Aceros Thyssen - Corte y soldadura aceros XAR.pdf
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Thyssen Aceros y Servicios S.A. TK Una compañía de ThyssenKrupp Steel Recomendaciones Generales para los procesos de corte y soldadura de los aceros XAR Introducción General Los aceros resistentes al desgaste de ThyssenKrupp, de la gama XAR se utilizan desde 1965 en numerosos campos de aplicación con excelentes resultados. Estos aceros se caracterizan por presentar un compromiso optimo entre una elevada resistencia al desgaste, una alta tenacidad y una marcada aptitud para el conformado. De todas formas, el fabricante, recomienda tener en consideración que para los procesos de conformado en frío se requiere de una mayor fuerza y se presentará una alta recuperación elástica, esto debido a que hay una mayor fracción de deformación elástica comparada con la deformación total. Donde el fabricante recomienda mayor atención y precaución a los usuarios es en los procesos de corte y soldadura. Esto debido al cambio de estructura que se genera en las zonas afectadas térmicamente. Este cambio de estructura asociado a otras condiciones, pudiese generar agrietamientos si no se toman precauciones especiales. Procedimientos de Corte Térmico Los aceros de la gama XAR pueden dimensionarse aplicando procedimientos tradicionales de corte, tales como oxicorte, plasma o rayo láser. Debido al rápido calentamiento que genera cualquiera de estos procesos en el acero y al subsiguiente enfriamiento, se generan cambios en la composición química y en la estructura del acero, lo que origina importantes aumentos en la dureza del material en la zona afectada térmicamente. Los procesos de oxicorte son los menos recomendados por el fabricante debido al mayor cambio estructural en los bordes de corte (mayor a 6 mm), lo que genera una zona extremadamente dura y muy susceptible al agrietamiento por la presencia de hidrógeno. Utilizando los procesos de plasma o láser, la zona afectada es muchísimo menor (menor a 2 mm), por lo que el cambio de estructura es mas controlado y por ende menos perjudicial. En el caso de considerar la alternativa del oxicorte, se recomienda el uso de una temperatura de precalentamiento (ver cuadro N° 1), con lo cual se disminuye en forma importante la influencia de la zona transformada, evitando así la aparición de grietas. Temperatura de Precalentamiento para cuando se utiliza oxicorte en los materiales XAR 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 XAR 400 XAR PLUS XAR 500 XAR EXTRA Calidad del material Espesor de la placa (mm 0 °C 100 °C 125 °C 150 °C 175 °C
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Thyssen Aceros y Servicios S.A.
TK
Una compaa
de ThyssenKrupp
Steel
Recomendaciones Generales para los procesos de corte y soldadura de los aceros XAR
Introduccin General
Los aceros resistentes al desgaste de ThyssenKrupp, de la gama XAR se utilizan desde 1965
en numerosos campos de aplicacin con excelentes resultados.
Estos aceros se caracterizan por presentar un compromiso optimo entre una elevada
resistencia al desgaste, una alta tenacidad y una marcada aptitud para el conformado.
De todas formas, el fabricante, recomienda tener en consideracin que para los procesos de
conformado en fro se requiere de una mayor fuerza y se presentar una alta recuperacin elstica, esto
debido a que hay una mayor fraccin de deformacin elstica comparada con la deformacin total.
Donde el fabricante recomienda mayor atencin y precaucin a los usuarios es en los procesos
de corte y soldadura. Esto debido al cambio de estructura que se genera en las zonas afectadas
trmicamente. Este cambio de estructura asociado a otras condiciones, pudiese generar agrietamientos
si no se toman precauciones especiales.
Procedimientos de Corte Trmico
Los aceros de la gama XAR pueden dimensionarse aplicando procedimientos tradicionales de
corte, tales como oxicorte, plasma o rayo lser. Debido al rpido calentamiento que genera cualquiera
de estos procesos en el acero y al subsiguiente enfriamiento, se generan cambios en la composicin
qumica y en la estructura del acero, lo que origina importantes aumentos en la dureza del material en la
zona afectada trmicamente.
Los procesos de oxicorte son los menos recomendados por el fabricante debido al mayor
cambio estructural en los bordes de corte (mayor a 6 mm), lo que genera una zona extremadamente
dura y muy susceptible al agrietamiento por la presencia de hidrgeno. Utilizando los procesos de
plasma o lser, la zona afectada es muchsimo menor (menor a 2 mm), por lo que el cambio de
estructura es mas controlado y por ende menos perjudicial. En el caso de considerar la alternativa del
oxicorte, se recomienda el uso de una temperatura de precalentamiento (ver cuadro N 1), con lo cual
se disminuye en forma importante la influencia de la zona transformada, evitando as la aparicin de
grietas.
Temperatura de Precalentamiento para cuando se utiliza oxicorte en los materiales XAR
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
XAR 400 XAR PLUS XAR 500 XAR EXTRA
Calidad del material
Es
pe
so
r d
e la
pla
ca
(m
m)
0 C 100 C 125 C 150 C 175 C
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Grfico N 1: Grafica de las temperaturas de precalentamiento promedio antes de los procesos de oxicorte para diversas calidades
de los materiales XAR en funcin del espesor de la placa.
Es importante destacar que, independiente de las condiciones y precauciones que se tomen en
los aceros de alta dureza, del tipo XAR, no es posible evitar la transformacin de la estructura original
en la zona afectada trmicamente, por lo que se deben considerar todos los mecanismos que permitan
disminuir este efecto.
