Materiales y grados

Acero inoxidable martensítico 431 / 1.4057 / SUS431: equivalentes 431S29 y X17CrNi16-2

El 431 es un acero inoxidable martensítico de 16 % de cromo con níquel, que ofrece la mejor resistencia a la corrosión y la mayor tenacidad de la serie 400 endurecible. Sus equivalentes son 1.4057 (X17CrNi16-2) en Europa, 431S29 en el Reino Unido, X15Cr16Ni2 en India y SUS431 en Japón.

Nombres por norma

Cómo se llama en cada región

RegiónSistemaDesignaciónNormaCoincidencia
USAAISI/ASTM431ASTM A276 (barra)Mismo material
UNSS43100—Mismo material
UKBS 970-3 (1991)431S29Los grados inoxidables ya no figuran en BS 970; los pedidos nuevos usan EN 10088-3. El nombre todavía aparece en los planos.BS 970-3Equivalente
Serie EN heredada de la BS 970EN57Nombre reemplazado, enumerado frente al 431S29 por Aalco y Aircraft Materials.—Equivalente más cercano
EUNombre según EN 10027-1X17CrNi16-2Carbono 0.12–0.22 %, cromo 15–17 %, níquel 1.5–2.5 %.EN 10088-1; EN 10088-3Equivalente
Número según EN 10027-21.4057Número de material de X17CrNi16-2.EN 10088-1; EN 10088-3Equivalente
DIN 17440 (antiguo)X20CrNi17 2Nombre alemán anterior del 1.4057 (enumerado por West Yorkshire Steel), todavía visible en planos antiguos.DIN 17440Equivalente
IndiaIS 1570 (Parte 5)X15Cr16Ni2Carbono 0.10–0.20 %, níquel 1.25–2.50 %, cromo 15–17 %.IS 1570 (Part 5):1985Equivalente
JapanJIS G 4303SUS431Mismos límites de carbono, cromo y níquel que la norma ASTM 431.JIS G 4303Equivalente

Sobre la equivalencia

  • El 431, el 1.4057 y el SUS431 son equivalentes cercanos. EN indica carbono de 0.12–0.22 %, mientras que ASTM y JIS fijan un máximo de 0.20 % e IS fija 0.10–0.20 %.
  • La designación india es X15Cr16Ni2, que toma su nombre del carbono nominal, no del nombre EN X17CrNi16-2.
  • 431S29 es el nombre BS 970. El número reemplazado es EN57. Deutsche Edelstahlwerke también enumera el 321S31 frente a él, lo que parece un error.
  • El antiguo nombre alemán X20CrNi17 2 fue reemplazado por X17CrNi16-2.
  • Los valores de impacto difieren según la fuente. Dörrenberg indica los valores de DIN EN 10088-3:2014-12: QT800 ≥25 J hasta 60 mm y ≥20 J para 60–160 mm; QT900 ≥16 J hasta 60 mm y ≥15 J para 60–160 mm. Deutsche Edelstahlwerke indica ≥25 J para ambas condiciones. La tabla de arriba usa los valores de Dörrenberg.
  • ASTM A276 enumera el 431 solo en la condición A. La condición T es una condición de suministro según AS 1444 y BS 970, por lo que los límites de ensayo dependen de la especificación pedida.

Composición química

Límites de composición, % en masa

Elemento431EE. UU. · ASTM A276X17CrNi16-2 (1.4057)UE · EN 10088-3X15Cr16Ni2India · IS 1570 (Part 5):1985SUS431Japón · JIS G 4303
C≤0.200.12–0.220.10–0.20≤0.20
Si≤1.00≤1.00≤1.0≤1.00
Mn≤1.00≤1.50≤1.0≤1.00
P≤0.040≤0.040≤0.045≤0.040
S≤0.030≤0.030≤0.030≤0.030
Cr15.0–17.015.0–17.015.0–17.015.00–17.00
Ni1.25–2.501.5–2.51.25–2.501.25–2.50

