Equivalente más cercano | |
| Nombre según EN 10027-1 | X30Cr13 (1.4028)Variante de mayor carbono (0.26–0.35 % C), usada para cubiertos y piezas que se templan a dureza específica. Outokumpu enumera el 1.4028 frente al SUS420J2. | EN 10088-1 | Equivalente más cercano | |
| DIN 17440 (antiguo) | X20Cr13Norma alemana anterior, reemplazada. El nombre pasó sin cambios a EN 10088. | DIN 17440 | Equivalente más cercano | |
| India | IS 1570 (Parte 5) | X20Cr13Carbono 0.16–0.25 %. El X30Cr13 (0.26–0.35 %) y el X40Cr13 (0.35–0.45 %) son los grados indios de mayor carbono. | IS 1570 (Part 5):1985 | Equivalente más cercano |
| Japan | JIS G 4303 | SUS420J1Carbono 0.16–0.25 %. Esta es la equivalencia JIS habitual del 1.4021. | JIS G 4303 | Equivalente más cercano |
| JIS G 4303 | SUS420J2Carbono 0.26–0.40 %. Más duro tras el temple que el 420J1; se usa en hojas, asientos de válvulas y boquillas. | JIS G 4303 | Equivalente más cercano |
Sobre la equivalencia
- El 420 se define solo por un mínimo de carbono (0.15 %), por lo que abarca el X20Cr13 (1.4021), el X30Cr13 (1.4028) y los superiores. Compare por carbono y dureza requerida, no solo por nombre.
- El 1.4021 y el SUS420J1 corresponden a la parte baja del rango del 420 (0.16–0.25 % C). El 1.4028 y el SUS420J2 corresponden a la parte alta. Atlas enumera el 420 frente al SUS420J1; Outokumpu enumera el 1.4021 frente al SUS420J1 y el 1.4028 frente al SUS420J2.
- Las tablas comerciales británicas no coinciden en el 420S29. Roymech y West Yorkshire Steel asocian el 420S37 = EN56C = 1.4021 y el 420S29 = EN56B = 1.4024, por lo que aquí el nombre principal es el 420S37. Atlas enumera el 420S37; Deutsche Edelstahlwerke enumera el 420S29 y el 420S37; y Outokumpu enumera el 420S29 frente al 1.4021. Aalco y Aircraft Materials dan los números reemplazados EN56B (420S29), EN56C (420S37) y EN56D (420S45, X30Cr13).
- El 410 tiene menos carbono y menor resistencia en estado templado. El 440C tiene mucho más carbono y alcanza mayor dureza (alternativas de Atlas).
- La norma india no tiene un nombre único para el 420. Enumera el X20Cr13, el X30Cr13 y el X40Cr13 según el rango de carbono.
Composición química
Límites de composición, % en masa
| Elemento | 420EE. UU. · ASTM A276 | X20Cr13 (1.4021)UE · EN 10088-1 / EN 10088-3 | X30Cr13 (1.4028)UE · EN 10088-1 | X20Cr13India · IS 1570 (Part 5):1985 | SUS420J1Japón · JIS G 4303 | SUS420J2Japón · JIS G 4303 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| C | ≥0.15 | 0.16–0.25 | 0.26–0.35 | 0.16–0.25 | 0.16–0.25 | 0.26–0.40 |
| Si | ≤1.00 | ≤1.00 | ≤1.00 | ≤1.0 | ≤1.00 | ≤1.00 |
| Mn | ≤1.00 | ≤1.50 | ≤1.50 | ≤1.0 | ≤1.00 | ≤1.00 |
| P | ≤0.040 | ≤0.040 | ≤0.040 | ≤0.040 | ≤0.040 | ≤0.040 |
| S | ≤0.030 | ≤0.015 (≤0.030 para barras) | ≤0.015 (≤0.030 para barras) | ≤0.030 | ≤0.030 | ≤0.030 |