Procedimientos Generales de Soldadura
Los aceros resistentes al desgaste, pueden soldarse aplicando cualquier procedimiento de
soldadura utilizado normalmente, automtico o manual.
Dependiendo del procedimiento aplicado, en las propiedades del acero, en particular, dentro de
la zona afectada por el calor, se pueden generar alteraciones importantes.
En este contexto, el fabricante recomienda tener en cuenta varios parmetros al momento de
proceder a soldar, entre los cuales destaca la velocidad de enfriamiento del material de aporte. Esta
velocidad viene definida generalmente, como el tiempo que el material de aporte requiere para enfriarse
desde los 800 C a 500 C, designndose este parmetro por t8/5.
Para los aceros XAR, se recomienda un tiempo de enfriamiento de 10 a 25 segundos. Para el
caso que se utilice soldadura tubular bajo un gas protector, puede disminuirse a 5 segundos.
Es importante destacar que si no se maneja adecuadamente este parmetro pueden aparecer
agrietamientos de enfriamiento.
Como en muchos casos no se conocen las condiciones tcnicas en que se realizar la
soldadura, lo que impide determinar el tiempo de enfriamiento con la suficiente precisin, el fabricante
recomienda pautas generales en cuanto al tipo de soldadura, los dimetros, parmetros operacionales y
diseo de unin a utilizar en el caso de soldaduras de unin, sean estas de filete (1F o 2F) o de tope
(plano).
Es importante destacar que estas recomendaciones se circunscriben para uniones entre
materiales XAR con materiales tipo ASTM A-36, XAR con materiales estructurales de alta resistencia y
XAR con XAR para espesores entre los intervalos 3 a 50 mm.
Para espesores mayores, se solicita consultar en forma especfica al fabricante del material ya
que se deben tener en cuenta consideraciones especiales. Tambin debe considerarse que en aquellos
casos en que se desee soldar materiales del tipo XAR con otros materiales antidesgaste de dureza
superior a los 400 HB, tambin se debe solicitar asesora para evaluar las condiciones y caractersticas
del material alternativo.
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Recomendaciones para soldadura de unin
Precalentamiento para soldar materiales de la gama XAR
El fabricante recomienda en aquellos casos en que la soldadura a utilizar sea del tipo ferrtica
(independiente de su marca o calidad) que se consideren procesos de precalentamiento con equipos o
sistemas adecuados. Para ello y dependiendo de la calidad y espesor se recomienda considerar las
siguientes temperaturas de precalentamiento dependiendo de la calidad y espesor de la chapa.
Grfico N 2: Grafica de las temperaturas de precalentamiento promedio antes de realizar un proceso de soldadura para diversas
calidades de los materiales XAR en funcin del espesor de la chapa.
Diseo de unin en plano: Se recomienda utilizar lo que establece la norma TOPE (B-U2a-GF)
Donde se deben tener las siguientes consideraciones
Proceso de
Soldadura Designacin
Espesor del
material base
Preparacin del canal para el depsito del
material de aporte
Temperatura de Precalentamiento para procesos de soldadura en los materiales XAR
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
XAR 400 XAR PLUS XAR 500 XAR EXTRA
Calidad del material
Esp
esor de
la p
laca
(mm
)
0 C 75 C 100 C 150 C 175 C
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Abertura de la raz Angulo del canal
GMAW
FCAW B-U2a-GF 6 a 12 mm R = 3/16 = 30
GMAW
FCAW B-U2a-GF 13 a 25 mm R = 3/8 = 30
GMAW
FCAW B-U2a-GF 26 a 50 mm R = 1/4 = 45
Tabla N 1, Las tolerancias que establece la norma indican para R [-1/16 , + 1/16 y para [-5 , +10 . Tambin es importante que el
usuario libere de escoria con un esmerilado la zona a soldar.
Material de aporte
Calidad del acero
Espesor de la
placa de acero
Calidad del Material de Aporte
Electrodo Manual Tubular con Gas
Mm Calidad
AWS ideal
Calidad
AWS ideal
Tamao
Tobera
XAR 400
XAR PLUS
3 a 10 7018 1/8 E 71T-1 1,2 mm 14
11 a 24 7018 5/32 E 71T-1 1,2 mm 14
25 a 50 8018C1 3/16 E 81T1-Ni2 1,6 mm 18
XAR 500
3 a 10 8018C1 1/8 E 81T1-Ni2 1,2 mm 14
11 a 24 8018C1 5/32 E 81T1-Ni2 1,2 mm 14
25 a 50 8018C3 3/16 E 81T1-Ni2 1,6 mm 18
XAR EXTRA 8 a 16 ------- -------- E 81T1-Ni2 1,2 mm 14
17 a 40 ------- -------- E 81T1-Ni2 1,6 mm 18
Tabla N 2: Las calidades recomendadas corresponden a productos de la marca Indura, por tratarse de productos de fcil acceso. Otros
productos alternativos pueden utilizarse siempre y cuando sean equivalentes o superiores en calidad a los mencionados.