Propiedades mecánicas

Resistencia y dureza

CondiciónResistencia a la tracciónLímite elásticoAlargamientoDureza
Recocido (condición A)Valores típicos de tracción; la dureza es el máximo especificado (ASTM A276). Rara vez se suministra recocidoHoja de datos del 431 de Atlas Steels125 ksi (862 MPa)95 ksi (655 MPa)20 %≤285 HB
Condición T (templado y revenido)Rango de tracción según AS 1444 y BS 970; el límite elástico y el alargamiento son mínimosHoja de datos del 431 de Atlas Steels123–145 ksi (850–1000 MPa)≥92 ksi (≥635 MPa)≥11 %248–302 HB
Templado y revenido a 300 °CValores típicos, no mínimosHoja de datos del 431 de Atlas Steels191 ksi (1320 MPa)148 ksi (1020 MPa)20 %380 HB
Templado y revenido a 600 °CValores típicos, no mínimosHoja de datos del 431 de Atlas Steels149 ksi (1030 MPa)116 ksi (800 MPa)20 %310 HB
Templado y revenido +QT800Valores especificados, barra de hasta 60 mm; el alargamiento es ≥12 % para 60–160 mmEN 10088-3 según Dörrenberg (DIN EN 10088-3:2014-12) y Deutsche Edelstahlwerke116–138 ksi (800–950 MPa)≥87 ksi (≥600 MPa)≥14 %Energía de impacto ≥25 J hasta 60 mm, ≥20 J para 60–160 mm (ISO-V)
Templado y revenido +QT900Valores especificados, barra de hasta 60 mm; el alargamiento es ≥10 % para 60–160 mmEN 10088-3 según Dörrenberg (DIN EN 10088-3:2014-12) y Deutsche Edelstahlwerke131–152 ksi (900–1050 MPa)≥102 ksi (≥700 MPa)≥12 %Energía de impacto ≥16 J hasta 60 mm, ≥15 J para 60–160 mm (ISO-V)
Templado y revenido (X15Cr16Ni2)Valores especificados: lámina, placa, fleje, barra y platinaIS 1570 (Parte 5):1985, tabla 4120–149 ksi (830–1030 MPa)≥93 ksi (≥640 MPa)≥10 %—
Templado y revenido (SUS431)Valores mínimos especificados, barra; reducción de área ≥40 %JIS G 4303 según Nose Stainless≥113 ksi (≥780 MPa)≥86 ksi (≥590 MPa)≥15 %≥229 HBW (recocido ≤302 HBW)

En la práctica

Comportamiento, tratamiento térmico y usos

Características

  • Tratable térmicamente para alta resistencia y tenacidad, con dureza de hasta unos 40 HRC (Atlas). Se usa para ejes y pernos.
  • Alrededor de 16 % de cromo y 2 % de níquel dan la mejor resistencia a la corrosión dentro del grupo martensítico endurecible. En conjunto, es aproximadamente igual o ligeramente inferior al 304 (Atlas).
  • Resistencia razonable al agua de mar fría, poco probable que tenga éxito en agua tropical cálida (Atlas). La resistencia es mejor en estado templado y revenido con acabado liso.
  • Susceptible a la corrosión intergranular por formación de carburos de cromo (Marks, DEW). Verifique después de soldar.
  • Ferromagnético, como todos los grados martensíticos.
  • Atlas califica la soldadura como difícil por el riesgo de agrietamiento, mientras que Deutsche Edelstahlwerke califica la soldabilidad del 1.4057 como buena. Ambos piden precalentamiento y tratamiento térmico posterior a la soldadura. Atlas indica un precalentamiento de 200–300 °C y un tratamiento térmico a 650 °C después, y dice que los metales de aporte 308L, 309 o 310 dan soldaduras más dúctiles si no se necesita igualar la resistencia.
  • El alto límite elástico lo hace poco adecuado para recalcado en frío, doblado, embutido profundo o embutición por rotación. El maquinado es regular en estado recocido y disminuye al aumentar la dureza.

Tratamiento térmico

  • Recocido: el recocido total no es práctico porque el acero endurece incluso con enfriamiento lento. Recocido de proceso a unos 620–660 °C, enfriado al aire (Atlas). DEW indica recocido blando a 680–800 °C.
  • Temple: alrededor de 980–1065 °C, mantener durante media hora, enfriar en aire o aceite (Atlas). DEW indica 950–1060 °C. El precalentamiento a 760–790 °C ayuda en piezas complejas.
  • Revenido según las propiedades requeridas. QT800: 750–800 °C y luego 650–700 °C, o un solo revenido a 620–720 °C en el extremo de bajo níquel. QT900: 600–650 °C (DEW).
  • Evite el revenido entre unos 425 y 600 °C (Atlas) o entre 420 y 520 °C (DEW), por la menor tenacidad.
  • Conformado en caliente: calentar lentamente a unos 850 °C, luego a 1150–1180 °C; forjar entre unos 1180 y 950 °C (DEW).

