15-5PH – UNS S15500 (XM-12)
Acero inoxidable martensítico endurecible por precipitación (Cr-Ni-Cu)
Versión del 17-4PH con menos Cr y prácticamente sin ferrita delta, lo que da mejor tenacidad transversal y tenacidad en secciones grandes. Se endurece por precipitación de cobre en un único envejecimiento entre 480 y 620 °C, con resistencia a la corrosión comparable a la del 304 en muchos medios.
Designaciones y equivalentes
| Sistema | Designación |
|---|---|
| UNS | S15500 |
| W.Nr./EN | 1.4545 (X5CrNiCu15-5) |
| DIN | X5CrNiCu15-5 |
| Denominación comercial | 15-5 PH (marca registrada de Cleveland-Cliffs, antes Armco/AK Steel), ATI 15-5, XM-12 |
| Otras | AMS 5659 (barra/forjado VAR/ESR) |
Normas por forma de producto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Barra | ASTM A564 XM-12; AMS 5659 |
| Forjado | ASTM A705 XM-12; AMS 5659 |
| Chapa | ASTM A693 XM-12; AMS 5862 |
| Fundición equivalente | ASTM A747 CB7Cu-2 |
Tolerancias y códigos HS
- Barras forjadas (redondas y cuadradas): sobremedida de mecanizado desde 2 mm (Ø 6–16 mm) hasta 24 mm (Ø 400–500 mm) en el diámetro. Ej.: Ø 100–125 mm terminado: +7 mm, tolerancia +6 / −0 (longitud hasta 3.500 mm).
- Discos forjados: sobremedida de 4 a 9 mm en el diámetro y de 3 a 11 mm en la altura, tolerancia solo positiva.
- Corte y mecanizado: sierra de cinta −0 / +5 a +15 mm en la longitud; chorro de agua +10 % del espesor en el diámetro (mín. 2 mm); piezas mecanizadas −0 / +2 a +5 mm en el diámetro. Vea las tablas completas (INF 002 e INF 003, iguales para todas las aleaciones).
| Forma | NCM (Brasil, 8 dígitos) | HS (internacional, 6 dígitos) | HTS (EE. UU., 10 dígitos)* | CN (Unión Europea, 8 dígitos)* |
|---|---|---|---|---|
| Barra forjada | 7222.30.00 | 7222.30 | 7222.30.0024 | 7222 30 51 |
| Barra laminada en caliente | 7222.11.00 | 7222.11 | 7222.11.0059 | 7222 11 11 |
| Chapa (> 10 mm, ancho ≥ 600 mm) | 7219.21.00 | 7219.21 | 7219.21.0020 | 7219 21 10 |
| Brida y conexión | 7307.21.00 | 7307.21 | 7307.21.5000 | 7307 21 00 |
Clase arancelaria: acero inoxidable (por composición química, según las Notas del Capítulo 72 y la Nota 5 de la Sección XV).
*: códigos de EE. UU. y de la UE a modo de referencia. NCM según la legislación vigente (Reglas Generales de Interpretación, Notas de los Capítulos 72, 74 y 75 y Nota 5 de la Sección XV). Confirme el código definitivo con su agente de aduanas según el tamaño y el acabado del ítem. HS = primeros 6 dígitos de la NCM.