Otras consideraciones a tener en cuenta para los procesos de soldadura de los materiales XAR
son
o Se deben evitar de sobremanera los cordones anchos producidos por los electrodos
de arco manual.
o La orientacin del cordn a depositar debe ser oscilante, no se recomienda recto.
o El depsito es por multipases.
o La distancia de la boquilla (en el caso de utilizar tubular con gas) debe ser de entre 15
a 20 mm.
o Se recomienda una limpieza (esmerilado o cepillado) entre pases o capas.
o Para los casos de utilizar tubular con gas, el gas apropiado es SG-C (100% CO2).
o El flujo de gas debe oscilar entre 15 a 17 lpm.
o Para aquellos casos en que el usuario evale utilizar materiales de aporte distinto a los
recomendados y que sean del tipo ferrtico, deber considerar que cualquier material
que defina debe aportar como mximo 5 ml/ 100 g (HD 5 de acuerdo con DIN 8572)
de hidrgeno.
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o El aporte de calor en kJ/cm. Debe ser 1 a 1,5 veces el espesor de la chapa en mm,
pero nunca mas all de 30 kJ/cm.
o Los procesos de soldadura con arco sumergido para estos materiales queda
supeditado a certificaciones y procedimientos muy especiales y no es recomendado
por el fabricante.
Pases o capas de soldadura
Calidad del acero
Espesor de la placa de
acero Nmero de Capas de
relleno
Nmero de Capas de
saneado (reversa) mm
XAR en todas sus calidades
6 a 10 4 1
11 a 20 6 2
21 a 40 8 3
41 a 50 10 3
Tabla N 3: Es de vital importancia que se entienda que cuando se habla de capas o pasadas no corresponde al nmero de cordones. Estos
antecedentes estn sujetos a que se utilicen los dimetros y calidades recomendadas en la tabla N 2.
Consideraciones Operacionales para el proceso de soldadura
En el caso de utilizar electrodo tubular con proteccin gaseosa, la siguiente tabla define algunos
parmetros operacionales que garantizarn un buen proceso de soldadura.
Calidad del acero
Espesor de la
placa de acero Tubular con Gas Corriente Voltaje
Velocidad
de avance
mm Calidad
AWS ideal
Tipo y
Polaridad
Amps o
VAA volts mm/min
XAR 400
XAR PLUS
3 a 10 E 71T-1 1,2 mm CC / PI 150 10% 22 15% 100 120
11 a 24 E 71T-1 1,2 mm CC / PI 150 10% 22 15% 100 120
25 a 50 E 81T1-Ni2 1,6 mm CC / PI 180 10% 24 15% 120 160
XAR 500
3 a 10 E 81T1-Ni2 1,2 mm CC / PI 150 10% 22 15% 100 120
11 a 24 E 81T1-Ni2 1,2 mm CC / PI 150 10% 22 15% 100 120
25 a 50 E 81T1-Ni2 1,6 mm CC / PI 180 10% 24 15% 120 160
XAR EXTRA 8 a 16 E 81T1-Ni2 1,2 mm CC / PI 150 10% 22 15% 100 120
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17 a 40 E 81T1-Ni2 1,6 mm CC / PI 180 10% 24 15% 120 160
Tabla N 4: Todos los datos presentados, son para condiciones normales de trabajo, cualquier otra condicin debe ser evaluada en forma
puntual.
Comentarios Finales
Todos los antecedentes y parmetros entregados corresponden a experiencias y ensayos
realizados en Chile con organismos certificados. Cualquier desviacin respecto de las condiciones y
procedimientos recomendados es de responsabilidad del usuario.
De la misma forma, todos los procedimientos que considera este documento estn sujetos a
condiciones estndares de trabajo y por ende cualquier otra condicin especial debe ser consultada con
el fabricante del acero.
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Campo de Aplicacin
La especificacin de este material se aplica para planchas de un espesor de 3 a 8 mm.
Usos
Estos materiales corresponden a la gama de aceros estructurales de alta resistencia para la
conformacin en fro (Aceros SMC segn EN 10 149). Estos aceros han sido desarrollados por
TKS especialmente para piezas que deben ser conformadas en fro, tales como bastidores,
largueros y travesaos para la fabricacin de chasis de vehculos comerciales, estructuras de ejes,
o cualquier pieza estructural expuesta a esfuerzos mecnicos.
La ventaja de utilizar aceros PAS de TKS, radica en que permite generar diseos bajo el concepto
de disminuir espesores cuando se compara con los aceros estructurales de baja aleacin tipo
ASTM A-36.
La ventaja de utilizar aceros PAS conduce a un ahorro en el peso y permite un consiguiente
aumento de la carga til.
Las tcnicas de procesamiento y aplicacin en conjunto son de importancia fundamental para el
uso exitoso de los productos fabricados en este acero. El usuario debe asegurarse que su diseo y
mtodos de trabajo sean apropiados para el material y adecuados para el propsito considerado.
Caractersticas Qumicas
Composicin qumica (anlisis de colada)
Grado del Acero C Si Mn P S V Nb
PAS 550
0.1
0.5
1.8
0.025
0.025
0.12
0.08
Condiciones de entrega: Laminados Termomecnicamente
ACERO ESPECIAL
ESTRUCTURAL DE
ALTA RESISTENCIA
Grado del Acero Nombre
abreviado
Nmero del
material
Especificacin del
Material
Febrero 2004
PAS 550 S EN 1.0986
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Propiedades Mecnicas
Caractersticas Mecnicas Garantizadas
Grado de
Acero
Lmite de elasticidad
MPa
espesor plancha en mm.
Resistencia
a la
traccin
MPa
Elongacin
Antes de la
Fractura
%
Energa de fractura por
impacto en J
(Muestras - Charpy V) Temperatura -20 C
PAS 550
550 600 - 760 14 Longitudinal 40
Los valores de Resistencia y elongacin dados en la tabla anterior son validos para muestras
longitudinales. Los valores establecidos por la energa de impacto son los valores mnimos
obtenidos, promedio de 3 muestras.