Usos habituales

  • Ejes de hélice y de bombas
  • Tuercas, pernos y herrajes marinos
  • Barras batidoras (de impacto)
  • Piezas aeroespaciales y automotrices
  • Componentes de bombas, turbinas y plantas químicas

Aceros inoxidables

Grados similares comparados

GradoC %Mn %Cr %Ni %Resistencia a la tracción, primera condición indicada
431 / 1.4057≤0.20≤1.0015.0–17.01.25–2.50125 ksi (862 MPa)
410 / 1.40060.08–0.15≤1.0011.5–13.5≤0.75≥70 ksi (≥480 MPa)
416 / 1.4005≤0.15≤1.2512.00–14.00—90–120 ksi (620–830 MPa)
420 / 1.4021≥0.15≤1.0012.0–14.0≤1.095 ksi (655 MPa)
440C / 1.41250.95–1.20≤1.0016.0–18.0—285 ksi (1965 MPa)
201 / 1.4372≤0.155.50–7.5016.0–18.03.5–5.5≥75 ksi (≥515 MPa)
301 / 1.4310≤0.15≤2.0016.0–18.06.0–8.0≥75 ksi (≥515 MPa)
303 / 1.4305≤0.15≤2.017.0–19.08.0–10.094 ksi (650 MPa)
304 / 1.4301≤0.08≤2.0018.0–20.08.0–10.5≥75 ksi (≥515 MPa)
304L / 1.4307≤0.030≤2.0018.0–20.08.0–12.0≥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 el acero inoxidable 431 y el 410?

El 431 tiene alrededor de 16 % de cromo y 2 % de níquel. El 410 tiene alrededor de 12 % de cromo y nada de níquel. El 431 resiste mejor la corrosión y es más tenaz y resistente cuando está endurecido. También es más difícil de soldar y cuesta más.

¿El acero inoxidable 431 es magnético?

Sí. El 431 es martensítico y ferromagnético en todas sus condiciones, aunque contenga níquel. Solo los grados totalmente austeníticos, como el 304 y el 316, no son magnéticos en estado recocido.

¿A qué equivale el acero inoxidable 431?

1.4057 (X17CrNi16-2) en las normas EN, 431S29 en la antigua norma británica, X15Cr16Ni2 en IS 1570 y SUS431 en JIS. Los límites de carbono difieren ligeramente entre ellas.

¿El 431 es tan resistente a la corrosión como el 304?

Más o menos. Atlas indica que el 431 es aproximadamente igual o ligeramente inferior al 304 en corrosión general, y que es mejor cuando está templado, revenido y pulido. El 304 es mejor en ambientes con cloruros y mucho más fácil de soldar.

¿El acero inoxidable 431 se puede soldar?

Con cuidado. Atlas lo califica como difícil por el riesgo de agrietamiento, y Deutsche Edelstahlwerke califica el 1.4057 como bueno. Ambos piden precalentamiento y tratamiento térmico posterior a la soldadura. Atlas indica un precalentamiento de 200–300 °C y un tratamiento térmico a unos 650 °C después, con metal de aporte 410 para igualar la resistencia, o 308L, 309 o 310 para una unión más dúctil.

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Referencias

Fuentes

  1. Atlas Steels, hoja de datos del grado 431 de acero inoxidable (revisada el 28/04/2021) — Composición ASTM A276 y condición A, condición T, tabla de revenido, tratamiento térmico, soldadura y corrosión.
  2. Deutsche Edelstahlwerke (Swiss Steel Group), hoja de datos del 1.4057 X17CrNi16-2 — EN 10088-3 QT800 y QT900, encabezado de composición, tratamiento térmico, corrosión y equivalencias BS y DIN.
  3. Dörrenberg Edelstahl, hoja de datos del 1.4057 X17CrNi16-2 (valores DIN EN 10088-3:2014-12, 02/24) — Verificación independiente: alargamiento de QT800 y QT900 por diámetro (≤60 mm y 60–160 mm). Fuente de los valores de impacto (ISO-V) por diámetro.
  4. Zhejiang Guanyu (tubingchina.com): propiedades mecánicas según EN 10088-3 de productos largos martensíticos y de endurecimiento por precipitación — Verificación independiente: el alargamiento de QT800 y QT900 del 1.4057 se separa en 60 mm.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. Aalco: normas EN de acero inoxidable para barra — Designaciones BS 970 con los números EN reemplazados (56A, 56B, 56D, 57, 60). Tabla de distribuidores.
  10. Aircraft Materials: equivalencias de especificaciones de aceros inoxidables — Designaciones BS y EN (EN56C, EN57, EN60, BS 318S13) frente a los grados AISI. Referencia comercial.
  11. West Yorkshire Steel: equivalencias internacionales de acero inoxidable — Equivalencias de BS 970, W.Nr, DIN, JIS y AFNOR. Tabla de distribuidores.
  12. MARKS GmbH: hoja de material 1.4057 X17CrNi16-2 — Límites EN para silicio, manganeso, fósforo y azufre; notas de corrosión y soldadura.

Los valores resumen límites publicados y datos típicos. La norma vigente y su edición actual son las que rigen; verifíquelas antes de especificar.