Acero X20Cr13: Propiedades, precios, equivalentes

X20Cr13 es un acero inoxidable martensítico rentable (EN 1.4021, comúnmente vendido como AISI 420) con aproximadamente 0,16-0,25% de carbono y alrededor de 12-14% de cromo. Se endurece mediante temple y revenido para alcanzar una dureza elevada y una buena resistencia al desgaste, manteniendo al mismo tiempo una resistencia a la corrosión aceptable en entornos poco agresivos. Para piezas que necesitan gran dureza, resistencia al desgaste y un comportamiento inoxidable razonable -por ejemplo, álabes, asientos de válvulas, ejes y componentes de bombas-, el X20Cr13 es a menudo la mejor opción comercial cuando se busca el equilibrio entre rendimiento y precio directo de fábrica.

1. ¿Qué es el acero X20Cr13?

X20Cr13 es un acero inoxidable martensítico identificado en la nomenclatura EN como 1.4021. Esta misma familia suele tener referencias cruzadas con AISI 420 y BS 420S29 en muchos catálogos de proveedores. El nombre se decodifica como: X = aleación, 20 = carbono nominal ×100 (0,20% nominal), Cr13 = aproximadamente 13% de cromo. Esta clase de acero es magnética y templable mediante tratamiento térmico.

2. 2. Composición química

A continuación se muestra el intervalo de composición estándar que suele encontrarse para X20Cr13 (EN 1.4021 / AISI 420). Los lotes de laminación individuales pueden situarse en cualquier punto de los márgenes de tolerancia.

Tabla de composición

Nota: Los proveedores ofrecen a veces variantes con S o Mn ligeramente alterados para facilitar el mecanizado de la calidad (mecanizado libre X20Cr13) o para mejorar la pulibilidad. Solicite siempre un análisis de laminación o un certificado de conformidad para las piezas críticas.

3. Microestructura y cómo la composición controla el comportamiento

X20Cr13 es principalmente una aleación inoxidable martensítica después de un tratamiento térmico adecuado. Las principales características microestructurales que encontrará son:

• Matriz de martensita una vez templado, que proporciona la alta dureza y resistencia a la tracción.

• Carburos de cromo precipitan en función del carbono y del historial térmico. Aumentan la resistencia al desgaste, pero pueden reducir la resistencia a la corrosión si se forman en exceso en los límites de grano (sensibilización).

• Austenita retenida puede estar presente si el enfriamiento rápido es insuficiente; esto afecta a la estabilidad dimensional y a la respuesta posterior del revenido.

Implicaciones prácticas: Los porcentajes de carbono y cromo se equilibran deliberadamente para permitir el endurecimiento a alta dureza manteniendo el comportamiento inoxidable. La precipitación excesiva de carburos en los límites de grano reduce la resistencia a la corrosión, por lo que es importante un enfriamiento controlado y un revenido adecuado.

4. Propiedades mecánicas (típicas, recocidas y templadas + revenidas)

Las propiedades mecánicas varían mucho con el tratamiento térmico. La tabla siguiente resume los rangos típicos de las hojas de datos de los proveedores para las formas de producto más comunes (barras, varillas). Los valores son representativos; valídelos siempre con el certificado del proveedor.

Nota práctica: Como ocurre con todos los aceros martensíticos, el endurecimiento proporciona solidez y resistencia al desgaste a expensas de la ductilidad. Las dimensiones y el disipador térmico (espesor de la sección) influyen en la dureza y las propiedades finales.

5. Tratamiento térmico: cómo endurecer, templar y controlar las propiedades.

Un tratamiento térmico correcto es esencial para un rendimiento predecible.

Procedimiento típico de endurecimiento

1. Austenitización (tratamiento en solución)Calentar a 980-1050°C y mantener para conseguir una austenita uniforme. Las temperaturas típicas de austenitización rondan los 1.000 °C para muchos lotes comerciales.

2. QuenchEnfriamiento rápido en aceite o polímero para transformar la austenita en martensita. El enfriamiento al aire suele ser insuficiente para el endurecimiento completo en las secciones más gruesas.