El test de impacto no se desarrolla en productos bajo 5 mm. de espesor, de acuerdo a la norma EN
10045.
El lmite de fluencia est validado segn la norma EN 10002
Condiciones de Conformado a temperatura ambiente
Material Densidad
Kg/dm 3
Valores mnimos para
los radios de plegado
internos segn EN 10
149
3 < e < 6
Valores mnimos
para los radios de
plegado internos
segn EN 10 149
e > 6
Propiedades
Magnticas
PAS 550
8
1,0 x e 1,5 x e
magnetizable
Informacin General de Procesamiento
Antes de cada proceso, es recomendable hacer uso de la informacin disponible en los catlogos
tcnicos del fabricante del acero para hacer uso de su experiencia en el procesamiento. Tambin
pueden ser consultadas las recomendaciones dadas en la hoja Stahl-EisenWerkstoffblatt 088 (
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acero soldables de grano fino, de alta pureza, bajo contenido de fsforo y azufre) que tambin se
aplican para estos aceros.
Recomendaciones para soldar se entregan adems en EN1011 parte1 y 2-Soldadura,
Recomendacin para soldar materiales metlicos.
Conformado y Soldadura
Aceros fabricados especialmente para ser conformados en fro.
Aceros aptos para el cizallamiento, siempre y cuando se tenga en consideracin su mayor
dureza respecto de materiales tipo ASTM A-36
Aceros de baja complejidad para los procesos de soldadura (debido a su bajo porcentaje
de carbono), por lo que el fabricante no considera necesario precalentar la zona a soldar.
Se recomienda utilizar soldaduras de bajo aporte de hidrgeno, y se pueden aplicar
cualquier procedimiento habitual, esto es automtica o manualmente.
Informacin General
A no ser que se acuerde lo contrario en la orden, la entrega se regir por las condiciones
especificadas en EN10021.
Las tolerancias en los espesores vienen dadas, segn la norma EN 10051 para placas obtenidas de
bobinas.
La planitud de estos aceros se establece segn la norma EN 10029 tabla 4.
La calidad superficial se basa en la norma EN 10163
El examen ultrasnico para las imperfecciones internas puede ser acordado sobre Stahl EISEN - Lieferbedingungen (SEL) 072- Plancha pesada ultrasnicamente probada; las especificaciones
tcnicas de entrega, o EN 10160, Test ultrasnico de producto acero plano de espesor igual o
mayor que 6 mm.
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Para mayores antecedentes, dirigirse al catlogo tcnico Processing special Structural Steels for cold forming de ThyssenKrupp Stahl.
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Steel
Campo de Aplicacin
La especificacin de este material se aplica para planchas de un espesor de 10 a 60 mm.
Usos
Estos materiales corresponden a la gama de aceros estructurales de alta resistencia a la
deformacin. Son aplicados en construcciones soldadas tales como estructuras para soportes,
reparaciones y fabricaciones de chasis, embarcaciones etc., donde se requiere de altos niveles de
resistencia a la deformacin y una segura prevencin contra las fisuras provocadas por los
cambios de temperaturas en las uniones soldadas expuestas a carga. Debido al bajo % de carbono
en la aleacin, estos aceros tienen una alta resistencia contra las fisuras provocadas por las bajas
temperaturas y presentan un alto grado de simplicidad en los procesos de soldadura y
conformado.
Las tcnicas de procesamiento y aplicacin en conjunto son de importancia fundamental para el
uso exitoso de los productos fabricados en este acero. El usuario debe asegurarse que su diseo y
mtodos de trabajo sean apropiados para el material y adecuados para el propsito considerado.
Caractersticas Qumicas
Composicin qumica (anlisis de colada)
Grado del Acero C Si Mn P S Cu Nb Ni CE 1)
XABO 460 T
0.14
0.38
1.58
0.016
0.025
0.60
0.041
0.33
0.47
1) CE = C + Mn + Cr + Mo + V + Cu + Ni
6 5 15
Condiciones de entrega: Normalizado
ACERO ESPECIAL
ESTRUCTURAL DE
ALTA RESISTENCIA
Grado del Acero Nombre
abreviado
Nmero del
material
Especificacin del
Material
1210
Marzo 2003
XABO 460 T S 1.8838
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Steel
Propiedades Mecnicas
Caractersticas Mecnicas Garantizadas
Grado de
Acero
Lmite de elasticidad
MPa
espesor plancha en mm.
Resistencia
a la
traccin
MPa
Elongacin
Antes de la
Fractura
A
Energa de fractura por
impacto en J
(Muestras - Charpy V) Temperatura en C
< 35 35 e
50 60
% -50
XABO 460
T
590
546
529
578 - 690
29
Longitudinal
Transversal
200
150
Los valores de Resistencia y elongacin dada en la tabla anterior son validos para muestras
longitudinales y transversales. Los valores establecidos por la energa de impacto son los valores
mnimos obtenidos, promedio de 3 muestras.
Si el espesor del material no es suficiente para la elaboracin de las muestras Charpy V con un ancho de 10 mm., el valor de la energa de impacto se reduce proporcionalmente al ancho de la
muestra (espesor del producto). El test de impacto no se desarrolla en productos bajo 5 mm. de
espesor.
