Acero 300M (4340 modificado) – UNS K44220
Acero de baja aleación de resistencia ultraalta: 4340 con silicio y vanadio
Acero de baja aleación Ni-Cr-Mo derivado del SAE 4340, con adición de silicio (1,45 – 1,80%) y vanadio (0,05 – 0,10%), fundido al vacío. Templado en aceite y revenido a ≈ 300 °C, alcanza una resistencia a la tracción de 1.900 – 2.100 MPa, con mayor tenacidad, ductilidad y resistencia a la fatiga que el 4340 al mismo nivel. Es el acero clásico para trenes de aterrizaje. No es un acero al carbono: contiene cerca de un 5% de elementos de aleación en total.
Designaciones y equivalentes
| Sistema | Designación |
|---|---|
| UNS | K44220 |
| W.Nr./EN | Sin equivalente EN directo (BS S155 en el Reino Unido) |
| Denominación comercial | 300M, 4340 modificado (4340 Mod, E4340 Mod), 434M, Lescalloy 300M VAC-ARC |
| Otras | AMS 6257, AMS 6417, AMS 6419; MIL-S-8844 Class 3 y MIL-S-83135 (sustituidas por las AMS); BMS 7-26; ASTM A646 |
Normas por forma de producto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Barra y pieza forjada (normalizadas y revenidas) | AMS 6257 (sustituye a MIL-S-8844 Class 3) |
| Barra, pieza forjada y tubo fundidos al vacío (VAR) | AMS 6417 (sustituye a MIL-S-83135) |
| Barra, pieza forjada y tubo | AMS 6419 |
| Limpieza de calidad aeronáutica | AMS 2300 |
| Tocho y palanquilla para forjados aeroespaciales | ASTM A646 |
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 | 7228.40.00 | 7228.40 | 7228.40.0000 | 7228 40 90 |
| Barra laminada en caliente | 7228.30.00 | 7228.30 | 7228.30.8041 | 7228 30 61 |
| Tubo sin costura | 7304.19.00 | 7304.19 | 7304.19.5050 | 7304 19 10 |
| Tubo con costura | 7306.19.00 | 7306.19 | 7306.19.5150 | 7306 19 00 |
| Brida y conexión | 7307.91.00 | 7307.91 | 7307.91.5030 | 7307 91 00 |
Clase arancelaria: acero aleado (por composición química, según las Notas del Capítulo 72 y la Nota 5 de la Sección XV).
Tubo: 7304.19 y 7306.19 son tubos de conducción (line pipe) para oleoductos y gasoductos; los tubos para calderas, intercambiadores de calor o proceso se clasifican en 7304.39/7304.59 (sin costura) y 7306.30/7306.50 (con costura).
*: 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 (%)
AMS 6417 (UNS K44220); AMS 6257 exige C 0,40 – 0,44* y AMS 6419 exige C 0,40 – 0,45
| Elemento | Rango (%) |
|---|---|
| C | 0,38 – 0,43 |
| Mn | 0,65 – 0,90 |
| Si | 1,45 – 1,80 |
| Ni | 1,65 – 2,00 |
| Cr | 0,70 – 0,95 |
| Mo | 0,30 – 0,50 |
| V | 0,05 – 0,10 |
| P | ≤ 0,010 |
| S | ≤ 0,008 |
| Cu | ≤ 0,35 |
| Fe | resto |
Calcule el carbono equivalente de Acero 300M (4340 modificado) para soldadura →
Propiedades mecánicas
Templado en aceite desde 871 °C y doble revenido a ≈ 302 °C (575 °F) – mínimos de AMS 6417 (longitudinal) y rango de AMS 6257
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Resistencia a la tracción | 1.900 – 2.100 MPa (AMS 6257); ≥ 1.862 MPa (270 ksi, AMS 6417) |
| Límite elástico (0,2%) | ≥ 1.555 MPa (AMS 6257); ≥ 1.517 MPa (220 ksi, AMS 6417) |
| Alargamiento | ≥ 8% longitudinal; ≥ 5% transversal |
| Reducción de área | ≥ 30% longitudinal; ≥ 20% transversal |
| Dureza, templado y revenido | ≥ 52 HRC en el núcleo (secciones de hasta 89 mm) |
| Dureza de suministro (normalizado y revenido) | ≤ 311 HB |
Propiedades físicas típicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 7,85 g/cm³ |
| Módulo de elasticidad | ≈ 205 GPa* |
| Dilatación térmica (media) | ≈ 11,5 µm/m·K* |
Calcule el peso de barra, chapa o tubo de Acero 300M (4340 modificado) →
Tratamiento térmico, soldadura y mecanizado
| Ítem | Práctica habitual |
|---|---|
| Temperatura de servicio | Uso estructural a temperatura ambiente y moderada, siempre muy por debajo de la temperatura de revenido (≈ 300 °C); por encima de ella la pieza pierde resistencia. No es inoxidable: requiere protección contra la corrosión (cadmio o zinc-níquel más pintura). |