3. TempleRecalentamiento a 150-650°C en función del equilibrio necesario entre dureza y tenacidad. Un revenido inferior (150-200°C) conserva una dureza muy elevada pero puede mantener la fragilidad. Los revenidos superiores reducen la dureza y restauran la tenacidad.

Objetivos de dureza

• Para las herramientas de corte y las hojas de cuchillo, es habitual el revenido para alcanzar el Rockwell C 56-62 (específico para la geometría y el uso).

• Para las piezas de desgaste, los diseñadores pueden centrarse en rangos específicos de HB o HRC en función de la aplicación.

Agrietamiento por enfriamiento rápido y precaución

• Evitar el temple demasiado rápido en formas complejas en las que las tensiones internas pueden provocar grietas. Utilizar dispositivos adecuados y precalentar si es necesario. Las geometrías complejas deben validarse con tratamientos térmicos de prueba.

(Para conocer las ventanas de temperatura exactas, consulte la hoja de datos de tratamiento térmico del proveedor y los diagramas TTT aplicables. Los fabricantes de acero reconocidos disponen de hojas de datos y diagramas TTT típicos).

6. Resistencia a la corrosión: qué esperar y límites

X20Cr13 proporciona resistencia moderada a la corrosión típico de los aceros martensíticos al cromo 12-14%. Puntos clave:

• Resiste mejor a la oxidación y a la corrosión acuosa leve que los aceros al carbono normales gracias a su contenido en cromo.

• Es no tan resistentes a la corrosión como los grados austeníticos como el 304 o el 316; evite la exposición prolongada a entornos ricos en cloruros cuando la resistencia a la corrosión sea esencial.

• El acabado de la superficie es importante: las superficies pulidas mejoran significativamente la resistencia; las superficies rugosas o dañadas por el calor y los límites de grano ricos en carburo empeoran el rendimiento.

Límites de uso de la temperatura

• Muchos proveedores indican un servicio de hasta 300-400°C aproximadamente para uso estructural. Para una exposición continua a atmósferas calientes y sulfurosas o a entornos fuertemente oxidantes, elija un acero inoxidable de mayor aleación o un grado resistente al calor.

7. Maquinabilidad, rectificado y pulido

• Maquinabilidad es medio. El contenido en carbono aumenta el desgaste de la herramienta; pueden ofrecerse variantes de mecanizado libre con azufre aumentado cuando se necesita eficacia de corte. Pregunte a su laminador si suministra azufre bajo o azufre controlado para facilitar el pulido.

• Rectificado y acabado: X20Cr13 obtiene un buen pulido espejo, especialmente cuando se utiliza material con bajo contenido en azufre y tras un tratamiento térmico adecuado. El acabado final de la superficie mejora notablemente la resistencia a la corrosión.

• Herramientas de corteHerramientas de metal duro recomendadas para los estados de dureza; utilizar configuraciones rígidas para evitar vibraciones y zonas de endurecimiento inesperadas.

8. Soldadura y reparación

• Los aceros inoxidables martensíticos son menos soldables que los austeníticos. La soldadura puede crear zonas afectadas por el calor duras y quebradizas si no se precalientan y templan adecuadamente.

• Recomendaciones de soldaduraPrecalentamiento a 150-250°C, control de la temperatura entre pasadas y revenido posterior a la soldadura para aliviar tensiones y evitar fisuras. Siempre que sea posible, utilizar metales de aportación coincidentes especificados por el proveedor. Para los componentes críticos, prefiera la fijación mecánica o el diseño para insertos de desgaste reemplazables a fin de evitar las reparaciones soldadas.

9. Aplicaciones típicas (en las que brilla el X20Cr13)

El X20Cr13 se utiliza mucho cuando se necesita dureza y una resistencia moderada a la corrosión a un buen precio:

• Cubiertos y hojas de cuchillo

• Instrumental quirúrgico y dental en algunos casos (cuando se especifique y se procese conforme a las normas quirúrgicas).