Propiedades fsicas ( temperatura ambiente)
Densidad
Kg/dm 3
Mdulos de
Elasticidad
(dinmica)
Gpa
Conductividad
Trmica
W__ m K
Capacidad
principal
especifica
de colada
(20%)
__J__ g K
Capacidad
actual
especifica
de colada
__J__ g K
Difusividad
Trmica
cm2 /S
Resistencia
elctrica
especifica
m
Propiedades
Magnticas
8
213
45
0.45
0.45
0.13
0.3
magnetizable
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de ThyssenKrupp
Steel
Informacin General de Procesamiento
Antes de cada proceso, es recomendable hacer uso de la informacin disponible en los catlogos
tcnicos del fabricante del acero para hacer uso de su experiencia para el procesamiento. Tambin
pueden ser consultadas las recomendaciones dadas en la hoja Stahl-EisenWerkstoffblatt 088 (
acero soldables de estructura de grano fino, pautas para el procesamiento, en especial para soldar)
que tambin se aplican para estos aceros.
Recomendaciones para soldar se entregan adems en EN1011 parte1 y 2-Soldadura,
Recomendacin para soldar materiales metlicos.
Fabricacin - Soldadura
Son muy adecuados para soldar. Debido a la baja tendencia de producirse fisuras,
generalmente, no es necesario precalentar .
Son muy adecuados para moldear en fri y fresar.
Informacin General
A no ser que se acuerde lo contrario en la orden, la entrega se regir por las condiciones
especificadas en EN10021.
Si se requieren propiedades especiales de deformacin puede ser de acuerdo a EN10164-
Productos de Acero con aumento de las propiedades de deformacin perpendiculares a la
superficie del producto.
El examen ultrasnico para las imperfecciones internas puede ser acordado sobre Stahl EISEN - Lieferbedingungen (SEL) 072- Plancha pesada ultrasnicamente probada; las especificaciones
tcnicas de entrega, o EN 10160, Test ultrasnico de producto acero plano de espesor igual o
mayor que 6 mm.
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Steel
Para mayores antecedentes, dirigirse al catlogo tcnico Processing of High Strength Special Structural Steels de ThyssenKrupp Stahl
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Steel
Acero especial de construccin
resistente al desgaste
Chapa gruesa
Grado de Acero
Nmero de Material
Hoja Informativa del
Material
Junio 2001
XAR 500
1.8734
Campo de Aplicacin
Esta hoja informativa se aplica para chapas de 4 a 100 mm de espesor de acero de alta resistencia
al desgaste XAR 500.
Usos
El acero puede utilizarse a discrecin del comprador para estructuras de alta resistencia al
desgaste, por ejemplo, excavacin, minera, maquinaria para movimientos de tierra, tolvas para
camiones de gran tonelaje, correas de transporte, equipo de chancado y de molienda, prensas de
chatarra y moldes para pavimentos.
Las tcnicas de procesamiento y aplicacin en conjunto son de importancia fundamental para el
uso exitoso de los productos fabricados en este acero. El fabricante debe asegurarse que su diseo
y mtodos de trabajo sean apropiados para el material, sean de ltima generacin y adecuados
para el propsito considerado.
Caractersticas Qumicas
Composicin qumica (anlisis de la colada, %)
C Si Mn P S Cr Mo B
0.28 0.80 1.50 0.025 0.010 1.00 0.50 0.005
Este acero presenta una micro estructura de grano fino.
Condiciones de entrega: templado o templado y revenido.
Dureza a temperatura ambiente en condiciones de entrega: 450 - 530 HB (La dureza Brinell deber determinarse de acuerdo a la norma ISO 6506).
Propiedades tpicas de una chapa de 15 mm de espesor.
Equivalente carbono CET (%) [CET=C+(Mn+Mo) /10+(Cr+Cu) /20+Ni/40] : 0.41
Equivalente carbono CE (%) [CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V) /5+(Ni+Cu) /15] : 0.62
Punto de ruptura (MPa) *) : 1300
Resistencia a la traccin (MPa) : 1600
Elongacin antes de fractura A (%) : 9
Energa de fractura por impacto a 20 C, ensayo Charpy en una probeta entallada (J) : 25
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Steel
*) 1 MPa = 1 N/mm 2
Tratamiento trmico
Las chapas de grado XAR 500 reciben las propiedades requeridas como resultado de un proceso
de austenizacin y temple dado en instalaciones especiales, aplicndose, en ciertas circunstancias,
un posterior un revenido bajo Ac1. Un templado directo inmediatamente despus de la laminacin
en caliente se considera equivalente al templado convencional. El tratamiento trmico depende de
la composicin qumica y el espesor del producto.
Para evitar prdidas de dureza, el acero no debe calentarse a ms de 250 C.
Informacin General para el Procesamiento
Antes de cada proceso, es recomendable hacer uso de los catlogos tcnicos por parte del
fabricante del acero para hacer uso de su experiencia para el procesamiento de estos aceros. Otras
recomendaciones pueden obtenerse en las hoja Stahl-Eisen-Werkstoffblatt 088 (aceros soldables
de estructura de grano fino, pautas para el procesamiento, en especial para soldar).
Es indispensable que los usuarios de estos materiales adopten las precauciones definidas por el
fabricante de este producto para evitar grietas durante los procesos de corte trmico y soldadura.
Las tcnicas de procesamiento y aplicacin en conjunto son de importancia fundamental para el
uso exitoso de los productos fabricados en este acero. El fabricante debe asegurarse que su diseo
y mtodos de trabajo sean apropiados para estos materiales.
