Especificaciones clave
- Gama de grados
- Del Mn13 al Mn22Cr3
- Dureza en bruto de colada
- 180–290 HB (según el grado)
- Dureza tras acritud
- 350–550 HB o más (según el impacto)
- Contenido de carbono
- 1,0–1,4 % (gobierna la respuesta a la acritud)
- Contenido de cromo
- 0–3,5 % (afino de grano, límite elástico)
- Tenacidad al impacto
- > 100 J/cm2 (estructura totalmente austenítica)
- Tratamiento térmico
- Hipertemple a 1.050–1.100 °C y temple en agua
- Norma
- ASTM A128 (todos los grados)
Propiedades del acero al manganeso en piezas de trituración
Mecanismo de acritud por deformación
El acero austenítico al manganeso endurece por acritud bajo impacto compresivo. La deformación repetida genera martensita inducida por deformación y maclado mecánico en la superficie, y eleva la dureza desde unos 200 HB de bruto de colada hasta más de 450-550 HB en servicio, mientras el interior sigue siendo tenaz y dúctil.
Tenacidad al impacto excepcional
La estructura totalmente austenítica proporciona valores de tenacidad al impacto superiores a 100 J/cm2 a temperatura ambiente. Esa resistencia a la rotura frágil es determinante en trituración primaria, donde puede entrar chatarra metálica u objetos no triturables en la cámara.
Estructura austenítica no magnética
El acero al manganeso correctamente tratado es no magnético tal como se suministra. La fase austenítica estable solo se transforma localmente en la superficie de desgaste bajo impacto, con lo que se conserva la ductilidad del conjunto durante toda la vida de la pieza.
Superficie de desgaste que se regenera
A medida que la capa endurecida se desgasta, queda expuesta la austenita fresca que hay debajo, que endurece a su vez. Ese mecanismo de regeneración mantiene un rendimiento de trituración constante desde el montaje hasta el fin de vida.
Amplia gama de grados
Los grados del Mn13 al Mn22, con o sin adición de cromo, permiten ajustar con precisión las propiedades a las condiciones de servicio. Las aplicaciones de poco impacto trabajan con Mn13 estándar, mientras que las trituradoras primarias de mucha energía sacan partido del Mn18Cr2 o del Mn22Cr2.
Soldabilidad para reparación en obra
El acero al manganeso admite recargue duro y relleno por soldadura con electrodos adecuados (normalmente del tipo E-FeMn). La reparación en obra puede alargar la vida de la pieza, siempre que la temperatura entre pasadas se mantenga por debajo de 260 °C para evitar la fragilización.
El acero al manganeso, la base de las piezas de desgaste para trituración
El acero austenítico al manganeso, desarrollado por Sir Robert Hadfield en 1882, sigue siendo el material más utilizado del mundo en piezas de desgaste para trituración, con un consumo global que supera el millón de toneladas al año entre minería, áridos y reciclaje. Su rasgo distintivo es la respuesta a la acritud por deformación: la microestructura totalmente austenítica se transforma bajo impacto compresivo repetido mediante maclado mecánico y transformación martensítica inducida por deformación, lo que eleva la dureza superficial desde los 180–290 HB de bruto de colada (según el grado) hasta más de 350–550 HB en servicio, mientras el núcleo conserva su tenacidad original, por encima de 100 J/cm2 de energía Charpy. Esa combinación de superficie dura y resistente al desgaste sobre un interior tenaz que absorbe los choques no tiene rival en trituración de mucho impacto, donde la chatarra metálica, los objetos no triturables o una alimentación irregular descartan las aleaciones frágiles como la fundición blanca al alto cromo. Todos los grados se suministran hipertemplados y templados en agua conforme a la norma ASTM A128, para disolver los carburos del borde de grano y conseguir la microestructura totalmente austenítica que el servicio exige.