Composición química (%)
ASTM A564 XM-12
| Elemento | Rango (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,07 |
| Mn | ≤ 1,00 |
| Si | ≤ 1,00 |
| P | ≤ 0,040 |
| S | ≤ 0,030 |
| Cr | 14,0 – 15,5 |
| Ni | 3,5 – 5,5 |
| Cu | 2,5 – 4,5 |
| Nb + Ta | 0,15 – 0,45 |
| Fe | resto |
Calcule el PREN de 15-5PH – UNS S15500 (XM-12) en la calculadora de PREN →
Propiedades mecánicas
Envejecido – mínimos de la ASTM A564 (barra, longitudinal); otras condiciones en la tabla de envejecimiento
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| H900 – Rp0,2 / Rm | ≥ 1.170 / ≥ 1.310 MPa; A ≥ 10%; ≥ 40 HRC |
| H1025 – Rp0,2 / Rm | ≥ 1.000 / ≥ 1.070 MPa; A ≥ 12%; ≥ 35 HRC |
| H1075 – Rp0,2 / Rm | ≥ 860 / ≥ 1.000 MPa; A ≥ 13%; ≥ 32 HRC |
| H1150 – Rp0,2 / Rm | ≥ 725 / ≥ 930 MPa; A ≥ 16%; ≥ 28 HRC |
| H1150M – Rp0,2 / Rm | ≥ 515 / ≥ 795 MPa; A ≥ 18% |
| Condición A (solubilizado) | ≤ 38 HRC / 363 HB |
Propiedades físicas típicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 7,78 g/cm³ (A) / 7,81 g/cm³ (H900) |
| Rango de fusión | 1.400 – 1.440 °C |
| Módulo de elasticidad | 196 GPa |
| Conductividad térmica (100 °C) | 17,8 W/m·K |
| Dilatación térmica (20–100 °C) | 10,8 µm/m·K |
Calcule el peso de barra, chapa o tubo de 15-5PH – UNS S15500 (XM-12) →
Condiciones de envejecimiento
| Condición | Envejecimiento | Rp0,2 mín. | Rm mín. | A mín. | Dureza mín. |
|---|---|---|---|---|---|
| A (solubilizado) | 1.040 ± 15 °C, enfriar < 30 °C | – | – | – | ≤ 363 HB / 38 HRC máx. |
| H900 | 482 °C / 1 h / aire | 1.170 MPa | 1.310 MPa | 10% | 388 HB / 40 HRC |
| H925 | 496 °C / 4 h / aire | 1.070 MPa | 1.170 MPa | 10% | 375 HB / 38 HRC |
| H1025 | 552 °C / 4 h / aire | 1.000 MPa | 1.070 MPa | 12% | 331 HB / 35 HRC |
| H1075 | 579 °C / 4 h / aire | 860 MPa | 1.000 MPa | 13% | 311 HB / 32 HRC |
| H1100 | 593 °C / 4 h / aire | 795 MPa | 965 MPa | 14% | 302 HB / 31 HRC |
| H1150 | 621 °C / 4 h / aire | 725 MPa | 930 MPa | 16% | 277 HB / 28 HRC |
| H1150M | 760 °C / 2 h / aire + 621 °C / 4 h / aire | 515 MPa | 795 MPa | 18% | ≈ 255 HB (típico) |
Tratamiento térmico, soldadura y mecanizado
| Ítem | Práctica habitual |
|---|---|
| Temperatura de servicio | Hasta ≈ 315 °C; la exposición prolongada por encima de eso causa fragilización (envejecimiento a 475 °C). |
| Tratamiento térmico | Solubilización (condición A) a 1.040 ± 15 °C, enfriamiento al aire o en aceite hasta < 30 °C; mecanizar en A y envejecer después. Envejecimiento (ASTM A564, mínimos de barra): H900 482 °C/1 h → Rp0,2 1.170 / Rm 1.310 MPa, 40 HRC; H925 496 °C/4 h → 1.070/1.170 MPa, 38 HRC; H1025 552 °C/4 h → 1.000/1.070 MPa, 35 HRC; H1075 579 °C/4 h → 860/1.000 MPa, 32 HRC; H1100 593 °C/4 h → 795/965 MPa, 31 HRC; H1150 621 °C/4 h → 725/930 MPa, 28 HRC; H1150M 760 °C/2 h + 621 °C/4 h → 515/795 MPa (≈ 255 HB). Mismos ciclos y mínimos que el 17-4PH (la A564 trata el 630 y el XM-12 en conjunto). |
| Soldadura | Buena: soldar en condición A o H1150, sin precalentamiento; reenvejecer (o solubilizar + envejecer) después de soldar. Consumible AWS ER630 (17-4PH) para resistencia; ER308L/ER309L cuando la unión no necesita la resistencia del metal base. |
| Mecanizado | Buena en condición A o H1150; acabado después del envejecimiento, considerando una contracción de ≈ 0,05% (H900). |
Planifique un forjado libre en 15-5PH – UNS S15500 (XM-12): reducción, esbeltez y cuánto material enviar →Simule el plan de corte del lingote o de la barra →
Metal de aporte para soldadura
La composición del alambre normalmente no es idéntica a la del material: cada página explica por qué.
Aplicaciones típicas
- Estructuras y herrajes aeronáuticos
- Ejes y vástagos de válvulas
- Componentes de bombas y compresores
- Engranajes y acoplamientos
- Piezas de grandes secciones que requieren tenacidad transversal
- Herramientas y moldes para plástico
- Hidrochorro: bombas y componentes de alta presión (la alta resistencia permite paredes más delgadas, con resistencia a la corrosión)*
- Celdas de carga y de balanza: elemento elástico de alta resistencia y resistente a la corrosión, con baja histéresis y fluencia*
Alternativas: 17-4PH cuando la tenacidad transversal no es crítica (más disponible); 13-8Mo (XM-13) para mayor tenacidad y resistencia; 431 o F6NM cuando 900 MPa son suficientes y se busca un costo menor.