| Tratamiento térmico | Normalizar a 927 °C (1.700 °F) y enfriar al aire. Temple: austenizar a 871 °C (1.600 °F) y templar en aceite. Doble revenido de 2 h + 2 h a ≈ 302 °C (575 °F) para el rango de 1.900 – 2.100 MPa; el revenido puede variar de 204 a 649 °C según la resistencia requerida. Para el mecanizado, normalizar y revenir a ≈ 649 °C (1.200 °F). Forjar entre 1.066 y 1.232 °C, terminando a no menos de 927 °C. Las secciones de hasta 89 mm templan en todo el espesor (≥ 52 HRC). |
| Soldadura | Soldable por procesos de arco o gas, pero rara vez se suelda en piezas críticas: el carbono elevado y la templabilidad implican riesgo de fisuración en frío. Cuando es inevitable, se suelda con precalentamiento y consumible de bajo hidrógeno, y se repite el tratamiento térmico completo después, con un procedimiento calificado*. |
| Mecanizado | Mecanizar en estado normalizado y revenido (≤ 311 HB), dejar sobrematerial y solo después templar y revenir. Tras el temple (≥ 52 HRC), solo rectificado, con parámetros que eviten quemaduras: las quemaduras de rectificado generan martensita sin revenir y fisuras superficiales*. |
Planifique un forjado libre en Acero 300M (4340 modificado): reducción, esbeltez y cuánto material enviar →Simule el plan de corte del lingote o de la barra →
Aplicaciones típicas
- Trenes de aterrizaje de aeronaves (cilindros, ejes y bieletas)
- Componentes estructurales de aeronaves, como carriles de flaps
- Ejes de transmisión de resistencia ultraalta
- Pernos y elementos de fijación de alta resistencia
- Engranajes muy cargados
- Componentes para misiles y defensa
- Piezas de suspensión y transmisión para automovilismo deportivo
Alternativas: SAE 4340 cuando bastan 1.000 – 1.400 MPa y el costo importa; AerMet 100* (Ni-Co, UNS K92580*) cuando la tenacidad a la fractura y la resistencia a la corrosión bajo tensión son críticas con la misma resistencia; Maraging 250 para endurecer sin temple, con casi ninguna distorsión y soldadura más fácil; 17-4PH o 15-5PH cuando la corrosión pesa más que la resistencia.
Acero 300M (4340 modificado): guía completa
Qué es el acero 300M
El 300M es un SAE 4340 modificado: conserva el níquel, el cromo y el molibdeno del 4340, eleva el silicio a 1,45 – 1,80% y añade vanadio. Se refunde por arco al vacío (VAR), con limpieza de calidad aeronáutica (AMS 2300), y se suministra normalizado y revenido para su mecanizado. Tras el temple y el revenido alcanza una resistencia a la tracción de 1.900 – 2.100 MPa sin aumentar el carbono.
Por su clasificación es un acero de baja aleación, no un acero al carbono. Figura en el grupo de aceros al carbono y de baja aleación del catálogo de Dustre.
Por qué silicio y vanadio
El silicio permite revenir a ≈ 300 °C manteniendo una resistencia muy alta y desplaza a temperaturas más altas la fragilización de la martensita revenida*. El vanadio afina el grano. El resultado es mejor resistencia a la fatiga, ductilidad, resistencia al impacto y tenacidad a la fractura que el 4340 al mismo nivel de resistencia.
Fragilización por hidrógeno, recubrimiento y acabado
Cuanto mayor es la resistencia del acero, menor es la cantidad de hidrógeno que provoca fisuración retardada bajo carga. En los trenes de aterrizaje de 300M, el cadmiado protege contra la corrosión, pero la limpieza y el recubrimiento deben controlarse para reducir el riesgo de fragilización por hidrógeno, seguidos de un horneado de desfragilización.
El granallado (shot peening) introduce tensiones residuales de compresión en la superficie y mejora la vida a fatiga; el chorreado abrasivo, en cambio, rugosifica la superficie y puede reducir la resistencia a la fatiga.