• Casquillos de cojinete, componentes de válvulas y bombas

• Ejes, pasadores y piezas de desgaste donde se requiera dureza superficial

• Herramientas, punzones y matrices para algunas operaciones de trabajo en frío.

• Elementos de fijación y componentes para el procesado de alimentos en los que el pulido evita la contaminación

Los proveedores y los catálogos industriales suelen citar el X20Cr13 para estos usos porque ofrece un buen compromiso entre rendimiento y coste.

10. Formas de los productos, tolerancias y qué solicitar a los proveedores

Formularios comunes suministrados

• Barras brillantes (estiradas en frío)

• Barras rectificadas y ejes de precisión

• Barras planas y chapas de espesores limitados

• Piezas forjadas y barras semiacabadas

Qué pedir a la fábrica

• Certificado de ensayo del molino (análisis químico y mecánico)

• Registro de tratamiento térmico mostrar el programa de austenización, el medio de enfriamiento y el revenido cuando se suministra material preendurecido

• Especificación del acabado superficial y cualquier tratamiento de pulido/grabado

• Informes de ensayos no destructivos para componentes críticos (UT, MPI según proceda)

11. Precios de fábrica y comparación de proveedores (tabla de precios)

Los precios de fábrica de los aceros inoxidables varían según la región, la forma, la cantidad y las condiciones del mercado. La tabla siguiente resume las gamas típicas de fábrica/cuasi-mayoristas observadas en los listados de proveedores mundiales. Utilice estas cifras como referencia de compra y solicite siempre un presupuesto formal.

Consejos para el comprador

• Los precios fluctúan en función de la materia prima (el níquel no es relevante aquí, pero los precios del cromo y la chatarra afectan a las cotizaciones), la divisa, el flete y el volumen de pedidos.

• Solicite presupuestos de fábrica y compare el coste de entrega en su planta, incluidos aranceles y fletes. Para pedidos grandes, solicite entregas escalonadas y trazabilidad de lotes.

12. Lista de control para la selección del diseño

Cuando elija X20Cr13 para un componente, marque estos puntos:

• ¿Es prioritaria una alta dureza o resistencia al desgaste? En caso afirmativo, X20Cr13 es un candidato.

• ¿El entorno será ligeramente corrosivo o los componentes estarán expuestos a agua salada o medios ácidos? Si se prevé una corrosión severa, considere grados más altos de cromo o austeníticos.

• ¿Puede controlar el tratamiento térmico (temple y revenido) o comprar barras pretratadas al proveedor? Si no es así, acuerde con el laminador la dureza de entrega requerida.

• ¿Las geometrías son complejas o finas? Valide la estrategia de templado para evitar distorsiones o grietas.

• ¿Es probable que se reparen las soldaduras? En caso afirmativo, diseñe para minimizar la soldadura en servicio o elija un acero inoxidable más soldable.

13. Control de calidad y pruebas que importan

Pregunta a los proveedores:

• Certificado de ensayo del laminador (EN 10204 3.1 o 3.2 según sea necesario)

• Informe del ensayo de dureza (antes y después del tratamiento térmico, si procede)

• Informe de composición química (espectroanálisis)

• Para piezas críticas, solicite ensayos no destructivos (ultrasonidos/penetrantes/MPI) y certificados dimensionales.

14. Sostenibilidad y fin de vida útil

X20Cr13 es totalmente reciclable dentro del flujo de chatarra de acero inoxidable. La recuperación del cromo y el hierro es habitual en el reciclado del acero, por lo que este grado es una opción razonable para los fabricantes que deseen optimizar el impacto del ciclo de vida. Al comprar a las fábricas, considere la posibilidad de solicitar información sobre el contenido de chatarra y la eficiencia energética de la producción si la sostenibilidad es un criterio de compra.

15. Preguntas más frecuentes

1. ¿Es X20Cr13 lo mismo que AISI 420?
   Sí, X20Cr13 (EN 1.4021) suele ser equivalente a AISI 420 en muchas normas y catálogos de proveedores. Confirme siempre la composición exacta en el certificado del laminador.