| Cr | 12.0–14.0 | 12.0–14.0 | 12.0–14.0 | 12.0–14.0 | 12.00–14.00 | 12.00–14.00 |
| Ni | — | — | — | ≤1.0 | ≤0.60 (puede añadirse) | ≤0.60 (puede añadirse) |
Propiedades mecánicas
Resistencia y dureza
| Condición | Resistencia a la tracción | Límite elástico | Alargamiento | Dureza |
|---|---|---|---|---|
| Recocido (condición A)Valores típicos de tracción; la dureza es el máximo especificado para barra estirada en frío (ASTM A276)Hoja de datos del 420 de Atlas Steels | 95 ksi (655 MPa) | 50 ksi (345 MPa) | 25 % | ≤255 HB |
| Templado y revenido a 204 °CValores típicos, no mínimosHoja de datos del 420 de Atlas Steels | 232 ksi (1600 MPa) | 197 ksi (1360 MPa) | 12 % | 444 HB |
| Templado y revenido a 593 °CValores típicos, no mínimosHoja de datos del 420 de Atlas Steels | 150 ksi (1035 MPa) | 117 ksi (810 MPa) | 18 % | 302 HB |
| Templado y revenido a 650 °CValores típicos, no mínimosHoja de datos del 420 de Atlas Steels | 130 ksi (895 MPa) | 99 ksi (680 MPa) | 20 % | 262 HB |
| Recocido blando (+A), EN 10088-3Valores máximos especificados, barraEN 10088-3 según Deutsche Edelstahlwerke | ≤110 ksi (≤760 MPa) | — | — | ≤230 HB |
| Templado y revenido +QT700 (1.4021)Valores especificados, barra de hasta 160 mmEN 10088-3 según Deutsche Edelstahlwerke | 102–123 ksi (700–850 MPa) | ≥73 ksi (≥500 MPa) | ≥13 % | Energía de impacto ≥25 J (ISO-V) |
| Templado y revenido +QT800 (1.4021)Valores especificados, barra de hasta 160 mmEN 10088-3 según Deutsche Edelstahlwerke | 116–138 ksi (800–950 MPa) | ≥87 ksi (≥600 MPa) | ≥12 % | Energía de impacto ≥20 J (ISO-V) |
| Templado y revenido (X20Cr13)Valores especificados: lámina, placa, fleje, barra y platinaIS 1570 (Parte 5):1985, tabla 4 | 100–128 ksi (690–880 MPa) | ≥71 ksi (≥490 MPa) | ≥14 % | — |
| Templado y revenido (SUS420J1)Valores mínimos especificados, barra; reducción de área ≥50 %JIS G 4303 según Nose Stainless | ≥93 ksi (≥640 MPa) | ≥64 ksi (≥440 MPa) | ≥20 % | ≥192 HBW (recocido ≤223 HBW) |
| Templado y revenido (SUS420J2)Valores mínimos especificados, barra; reducción de área ≥40 %JIS G 4303 según Nose Stainless | ≥107 ksi (≥740 MPa) | ≥78 ksi (≥540 MPa) | ≥12 % | ≥217 HBW (recocido ≤235 HBW) |
En la práctica
Comportamiento, tratamiento térmico y usos
Características
- Mayor carbono que el 410, por lo que endurece más: hasta unos 50 HRC, la cifra más alta de los grados de 12 % de cromo (Atlas).
- Buena ductilidad en estado recocido. La resistencia a la corrosión es mejor cuando está templado y rectificado o pulido, y menor cuando está recocido. Queda ligeramente por debajo del 410 y por debajo del 430 (Atlas).
- Resiste la atmósfera, los alimentos, el agua dulce y álcalis o ácidos suaves. El contacto prolongado con residuos de alimentos sin lavar puede picar las hojas de cuchillería (Atlas).
- Ferromagnético. Magnético en todas las condiciones tratadas térmicamente.