Conformado en fro
Los productos hechos de este acero son adecuados para doblado en fro siempre y cuando se
preste atencin a la alta dureza. La capacidad de formado del acero disminuye al aumentar la
dureza. Esto debe considerarse cuando se realiza el conformado. El conformado debe realizarse a
un ritmo lento y constante, se les debe quitar la rebaba a los bordes y se deben calentar las chapas,
en caso de ser necesario, antes de realizar el conformado. Este acero no requiere de un proceso de
alivio de tensiones final.
Capacidad de mecanizado
A pesar de la alta resistencia al desgaste, el acero muestra una buena capacidad de mecanizado si
se utilizan herramientas lo suficientemente robustas con insertos de carburo. La velocidad de
avance y corte debe ajustarse a la alta dureza del material.
Corte trmico
Se puede utilizar el proceso de corte con llama (oxicorte) para estos materiales, sin embargo, se
recomienda el proceso de corte con plasma para lograr una distorsin mnima.
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Una compaa
de ThyssenKrupp
Steel
Normalmente no se requiere el precalentamiento cuando se corta con llama espesores hasta
aproximadamente 25 mm.
Si la temperatura de la pieza de trabajo es inferior a +5 C, o los bordes del corte deben formarse
en fro durante el curso de ms procesamientos, se debe considerar un precalentamiento hasta
aproximadamente 150 C para evitar la formacin de grietas en fro.
Soldadura
Si se presta atencin apropiada a las reglas generales de soldado, este acero es soldable manual y
automticamente. Para evitar la formacin de grietas en fro en las uniones soldadas, slo debern
utilizarse electrodos de muy bajo contenido de hidrgeno. Generalmente no es necesario
precalentar para soldar con aportes austenticos.
El nivel de temperatura de precalentamiento para soldar depende del espesor de la chapa y del
estado de fatiga residual de la estructura. La temperatura de trabajo no debe sobrepasar los 250
C.
La resistencia al desgaste de componentes fabricados de XAR 500 puede incrementarse con la
ayuda de recubrimientos a base de aportes de soldadura o rociado de metal (spraying metal).
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Para mayores antecedentes, dirigirse al catlogo tcnico Processing of Wear Resistant Special Structural Steels de ThyssenKrupp Stahl.
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Acero especial de
construccin resistente al
desgaste
Chapa gruesa
Grado de Acero
Nmero de Material
Hoja Informativa del
Material
Marzo 2003
XAR PLUS
1.8722
Esta hoja informativa se aplica para chapas desde 4 a 100 mm de espesor de aceros XAR PLUS
resistentes a desgaste extremo y alto impacto.
Campo de aplicacin
El acero puede utilizarse a discrecin del comprador para estructuras de alta resistencia al
desgaste, como por ejemplo, maquinaria para movimientos de tierra y minera, tolvas para
camiones de gran tonelaje, protecciones para correas de transporte, equipo de chancado y de
molienda.
Caractersticas Qumicas
Composicin qumica (anlisis de colada, %)
C Si Mn P S Cu Cr Mo Nb B
0.22 0.80 1.50 0.025 0.012 0.30 1.30 0.50 0.05 0.005
Este producto reformulado por TKS, a partir del XAR 450, presenta ventajas comparativas muy
importantes dentro de las cuales cabe destacar:
El bajo % de Carbono en la aleacin, lo que facilita en forma importante los procesos de
oxicorte y soldadura.
El incremento en el % de Cr, garantiza una alta presencia de carburos de cromo en la
matriz, permitiendo alcanzar rendimientos de desgaste iguales a los materiales de 500 HB.
La presencia de Cu, le entrega una interesante resistencia a la corrosin atmosfrica.
Los elementos Nb, B y Al en la aleacin permite alcanzar niveles de resistencia al impacto
que superan casi en el doble los valores tradicionales de los materiales de 500 HB.
Los altos niveles de Cr y Mn garantizan una homogeneidad en la dureza del material en
todo su espesor.
Propiedades Mecnicas
Propiedades tpicas de una chapa de 15 mm de espesor.
Equivalente carbono CET (%) [CET=C+(Mn+Mo) /10+(Cr+Cu) /20+Ni/40] : 0.39
Equivalente carbono CE (%) [CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V) /5+(Ni+Cu) /15] : 0.65
Punto de ruptura (MPa) *) : 1200
Resistencia a la traccin (MPa) : 1350
Elongacin antes de fractura A (%) : 10
Energa de fractura por impacto a 40 C, ensayo Charpy en una probeta entallada (J) : 31 Energa de fractura por impacto a 20 C ensayo Charpy en una probeta entallada (J) : 38
Condiciones de entrega: templado y revenido.
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Dureza a temperatura ambiente: 410 - 490 HB (La dureza Brinell deber determinarse de acuerdo a la norma ISO 6506).
Tratamiento trmico
Las chapas de grado XAR PLUS reciben las propiedades requeridas como resultado de un proceso
de austenizacin y temple dado en instalaciones especiales, aplicando posteriormente un revenido
bajo Ac1. Un templado directo inmediatamente despus de la laminacin en caliente se considera
equivalente al templado convencional. El tratamiento trmico depende de la composicin qumica y
el espesor del producto.
Para evitar prdidas de dureza, el acero no debe calentarse a ms de 250 C.