300M, 4340, AerMet 100 y Maraging 250
El 4340 cuesta menos y cubre ejes y engranajes de hasta ≈ 1.400 MPa. El Maraging 250 alcanza un límite elástico ≥ 1.724 MPa por envejecimiento, sin temple y con casi ninguna distorsión, pero con un costo mucho mayor. El AerMet 100* (Ni-Co) cambia costo por más tenacidad y resistencia a la corrosión bajo tensión. Cuando el problema principal es la corrosión, la elección pasa a los aceros inoxidables endurecibles por precipitación, como el 17-4PH y el 15-5PH.
Formas de suministro y servicios de Dustre
Barras redondas y bloques forjados en matriz abierta, cortados a medida en sierra de cinta, con mecanizado de desbaste o de acabado, tratamiento térmico en hornos propios y ensayos de dureza, tracción e impacto. Todo el material se suministra con certificado de inspección 3,1 y trazabilidad de colada.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la composición química de Acero 300M (4340 modificado)?
Según AMS 6417 (UNS K44220); AMS 6257 exige C 0,40 – 0,44* y AMS 6419 exige C 0,40 – 0,45: C 0,38 – 0,43; Mn 0,65 – 0,90; Si 1,45 – 1,80; Ni 1,65 – 2,00; Cr 0,70 – 0,95; Mo 0,30 – 0,50.
¿Qué normas cubren Acero 300M (4340 modificado)?
Barra y pieza forjada (normalizadas y revenidas): AMS 6257 (sustituye a MIL-S-8844 Class 3). Barra, pieza forjada y tubo fundidos al vacío (VAR): AMS 6417 (sustituye a MIL-S-83135). Barra, pieza forjada y tubo: AMS 6419. Limpieza de calidad aeronáutica: AMS 2300. Tocho y palanquilla para forjados aeroespaciales: ASTM A646.
¿Hasta qué temperatura se puede usar Acero 300M (4340 modificado)?
Uso estructural a temperatura ambiente y moderada, siempre muy por debajo de la temperatura de revenido (≈ 300 °C); por encima de ella la pieza pierde resistencia. No es inoxidable: requiere protección contra la corrosión (cadmio o zinc-níquel más pintura).
¿Qué materiales pueden sustituir a Acero 300M (4340 modificado)?
SAE 4340 cuando bastan 1.000 – 1.400 MPa y el costo importa; AerMet 100* (Ni-Co, UNS K92580*) cuando la tenacidad a la fractura y la resistencia a la corrosión bajo tensión son críticas con la misma resistencia; Maraging 250 para endurecer sin temple, con casi ninguna distorsión y soldadura más fácil; 17-4PH o 15-5PH cuando la corrosión pesa más que la resistencia.
¿El 300M es un acero al carbono?
No. Es un acero de baja aleación: además de ≈ 0,40% de carbono, contiene cerca de un 5% de elementos de aleación en total (Ni 1,65 – 2,00%, Si 1,45 – 1,80%, Cr, Mo, Mn y V). En el catálogo figura en el grupo de aceros al carbono y de baja aleación, junto al 4340.
¿Cuál es la diferencia entre el 300M y el 4340?
El 300M es un 4340 con silicio (1,45 – 1,80% frente a 0,15 – 0,35%), vanadio (0,05 – 0,10%) y algo más de molibdeno, fundido al vacío. Revenido a ≈ 300 °C, alcanza una resistencia a la tracción de 1.900 – 2.100 MPa, con mejor tenacidad y resistencia a la fatiga. El 4340 comercial templado y revenido trabaja en el rango de 930 – 1.080 MPa.
¿Por qué el 300M requiere cuidado cuando se recubre?
Con cerca de 1.900 MPa, cantidades mínimas de hidrógeno (menos de 0,1 ppm de hidrógeno móvil en el 4340 a 1.790 – 1.930 MPa) pueden fisurar la pieza bajo carga. Tras el decapado y el recubrimiento con cadmio o zinc-níquel, la pieza pasa por un horneado de desfragilización; la práctica citada por la Marina de EE. UU. es de 24 h a 190 °C para los aceros de mayor resistencia. Siga siempre la especificación de proceso del cliente.
¿Cuál es la temperatura de revenido del 300M?
Doble revenido de 2 h + 2 h a ≈ 302 °C (575 °F), después del temple en aceite desde 871 °C. Este ciclo da una resistencia a la tracción de 1.900 – 2.100 MPa. Temperaturas de revenido más altas (hasta 649 °C) reducen la resistencia.
¿Dónde comprar Acero 300M (4340 modificado) en Brasil?
Dustre suministra Acero 300M (4340 modificado) 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].