Los aceros al manganeso actuales han evolucionado bastante más allá de la composición Mn13 original de Hadfield. Los grados que van del Mn13 al Mn22, a menudo modificados con adiciones de cromo del 1,5 al 3,5 %, se formulan para ajustarse a cada servicio de trituración a lo largo de todo el abanico de impacto y abrasión. Un contenido de manganeso más alto (del 17 al 23 %) aumenta la capacidad de acritud, la profundidad de la capa endurecida y la dureza superficial máxima alcanzable, mientras que un carbono controlado (habitualmente del 1,0 al 1,4 %) equilibra la respuesta a la acritud frente al riesgo de precipitación de carburos en el borde de grano durante el tratamiento térmico. Las adiciones de cromo afinan la estructura de grano en bruto de colada, elevan el límite elástico inicial —lo que mejora la resistencia a la fluencia plástica antes de que la acritud esté plenamente activada— y aumentan la resistencia a la abrasión en estado no endurecido. Elegir bien el grado para cada aplicación —teniendo en cuenta el tipo de trituradora, la dureza y la abrasividad de la alimentación (índice de trabajo de Bond, contenido de SiO2), la energía de impacto y la granulometría de producto exigida— repercute directamente en la vida útil del revestimiento, en la producción de la máquina, en el coste de mantenimiento y en el coste total por tonelada tratada.
Elección del grado según el tipo de máquina
El grado de manganeso adecuado depende del tipo de trituradora, de la energía de impacto que genera y de las características del material de alimentación. A continuación se recogen las recomendaciones habituales por categoría de máquina. La elección definitiva debe tener en cuenta las condiciones concretas de trabajo, incluidos el tamaño de alimentación, el reglaje de cierre y la dureza del mineral.
Trituradoras de mandíbulas primarias
- Mn18Cr2 recomendado para servicio primario estándar (caliza, granito, basalto)
- Mn22Cr2 para mandíbulas de gran formato (boca de 1.200 mm o más) con mineral duro
- Mn13Cr2 o Mn14 admisibles en roca blanda y aplicaciones de reciclaje
- Las placas laterales suelen ir un grado por debajo de las muelas (por ejemplo, laterales en Mn14 con muelas en Mn18Cr2)
Trituradoras de cono secundarias
- Mn14 o Mn18Cr2 para mantos y cóncavos en producción de áridos estándar
- Mn13Cr2 para conos de trituración fina, con menor energía de impacto
- Mn22Cr2 para conos de altas prestaciones en minería de roca dura
- Los grados superiores dan más vida útil cuando la alimentación es sistemáticamente abrasiva
Trituradoras giratorias
- Mn18Cr2 como grado estándar en mantos y cóncavos de giratoria primaria
- Mn22Cr2 o Mn22Cr3 para giratorias grandes de clase minera (60x89, 54x75 y similares)
- Las filas superiores de cóncavos pueden llevar grados más altos por su mayor exposición al impacto
- Las tapas y los protectores de araña suelen ir en Mn13 o Mn13Cr2
Trituradoras de impacto
- Mn14 o Mn18Cr2 para barras batidoras de trituradoras de eje horizontal (energía de impacto alta)
- Mn13 para placas de impacto y placas laterales en aplicaciones HSI
- El Mn22Cr2 apenas se usa en trituradoras de impacto: cuando manda la abrasión suelen preferirse la fundición blanca al alto cromo o el acero martensítico
- La elección en trituradoras de impacto depende mucho de la velocidad del rotor y de la dureza de la alimentación
Molinos
- Mn13 o Mn14 para revestimientos de molino en AG/SAG y molinos de bolas
- Mn18Cr2 para barras elevadoras de gran altura expuestas al impacto directo de las bolas
- Los diseños mixtos Mn/Cr-Mo van sustituyendo al manganeso puro en los molinos grandes
- Los revestimientos de virola y las placas de parrilla pueden combinar manganeso con respaldo de goma
¿Necesita ayuda para elegir el grado de manganeso?
Nuestro equipo técnico puede recomendarle el grado más adecuado para su modelo de trituradora, su material de alimentación y sus necesidades de producción.
Comparativa de grados de acero al manganeso
La tabla compara los principales grados de acero al manganeso empleados en piezas de desgaste para trituración. Todos se hipertemplan y se templan en agua para conseguir una microestructura totalmente austenítica antes del montaje. El contenido de carbono se mantiene entre el 1,0 y el 1,4 % en todos los grados, para equilibrar la respuesta a la acritud con la resistencia a la precipitación de carburos en el borde de grano.