Informacin General para el Procesamiento
Antes de cada proceso, es recomendable hacer uso de los catlogos tcnicos por parte del
fabricante del acero para hacer uso de su experiencia para el procesamiento de estos aceros. Otras
recomendaciones pueden obtenerse en las hoja Stahl-Eisen-Werkstoffblatt 088 (aceros soldables
de estructura de grano fino, pautas para el procesamiento, en especial para soldar).
Es indispensable que los usuarios de estos materiales adopten las precauciones definidas por el
fabricante de este producto para evitar grietas durante los procesos de corte trmico y soldadura.
Las tcnicas de procesamiento y aplicacin en conjunto son de importancia fundamental para el
uso exitoso de los productos fabricados en este acero. El fabricante debe asegurarse que su diseo
y mtodos de trabajo sean apropiados para estos materiales.
Conformado en fro
Los productos hechos de este acero son adecuados para doblado en fro siempre y cuando se
preste atencin a la alta dureza. La capacidad de formado del acero disminuye al aumentar la
dureza. Esto debe considerarse cuando se realiza el conformado. El conformado debe realizarse a
un ritmo lento y constante, se les debe quitar la rebaba a los bordes y se deben calentar las chapas,
en caso de ser necesario, antes de realizar el conformado. Este acero no requiere de un proceso de
alivio de tensiones final.
Capacidad de mecanizado
A pesar de la alta resistencia al desgaste, el acero muestra una buena capacidad de mecanizado si
se utilizan herramientas lo suficientemente robustas con insertos de carburo. La velocidad de
avance y corte debe ajustarse a la alta dureza del material.
Corte trmico
Se puede utilizar el proceso de corte con llama (oxicorte) para estos materiales, sin embargo, se
recomienda el proceso de corte con plasma para lograr una distorsin mnima.
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Normalmente no se requiere el precalentamiento cuando se corta con llama espesores hasta
aproximadamente 25 mm.
Si la temperatura de la pieza de trabajo es inferior a +5 C, o los bordes del corte deben formarse
en fro durante el curso de ms procesamientos, se debe considerar un precalentamiento hasta
aproximadamente 150 C para evitar la formacin de grietas en fro.
Soldadura
Si se presta atencin apropiada a las reglas generales de soldado, este acero es soldable manual y
automticamente. Para evitar la formacin de grietas en fro en las uniones soldadas, slo debern
utilizarse electrodos de muy bajo contenido de hidrgeno. Generalmente no es necesario
precalentar para soldar con aportes austenticos.
El nivel de temperatura de precalentamiento para soldar depende del espesor de la chapa y del
estado de fatiga residual de la estructura. La temperatura de trabajo no debe sobrepasar los 250
C.
La resistencia al desgaste de componentes fabricados de XAR PLUS puede incrementarse con la
ayuda de recubrimientos a base de aportes de soldadura o rociado de metal (spraying metal).
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Para mayores antecedentes, dirigirse al catlogo tcnico Processing of Wear Resistant Special Structural Steels de ThyssenKrupp Stahl.
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CAMINO A MELIPILLA 7060, CERRILLOS SANTIAGO, FONO: 56-2-5303171, FAX: 56-2-5303176
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N : XA-01R
Tipo de Procedimiento (procedure type) Especificacin de Procedimiento de Soldadura welding procedure specification
Procedimiento Precalificado prequalified procedure Calificado mediante ensayo qualified by testing -
Registro de Procedimiento de Calificacin procedure qualification records, pqr -
Compaa(company) Thyssen Krupp Aceros y Servicios S.A. Identificacin #(iden. #) XA-01R
Proceso Soldadura(welding process) FCAW-G Revisin(revision) 0.0 Fecha(date) 02/12/04 Por(by) mie
WPS No( WPSNo) XA-01 Autorizado por(authorized by) mie Fecha(date) 02/12/04
Tipo(type) : Manual(manual) Semiautomtico(semiautomatic) Automtico(automatic) Mquina(machine)
Diseo de unin usado(joint design used)
Tipo(type) : Tope
Simple(single) Doble soldadura(double weld) Respaldo(backing) : Si (yes) No (no) Material de respaldo (backing material): -
canal (groove ) 60 Radio(radius) J-U -
Separacin raiz (root opening)
2 mm Taln (root face)
2 mm
Intervencin raz(backgouging) : Si (yes) No (no) Mtodo (method): esmerilado
Metal base(base metal)
Esp. material(material spec.) : XABO460T XAR PLUS
Tipo o grado (type or grade) : Abrasive plate & HSL
Espesor(thickness) : Canal (groove)
25 mm Filete (fillet)
todos
Dimetro(diameter-pipe) : -
Material de aporte(filler metals)
Especificacin AWS (AWS specification) : A5.29