Compare aleaciones por medio corrosivo, concentración y temperatura →
15-5PH: guía completa
Qué es el acero inoxidable 15-5PH
El 15-5PH pertenece a la familia de los aceros inoxidables especiales, dentro del grupo endurecible por precipitación (PH). Se desarrolló como evolución del 17-4PH: con algo menos de cromo y más níquel, y producido por refusión al vacío, elimina las bandas de ferrita delta que perjudican la tenacidad transversal del 17-4PH. La estructura es martensita de bajo carbono; la resistencia proviene de precipitados muy finos de cobre formados durante el envejecimiento.
Composición química
Cromo de 14 a 15,5%, níquel de 3,5 a 5,5%, cobre de 2,5 a 4,5% y niobio de 0,15 a 0,45%, con carbono de hasta 0,07%.
Tratamiento térmico
La solubilización se hace a 1.040 °C con enfriamiento hasta menos de 30 °C, que completa la transformación a martensita; el envejecimiento va de 482 °C (H900) a 621 °C (H1150) durante 1 a 4 horas, y el H1150M añade una etapa previa a 760 °C. Dustre realiza estos ciclos en sus propios hornos como parte de su servicio de tratamiento térmico, con certificado de la condición entregada.
Corrosión y límites de uso
La resistencia a la corrosión es similar a la del 304 en la mayoría de los medios, con un PREN de 14 a 16, y superior a la de los grados martensíticos convencionales. En las condiciones más duras (H900) el acero es sensible a la corrosión bajo tensión y a la fragilización por hidrógeno; para medios corrosivos se usa H1025 o superior, y para H2S el H1150D con dureza de hasta 33 HRC. A temperatura, el uso bajo carga llega hasta unos 315 °C.
Aplicaciones
Componentes de tren de aterrizaje, herrajes y elementos de fijación aeronáuticos, ejes y vástagos de válvulas de petróleo y gas, componentes de bombas y compresores, piezas de equipos médicos y de alimentos y componentes de alta resistencia que requieren tenacidad en secciones gruesas.
Formas de suministro y servicios Dustre
Barras redondas y bloques forjados en matriz abierta, cortados a medida en sierra de cinta, con mecanizado de desbaste o acabado, tratamiento térmico (temple y revenido, recocido, solubilización y envejecimiento) en hornos propios y ensayos de dureza, tracción e impacto. Todo el material se entrega con certificado de inspección 3.1 y trazabilidad de colada.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la composición química de 15-5PH?
Según ASTM A564 XM-12: C ≤ 0,07; Mn ≤ 1,00; Si ≤ 1,00; P ≤ 0,040; S ≤ 0,030; Cr 14,0 – 15,5.
¿Qué normas cubren 15-5PH?
Barra: ASTM A564 XM-12; AMS 5659. Forjado: ASTM A705 XM-12; AMS 5659. Chapa: ASTM A693 XM-12; AMS 5862. Fundición equivalente: ASTM A747 CB7Cu-2.
¿Hasta qué temperatura se puede usar 15-5PH?
Hasta ≈ 315 °C; la exposición prolongada por encima de eso causa fragilización (envejecimiento a 475 °C).
¿Qué materiales pueden sustituir a 15-5PH?
17-4PH cuando la tenacidad transversal no es crítica (más disponible); 13-8Mo (XM-13) para mayor tenacidad y resistencia; 431 o F6NM cuando 900 MPa son suficientes y se busca un costo menor.
¿Se usa el 15-5PH en celdas de carga?
Sí. El 15-5PH envejecido se usa en el elemento elástico de celdas de carga y de balanza: su alta resistencia permite trabajar en el rango elástico con deformación suficiente para las galgas extensométricas, resiste la corrosión sin recubrimiento y tiene baja histéresis y fluencia*. Los fabricantes de celdas de carga listan el 17-4PH y el 15-5PH como materiales del elemento.
¿Dónde comprar 15-5PH en Brasil?
Dustre suministra 15-5PH en forma de barra, chapa, tubo, bloque y piezas forjadas o mecanizadas, sujeto a disponibilidad, con certificado de calidad. Casa matriz en Osasco/SP, sucursales en Joinville/SC y Baixo Guandu/ES, con entrega en todo Brasil. Para cotizar, escriba a Helena, nuestra asistente en WhatsApp +55 11 98649-0075, o a [email protected].