| Material | Dureza | Aplicación | Notas |
|---|---|---|---|
| Mn13 (Hadfield estándar) | 180-220 HB de colada / 350-400 HB tras acritud | Trituración secundaria y terciaria, impacto de bajo a moderado, producción de áridos convencional | C 1,0-1,3 %, Mn 11,5-14 %. El grado de referencia. Económico para servicios moderados donde la energía de impacto basta para activar la acritud. |
| Mn13Cr2 | 200-230 HB de colada / 400-450 HB tras acritud | Trituradoras de mandíbulas de servicio medio, trituradoras de cono, giratorias secundarias | C 1,0-1,3 %, Mn 11,5-14 %, Cr 1,5-2,5 %. El cromo afina el grano y mejora el límite elástico inicial. Rinde más que el Mn13 estándar con alimentaciones abrasivas. |
| Mn14 | 200-230 HB de colada / 400-450 HB tras acritud | Trituradoras de mandíbulas y de cono de servicio medio a pesado, trituración primaria de uso general | C 1,0-1,35 %, Mn 13-15 %. Un manganeso algo superior al del Mn13 aumenta la profundidad de la capa endurecida. Muy solicitado como mejora económica frente al Hadfield estándar. |
| Mn18Cr2 | 220-260 HB de colada / más de 450-500 HB tras acritud | Trituradoras de mandíbulas primarias, giratorias de servicio pesado, conos de mucho impacto | C 1,1-1,4 %, Mn 17-19 %, Cr 1,5-2,5 %. El grado prémium más extendido. El manganeso alto da mejor acritud y más vida útil con impacto severo. |
| Mn22Cr2 | 240-280 HB de colada / más de 500-550 HB tras acritud | Trituración primaria de servicio extrapesado, giratorias grandes, mandíbulas de clase minera | C 1,1-1,4 %, Mn 20-23 %, Cr 1,5-2,5 %. Capacidad de acritud máxima. Se especifica en las trituradoras más grandes que tratan minerales duros y abrasivos a gran producción. |
| Mn22Cr3 | 250-290 HB de colada / más de 500-550 HB tras acritud | Giratorias y mandíbulas primarias de servicio extremo, tratamiento de minerales ultraduros | C 1,15-1,4 %, Mn 20-23 %, Cr 2,5-3,5 %. La mayor adición de cromo, para máxima dureza de colada y resistencia a la abrasión. Se emplea cuando coinciden impacto alto y abrasión severa. |
Mn13 (Hadfield estándar)
Mn13Cr2
Mn14
Mn18Cr2
Mn22Cr2
Mn22Cr3
Todos los grados se suministran hipertemplados y templados en agua conforme a la norma ASTM A128. La dureza superficial real tras la acritud depende de la energía de impacto, del material de alimentación y de las condiciones de trabajo. Los valores indicados son rangos habituales medidos en instalación.
Manganeso Preguntas frecuentes
Encuentre respuestas a preguntas comunes sobre manganeso materiales, selección, mantenimiento y pedidos. ¿No encuentra lo que busca?
Contactar a nuestro equipo¿Cómo se produce la acritud en el acero al manganeso?
¿Qué es el bruñido superficial y cómo se evita?
¿Por qué son necesarios el hipertemple y el temple en agua?
¿Cómo influye el contenido de carbono en el rendimiento?
¿Qué aporta el cromo en los grados de manganeso modificados?
¿Cómo influye el tamaño de grano en el comportamiento del acero al manganeso?
¿Cuándo conviene el acero al manganeso frente a la fundición blanca al alto cromo?
Otras páginas de innovación
Insertos de carburo de titanio (TiC)
Tecnología de insertos de carburo de titanio para resistencia extrema a la abrasión en piezas de desgaste para trituración.
Más informaciónFundición blanca al alto cromo
Fundiciones blancas al alto cromo (del 15 al 28 % de Cr) para aplicaciones de trituración donde domina la abrasión.
Más informaciónAceros martensíticos
Aceros aleados martensíticos para piezas de trituración que exigen dureza alta con tenacidad moderada.
Más informaciónInsertos cerámicos
Insertos cerámicos de alúmina y circona para protección localizada frente al desgaste en revestimientos de trituradora.
Más informaciónContenido técnico revisado por el equipo de ingeniería de Aceros y Suministros | Especificaciones metalúrgicas verificadas según normas ASTM/ISO
Le recomendamos el grado de manganeso
Indíquenos el modelo de trituradora, el material de alimentación y su ritmo de producción y nuestro equipo técnico le recomendará el grado. Suministramos todos los grados del Mn13 al Mn22Cr3.
Consultar con nuestro equipo técnico