What is 52100 Steel?
It is nearly impossible to name them all by memory, as there are over 3,000 grades of steel available today. They have been defined by The American Iron & Steel Institute (AISI) and the Society of Automotive Engineers (SAE), who have organized them into categories based on use and composition. This article will explore a high carbon, low alloy steel known as 52100 steel, to show where it fits best as an engineering material. We will first look at the physical properties of 52100 steel, and then investigate its working characteristics as well as the potential uses for this versatile metal.
Physical Properties of 52100 Steel
52100 steel seems to have a different naming structure than the other three- or four-digit steels, but this is only due to the specific differences between the SAE and AISI naming indexes. The first digit (5) denotes that this steel is primarily alloyed with chromium, and the second digit (2) represents an alloying percentage greater than 1%. In other words, the second digit does not specify the exact percentage of chromium, but only that it is alloyed at a higher percentage than other similar steels. The last three digits show the average percentage of carbon used in the steel; so, for 52100 steel, there is on average 1.00 % carbon used in its blend. Below is a list showing the exact chemical composition of 52100 steel, with tolerances:
Elementos componentes del acero 52100
0.98-1.1% Carbono
1.3-1.6% Cromo
0.25-0.45TP3T Manganeso
<= 0.025% Fósforo
0.15-0.3% Silicio
<= 0.025% Azufre
Para aprender más sobre las diferencias entre grados de acero, lee nuestro artículo sobre los tipos de aceros.
52100 steel is a high carbon chromium alloy steel that has a density of 7.81 g/cm3 (0.282 lb/in3). It can be hardened via cold and hot working processes and responds to annealing and tempering and can be strengthened using the heat treatment process. It is readily forged and formed, as well as machined, from its annealed condition. While generally not used for welding, 52100 steel is particularly useful in bearings, mill rolls, and vehicle parts thanks to its combination of strength, hardness, and workability. The most common form of 52100 stock is bar stock, but it can also be found in tube, wire, flat-rolled, and forging stocks as well.
Summary of mechanical properties for 52100 steel.
| Propiedades Mecánicas | Métrico | Inglés |
| Módulo de elasticidad | 210 GPa | 30500 ksi |
| Bulk Modulus | 160 GPa | 23200 ksi |
| Shear Modulus | 80 GPa | 11600 ksi |
| Fracture Toughness | 15.4-18.7 MPa-m½ | 14.0 – 17.0 ksi-in½ |
| Mecanibilidad | 40% | 40% |
- Arriba, en la Tabla 1, se muestran algunas propiedades mecánicas del acero 52100 para ilustrar sus útiles características de trabajo. Esta sección explicará brevemente cada parámetro y cómo se relaciona con las aplicaciones del acero 52100.
- El tipo de acero 52100 tiene un módulo de elasticidad de 210 GPa. Esta métrica describe la rigidez elástica de un material, donde un módulo de elasticidad más alto indica un metal más rígido. Es importante entender el módulo de elasticidad de un material si debe ser mecanizado, ya que un material menos rígido tiende a pegarse y a desgastarse en las fresadoras, mientras que un material más rígido desgastará más rápido las herramientas de corte, pero generalmente se mecaniza mejor. El acero 52100 responde bien a los procesos de mecanizado, y esto se observa claramente a través de su gran módulo de elasticidad.
- El módulo de volumen es una propiedad del material que a menudo se reserva para líquidos, pero se usa comúnmente en referencia al acero ya que describe la resistencia de un metal a la compresión, o una reducción en volumen cuando se comprime de manera uniforme. Este valor es especialmente importante para el acero 52100, ya que se usa típicamente en rodamientos que pueden estar sometidos a este tipo de fuerza o carga de compresión constante. Como se ve en la Tabla 1, el módulo de volumen del acero 52100 es de 160 GPa, aproximadamente el doble que la mayoría de las aleaciones de aluminio.
- El módulo de corte de un material es otra representación de la respuesta del material a la tensión, que en este caso es la tensión cortante. La tensión cortante es cuando dos fuerzas se oponen a lo largo de un plano del material, como cuando las tijeras cortan papel, o una sierra corta una barra cilíndrica. Es un valor importante para entender si un metal será cortado de stock y torcido/formado radialmente, ya que el material no debe desgarrarse ni fracturarse bajo estas condiciones. El módulo de corte del acero 52100 es de 80 GPa, lo cual es típico para el acero y es adecuado para cortar a partir de bobinas planas y alambres.
- La tenacidad a la fractura muestra la capacidad de un material para resistir la fractura. Indica la tensión en la que las grietas se propagarán a través del material sin ser detenidas por otros efectos y es vital para entender cómo falla un material en fractura frágil. Un material con una alta tenacidad a la fractura generalmente falla en fractura dúctil, mientras que aquellos con baja tenacidad simplemente se fragmentan. Con una tenacidad a la fractura de 15.4-18.7 MPa-m½, el acero 52100 es claramente propenso a un escenario de fractura más dúctil, lo cual es ideal para este tipo de acero.
- Finalmente, la maquinabilidad de un material es una medida cualitativa y comparativa de qué tan bien un metal reacciona a los procedimientos de mecanizado. A menudo se expresa en porcentaje, donde el acero de referencia se establece en 100% y otros aceros se dan en porcentaje en referencia a este acero. La calificación de maquinabilidad vista en la Tabla 1 hace referencia al acero AISI 1212, que tiene una maquinabilidad de 100% en esta escala. Un porcentaje menor que 100% (como en el caso del acero 52100) significa que es más difícil de mecanizar que el acero de referencia. Esto no significa que el 52100 no sea adecuado para el mecanizado; al contrario, puede ser mecanizado fácilmente, pero su dureza simplemente desgasta más rápido las matrices y las herramientas de fresado.
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Aplicaciones del acero 52100
- Como se mencionó anteriormente, el acero 52100 se usa con mayor frecuencia en rodamientos de acero, así como en equipos de fabricación de rodamientos. Su dureza y resistencia lo hacen adecuado para cuchillas y utensilios de corte, aunque es más difícil de tratar térmicamente que otros aceros para cuchillas más comunes. A continuación, se presenta una lista de otras aplicaciones comunes del acero 52100:
- Rodamientos antifricción
Rodillos de molino
Punzones, machos, matrices
Piezas para automoción y aeronáutica
Elementos de fijación
y más. - Si el acero 52100 parece útil para su proyecto, contacte a su proveedor y consulte si están de acuerdo. Siempre tendrán la mejor información relevante a sus especificaciones y podrán asesorarle sobre opciones y alternativas adecuadas.
- XTJ es un fabricante OEM líder dedicado a ofrecer soluciones de fabricación integral desde prototipos hasta producción. Nos enorgullece ser una empresa certificada con ISO 9001 en gestión de calidad y estamos decididos a crear valor en cada relación con el cliente. Lo logramos mediante colaboración, innovación, mejoras en los procesos y una mano de obra excepcional.