- Atlas califica la soldabilidad como deficiente, mientras que Deutsche Edelstahlwerke califica el 1.4021 como buena. Ambos piden precalentamiento y tratamiento térmico posterior a la soldadura. Atlas indica un precalentamiento de unos 150–320 °C, un calentamiento posterior a 610–760 °C y un temple y revenido finales.
- Relativamente fácil de maquinar en estado recocido. El maquinado se vuelve más difícil por encima de unos 30 HRC.
- No es resistente a la corrosión intergranular ni en estado de entrega ni después de soldar (DEW). DEW lo califica para uso hasta unos 550 °C, y el escamado empieza cerca de 650 °C (Atlas).
Tratamiento térmico
- Recocido total: alrededor de 840–900 °C, enfriamiento lento en horno hasta 600 °C y luego al aire (Atlas). Recocido de proceso: alrededor de 735–785 °C, enfriado al aire.
- Temple: alrededor de 980–1035 °C, enfriamiento en aceite o aire; aceite para secciones gruesas (Atlas). DEW indica 950–1050 °C.
- Revenido para resistencia: alrededor de 150–370 °C para la mayor dureza (Atlas). Las condiciones EN son QT700 (650–750 °C) y QT800 (600–700 °C) (DEW).
- Evite el revenido entre unos 400 y 600 °C, donde bajan la tenacidad y la resistencia a la corrosión.
- Conformado en caliente: calentar lentamente a unos 850 °C, luego a 1150–1180 °C. Forjar entre unos 1100 y 900 °C y enfriar lentamente (DEW).
Usos habituales
- Hojas de cuchillos y cuchillos de mesa
- Instrumentos quirúrgicos y dentales
- Válvulas de aguja y piezas de válvulas
- Cuchillas de cizalla y piezas hidráulicas
- Equipos hidráulicos y piezas de plantas de alimentos y bebidas
Aceros inoxidables
Grados similares comparados
| Grado | C % | Mn % | Cr % | Ni % | Resistencia a la tracción, primera condición indicada |
|---|---|---|---|---|---|
| 420 / 1.4021 | ≥0.15 | ≤1.00 | 12.0–14.0 | ≤1.0 | 95 ksi (655 MPa) |
| 410 / 1.4006 | 0.08–0.15 | ≤1.00 | 11.5–13.5 | ≤0.75 | ≥70 ksi (≥480 MPa) |
| 416 / 1.4005 | ≤0.15 | ≤1.25 | 12.00–14.00 | — | 90–120 ksi (620–830 MPa) |
| 431 / 1.4057 | ≤0.20 | ≤1.00 | 15.0–17.0 | 1.25–2.50 | 125 ksi (862 MPa) |
| 440C / 1.4125 | 0.95–1.20 | ≤1.00 | 16.0–18.0 | — | 285 ksi (1965 MPa) |
| 201 / 1.4372 | ≤0.15 | 5.50–7.50 | 16.0–18.0 | 3.5–5.5 | ≥75 ksi (≥515 MPa) |
| 301 / 1.4310 | ≤0.15 | ≤2.00 | 16.0–18.0 | 6.0–8.0 | ≥75 ksi (≥515 MPa) |
| 303 / 1.4305 | ≤0.15 | ≤2.0 | 17.0–19.0 | 8.0–10.0 | 94 ksi (650 MPa) |
| 304 / 1.4301 | ≤0.08 | ≤2.00 | 18.0–20.0 | 8.0–10.5 | ≥75 ksi (≥515 MPa) |
| 304L / 1.4307 | ≤0.030 | ≤2.00 | 18.0–20.0 | 8.0–12.0 | ≥70 ksi (≥485 MPa) |
Composición de la norma estadounidense cuando existe; en los demás casos, la primera norma indicada en la página de cada grado. Las condiciones de resistencia difieren entre grados; abra la página de cada grado para ver la tabla completa.
Preguntas resueltas
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre los aceros inoxidables 410 y 420?