2. ¿Se oxida el X20Cr13?
   Puede corroerse en condiciones agresivas; en ambientes suaves y con buen acabado superficial se comporta como un acero inoxidable. Para entornos con cloruros, elija grados de aleación superiores.

3. ¿Puede endurecerse el X20Cr13 hasta alcanzar la dureza de un cuchillo?
   Sí, con un temple y revenido adecuados alcanza una dureza adecuada para los filos de corte, pero la dureza exacta depende del tamaño de la sección y del revenido.

4. ¿Es bueno para soldar?
   La soldadura es posible, pero requiere un precalentamiento y un revenido posterior para evitar el agrietamiento y la fragilización. Utilizar metales de aportación compatibles.

5. ¿Qué industrias utilizan X20Cr13?
   Cuchillería, válvulas, bombas, elementos de fijación, ejes, cojinetes y herramientas en los que se necesita dureza y una buena resistencia a la corrosión.

6. ¿Es magnético el X20Cr13?
   Sí, al ser martensítica es magnética en estado templado y revenido.

7. ¿Cuál es la densidad típica?
   Aproximadamente 7,7 g/cm³, similar a muchos aceros inoxidables.

8. ¿Ofrecen los proveedores variantes de mecanizado libre?
   Sí. Algunos productores ajustan el azufre u otros elementos para mejorar la maquinabilidad; solicitar detalles de la variante al proveedor.

9. ¿Qué certificaciones solicitar para las piezas críticas?
   Certificados de ensayo de laminación EN 10204 3.1/3.2, registros de tratamiento térmico, informes de dureza y END, según proceda.

10. ¿Es rentable el X20Cr13?
    Sí. Se suele elegir por su buen equilibrio entre dureza, resistencia al desgaste y protección moderada contra la corrosión a precios de fábrica inferiores a los de los grados inoxidables de mayor aleación. Los precios varían según la región y el tamaño del pedido.

Recomendaciones prácticas finales para MWalloys

1. Posicionamiento: Destaque los precios directos de fábrica, los certificados de fresado y los acabados disponibles (pulido bajo en S, templado y revenido según la dureza del cliente). Indique claramente las formas (barras, ejes rectificados de precisión, barras planas) que tiene en stock y los plazos de entrega habituales.

2. Contenido para incluir en las páginas de productos: tabla de composición, opciones claras de tratamiento térmico, gamas de dureza, aplicaciones recomendadas, resultados de ensayos mecánicos típicos y MTC descargable. Esto mejora la confianza del comprador y la visibilidad en las búsquedas.

3. SEO y EEAT: Proporcione hojas de datos internas, fotos reales del acabado superficial y secciones transversales, estudios de casos de clientes en los que X20Cr13 resolvió un problema de desgaste o coste, y documentación clara que demuestre la trazabilidad de la calidad. Estos elementos contribuyen a la clasificación en Google y cumplen las expectativas de EEAT.

4. Transparencia de precios: Ofrezca ejemplos de niveles de precios (de fábrica por tonelada para 1-3 toneladas frente a volúmenes mayores) y una plantilla de presupuesto descargable para agilizar las decisiones de compra.

Fuentes y referencias clave

• AceroNúmero: composición química y notas sobre el control del azufre para la maquinabilidad.

• Ficha técnica de Rodacciai (X20Cr13 / 1.4021): gamas de composición y tablas de propiedades mecánicas para diferentes tamaños y condiciones.

• Página técnica de AGST (AISI 420 / 1.4021): notas sobre la resistencia a la corrosión, densidad y orientación sobre la temperatura de servicio.

• Argent Steel / ficha técnica del proveedor: resumen de prestaciones: dureza, propiedades de desgaste y comparación con otras calidades 410/416.

• Páginas de listados de mercado (Alibaba, Made-in-China): gamas indicativas de precios de fábrica para barras y bobinas; utilícelas para comparar los precios de los compradores.