Clasificacin AWS (AWS classification) : E81T1-Ni2M H8
Proteccin (shielding)
Fundente(flux) - Gas(gas) SG-AC 20
Composicin(composition): Indurmig 20 Ar 20% CO2 Electrodo-fundente(clase)(electrode-flux(class)) : -
Flujo(flow rate) : 15 lpm
Tamao tobera(gas cup size):
Precalentamiento(preheat)
Temp. precalentamiento, min (preheat temp, min) : 80 C
Temp. interpase(interpass temp.) : Min 100 C Mx 250 C
Posicin(position)
Posicin canal(position of groove): plano Filete(fillet): -
Progresin (progression) : Asc. (up) Desc.(down)
Caractersticas elctricas(electrical characteristics)
Modo transferencia GMAW (transfer mode)
Corto circuito(short-circuiting) Globular(globular)
Spray(spray) Corriente (current)
CA(AC)
CCEP(DCEP) CCEN(DCEN) Pulsada(Pulsed) Otro(other) :
Electrodo tungsteno GTAW- (tungsten electrode)
Tamao(size) : -
Tipo(type) : -
Tcnica(technique)
Cordn recto u oscilado(stringer or weave bead) : Recto
Multipase o nico por lado - (multi-pass or single pass) - per side -
: multipase
Nmero de electrodos(number of electrodes) : 1
Distancia boquilla a pieza (contact tube to work distance) :
Martillado (peening) : -
Limpieza interpase(interpass cleaning) : escobilla
Tratamiento trmico post-soldadura(postweld heat treatment)
Temperatura (temperature) : -
Tiempo(time) : -
-
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AAA
N : XA-01R
Procedimiento de Soldadura(welding procedure) Pases o capas
de soldadura
Proceso Metales de Aporte (filler metals)
Corriente (current)
Volts Velocidad
de avance (pass or weld
layers) (process) Clase(class) Dim.(diam) Tipo&Polaridad
(type&polarity) Amps o VAA (amps or WFS)
(volts) (travel speed) mm/min
XAR PLUS XABO 460T
1
FCAW-G
E81T1-Ni2M H8
1.2
CCEP
190
29
190
2
240
315
3 360
4 300
5 340
6 350
7 340
8 400
9 410
10 310
11 295
12 300
13 225
14 395
15 240
16 290
Detalles de la Unin(joint details)
Empresa (manufacturer) : Thyssen Krupp Aceros y Servicios S.A. Aprobado por(approved by): Mauricio Ibarra E.
Fecha(date) : 01/12/04
Firma(signature)
8 3 2
14
9 4 1
15
XAR PLUS - XABO
11 12 10
7
13
5 6
16
-
CAMINO A MELIPILLA 7060, CERRILLOS SANTIAGO, FONO: 56-2-5303171, FAX: 56-2-5303176
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Registro de Calificacin de Procedimiento Procedure Qualification Record (PQR) -
RESULTADOS DE ENSAYOS(TEST RESULTS)
ENSAYO TRACCIN (TENSILE TEST)
Probeta
No
Dimetro,
mm
Area,
mm2
Carga Traccin
Mxima, Kg
Esfuerzo Traccin
Mxima, Kg/mm2 (Ksi)
Carcter y ubicacin
de la falla (Specimen
No)
(Diameter,
mm)
(Area,
mm2)
(Ultimate tensile
load, Kg)
(Ultimate unit
stress, Kg/mm2)
(Character of failure
and location)
XAR PLUS XABO 460T T-1 12.65 125.7 6878 54.73 (77.919) Dctil metal base
T-2 12.65 125.7 7107 56.55 (80.513) Dctil metal base
En estos tipos de aceros resistente a la abrasin, la resistencia a la traccin mxima debe ser a lo menos del esfuerzo de
diseo.
ENSAYO DOBLADO GUIADO (GUIDED BEND TEST)
Probeta No Tipo de doblado Resultado Observaciones (Specimen No) (Type of bend) (Result) (Remarks)
XAR PLUS XABO 460T L1 Lado Cumple Presenta discontinuidad < 3 mm
L2 Lado Cumple Presenta discontinuidad < 3 mm
L3 Lado Cumple Presenta discontinuidad < 3 mm
L4 Lado Cumple Presenta discontinuidad < 3 mm
ENSAYO IMPACTO CHARPY-V (IMPACT TEST CHARPY V
Probeta Temp. Ensayo, C Metal base zat Centro cordn (specimen N) Test temp., C Base metal haz Center bead weld
XAR PLUS XABO 460T 1
-40C
- 174.64 (xar plus)
281.15 (xabo)
55.19
2 - 197.47 (xar plus)
270.61 (xabo)
45.82
3 - 185.42 (xar plus)
315.69 (xabo)
36.51
promedio - 185.84 (xar plus)
289.15 (xabo)
45.84
Todos los ensayos de impacto cumplen el mnimo del metal base de acuerdo a la ficha tcnica, esto es: XAR PLUS: 30J a 40C. Se debe
considerar que cuando hay dos metales bases en la unin el criterio de aceptacin es por el menos tenaz.
Soldador(Welder) Miguel Alvarado Hurtubia Estampa No(Stamp No) 6.446.481-7
Ensayo conducido por (Tests conducted by) Centro Tcnico Indura Ltda. No Ensayo(Test number) M041207-904 Certificamos que los antecedentes expuestos en este informe, son correctos y que las probetas de soldadura fueron preparadas, soldadas y
ensayadas, de acuerdo con los requerimientos de ANSI/AWS D14.3-94 Specification for Welding Earthmoving and Construction Equipment
Empresa (manufacturer) : Thyssen Krupp Aceros y Servicios S.A. Aprobado por(approved by): Mauricio Ibarra
Fecha(date) : 07/12/04
Firma(signature)
INSPECCION VISUAL (VISUAL INSPECTION)
Apariencia(Appearance) Buena
Socavacin(Undercut) Sin socavacin
Porosidad(Piping porosoty) No
Convexidad(Convexity) < 3 mm
Fecha ensayo(Test date) 12/11/04
Inspeccionado(Witnessed by) Claudio Martnez H.
Antecedentes Sobre soldadura aceros XARPAS 550XABO 460T XAR 500XAR PlusXAR_pqr(real)