Carbono. El 410 tiene 0.08–0.15 % de carbono y el 420 empieza en 0.15 % (el X20Cr13 es 0.16–0.25 %). Por eso el 420 endurece hasta unos 50 HRC y el 410 hasta una dureza menor. La resistencia a la corrosión del 420 es ligeramente menor.
¿A qué equivale el acero inoxidable 420?
1.4021 (X20Cr13) en Europa, 420S37 en la antigua norma británica, X20Cr13 en India y SUS420J1 en Japón. Algunas fuentes también enumeran el 420S29 frente al 1.4021, mientras que otras lo asocian con el 1.4024. El SUS420J2 y el 1.4028 (X30Cr13) corresponden al extremo de mayor carbono.
¿El acero inoxidable 420 es magnético?
Sí. El 420 es ferromagnético en estado recocido y templado, al igual que el 410, el 430, el 431 y el 17-4PH.
¿Hasta qué dureza puede llegar el acero inoxidable 420?
Hasta unos 50 HRC después del temple y de un revenido a baja temperatura (Atlas). El revenido a 204 °C da unos 444 HB y una resistencia a la tracción típica de 1600 MPa. Debe evitarse el revenido a 425–600 °C.
¿El acero inoxidable 420 es resistente a la corrosión?
Moderadamente. Resiste la atmósfera, el agua dulce, los alimentos y los químicos suaves cuando está templado y pulido. Está por debajo del 304 y del 316, por debajo del 430 y ligeramente por debajo del 410.
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Referencias relacionadas
Referencias
Fuentes
- Atlas Steels, hoja de datos del grado 420 de acero inoxidable (revisada el 28/04/2021) — Composición ASTM A276 y Condición A, tabla de revenido, tratamiento térmico, soldadura y corrosión.
- Deutsche Edelstahlwerke (Swiss Steel Group), hoja de datos del 1.4021 X20Cr13 — EN 10088-3 QT700 y QT800, tratamiento térmico, forjado, soldadura y magnetismo.
- Euro Inox, Stainless Steel: Tables of Technical Properties (2.ª edición, 2007) — Límites de composición de EN 10088 y propiedades mecánicas de productos planos según EN 10088-2.
- Outokumpu: grados de acero, propiedades y normas globales — Equivalencias de EN, ASTM, UNS, JIS y BS; propiedades mínimas de EN y ASTM para productos planos.
- Nose Stainless: tipos de acero, composición y propiedades mecánicas (hoja de referencia JIS G 4303) — Composición JIS G 4303, tratamiento térmico y propiedades mecánicas para barra. Catálogo que reproduce los valores JIS.
- Bureau of Indian Standards, IS 1570 (Parte 5):1985, tablas de aceros forjados, inoxidables y resistentes al calor (copia de Public.Resource.Org) — Tabla 1 de composición, tablas 2 a 4 de propiedades mecánicas y tabla 7 de tratamiento térmico.
- Atlas Steels, manual técnico de aceros inoxidables (revisado el 12/08/2021) — Comparación de grados (BS, EN, JIS), respuesta magnética y características de la familia. Manual de distribuidor con valores ASTM.
- Aalco: normas EN de acero inoxidable para barra — Designaciones BS 970 con los números EN reemplazados (56A, 56B, 56D, 57, 60). Tabla de distribuidores.
- Aircraft Materials: equivalencias de especificaciones de aceros inoxidables — Designaciones BS y EN (EN56C, EN57, EN60, BS 318S13) frente a los grados AISI. Referencia comercial.
- West Yorkshire Steel: equivalencias internacionales de acero inoxidable — Equivalencias de BS 970, W.Nr, DIN, JIS y AFNOR. Tabla de distribuidores.
- Roymech: tabla de designaciones de aceros inoxidables BS 970 — Pares 420S37 = EN56C = 1.4021 y 420S29 = EN56B = 1.4024.
Los valores resumen límites publicados y datos típicos. La norma vigente y su edición actual son las que rigen; verifíquelas antes de especificar.