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Publicado: 24 de julio de 2026 | Última actualización: Julio de 2026
Autor: Felix Lee, director ejecutivo en Forgecise
Asesor científico y referencia técnica: La Dra. Linzhi Wang, profesora asociada del Instituto de Tecnología Verde e Inteligente de Chongqing, Academia China de Ciencias (CIGIT, CAS).
Tiempo de lectura: 12 minutos | Temas: Fabricación aditiva, metalurgia, LPBF, 42CrMo / AISI 4140, ciencia de los materiales
Respuesta directa ejecutiva
¿Qué provoca que el acero 42CrMo se agriete durante la impresión 3D láser?
El acero 42CrMo (AISI 4140) se agrieta durante la fusión selectiva por láser de lecho de polvo (LPBF) debido a que las altas velocidades de enfriamiento (entre 10⁵ y 10⁶ K/s) producen martensita dura y frágil (elongación < 5%). Esto se combina con un crecimiento volumétrico de aproximadamente el 4% durante el cambio de fase (CE ≈ 0,8-0,9%) y el daño térmico entre capas, lo que genera una tensión interna que desgarra el metal.
¿Cómo se solucionó este problema de agrietamiento?
El grupo del Dr. Linzhi Wang en CIGIT, CAS, ajustó la química de la aleación (modificando las relaciones Mo/V) para reducir la temperatura de inicio de la martensita (M_s). Esto desencadena la plasticidad inducida por transformación (TRIP), que utiliza el crecimiento de fases para contrarrestar la tensión de contracción térmica. Después del tratamiento térmico, las piezas alcanzan una resistencia a la tracción máxima (UTS) ≥ 1200 MPa, una elongación ≥ 15 % y una energía de impacto Charpy con entalla en U ≥ 86 J.
1. Introducción: El acero 42CrMo en la industria pesada
En entornos de trabajo exigentes, las piezas críticas de las máquinas actúan como uniones estructurales. Deben soportar cargas pesadas, resistir altas presiones, soportar una corrosión severa y sobrevivir a un desgaste continuo.
42CrMo (equivalente a AISI 4140 o SCM440El acero estructural de baja aleación y contenido medio de carbono se conoce en la industria como hierro estructural y hueso (工业筋骨). Su equilibrio entre templabilidad profunda, resistencia a la tracción y resistencia a la fatiga lo convierte en un material estándar para piezas pesadas en yacimientos petrolíferos, plataformas marinas, maquinaria pesada y sistemas automotrices.
[ Modern Industry Requirements ]
- Complex internal cooling lines
- On-demand spare parts supply
- Lightweight, optimized structural parts
│
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[ Traditional Machining Limits ]
- High raw material waste
- Inability to drill 3D internal channels
- Long wait times for forged blanks
│
▼
[ Laser Powder Bed Fusion (LPBF) Solution ]
│
▼
⚠️ THE CRACKING & STRESS PROBLEM ⚠️
• High Thermal Gradients (10⁵–10⁶ K/m)
• Brittle High-Carbon Martensite
• ~4% Phase Growth + Thermal Contraction
A medida que el hardware industrial evoluciona hacia diseños integrados y ligeros, el mecanizado sustractivo tradicional alcanza sus límites físicos. Si bien la impresión 3D por fusión de lecho de polvo láser (LPBF) ofrece libertad de diseño, el acero 42CrMo ha presentado graves problemas de tensión interna, lo que provoca piezas deformadas, esquinas agrietadas y estructuras internas irregulares.
Este artículo detalla las causas físicas de la falla de piezas durante el procesamiento LPBF de 42CrMo y explica las soluciones de aleación creadas por el equipo del Dr. Linzhi Wang en el Instituto de Tecnología Verde e Inteligente de Chongqing, Academia China de Ciencias (CIGIT, CAS).
2. Perfil del material: Química y propiedades básicas
La utilidad del 42CrMo radica en su composición elemental, que genera una alta resistencia tras el temple y el revenido.
2.1 Composición química
| Elemento | Contenido (% en peso) | Función en el acero 42CrMo |
|---|---|---|
| Carbono ($C$) | $0.38 – 0.45%$ | Determina la resistencia, la dureza y la resistencia al desgaste de la matriz base después de la transformación martensítica. |
| Cromo ($Cr$) | $0.90 – 1.20%$ | Aumenta la templabilidad, forma carburos y mejora la resistencia a la oxidación. |
| Molibdeno ($Mo$) | $0.15 – 0.25 % | Previene la fragilidad por revenido, mantiene la resistencia a altas temperaturas y actúa junto con el cromo para retrasar la formación de ferrita/perlita. |
| Manganeso ($Mn$) | $0.50 – 0.80%$ | Desoxida el metal; aumenta su resistencia y templabilidad. |
| Silicio ($Si$) | $0.17 – 0.37\%$ | Desoxida el acero y fortalece la matriz mediante solución sólida. |
| Hierro ($Fe$) | Balance | Matriz de metal base. |
2.2 Características mecánicas básicas
- Alta resistencia y tenacidad:El temple estándar y el revenido a alta temperatura (Templado y Revenido / Q&T) le confieren al 42CrMo un límite elástico $YS \ge 930\text{ MPa}$ y una resistencia a la tracción máxima $UTS \ge 1080\text{ MPa}$, manteniendo al mismo tiempo una buena ductilidad y resistencia al impacto.
- Templabilidad profunda:El cromo y el molibdeno desplazan la curva de transformación por enfriamiento continuo (CCT) hacia la derecha, suprimiendo la perlita y la ferrita. Esto da lugar a una estructura martensítica uniforme en secciones transversales gruesas del metal.
- Distorsión térmica predecible:En comparación con los aceros al carbono convencionales, el 42CrMo experimenta cambios de volumen predecibles durante el tratamiento térmico, lo que permite un control dimensional preciso.
2.3 Usos comunes en el campo
El acero 42CrMo es el estándar para piezas sometidas a cargas mecánicas alternas:
- Transporte ferroviario: Engranajes de transmisión de locomotoras y ejes de transmisión pesados.
- Equipos energéticos: Engranajes de sobrealimentadores, espárragos roscados de turbinas, juntas de herramientas para tuberías de perforación y válvulas de colectores de alta presión.
- Plataformas marinas y submarinas: Conectores para tuberías ascendentes marinas y herramientas de perforación para aguas profundas.
3. Causas físicas del agrietamiento en LPBF 42CrMo
Durante el proceso LPBF, un láser funde capas delgadas de polvo metálico fino (entre 20 y 60 µm). La rápida transferencia de calor a la placa de construcción crea velocidades de enfriamiento de 10⁵ a 10⁶ K/s y gradientes de temperatura de 10⁵ a 10⁶ K/m.
En el caso de los aceros de carbono medio, estos ciclos térmicos extremos crean tres problemas físicos interrelacionados que provocan el agrietamiento.
[ LPBF Laser Thermal Cycles ]
Cooling Rate: 10⁵ – 10⁶ K/s
Thermal Gradient: 10⁵ – 10⁶ K/m
│
▼
┌─────────────────────────────────────────────────┐
│ THREE COUPLED FAULT MECHANISMS │
├─────────────────────────────────────────────────┤
│ 1. High-Carbon Martensite Embrittlement │
│ (Hard, untempered lath + twin, Elong < 5%) │
│ │
│ 2. Phase Expansion Stress │
│ (CE ≈ 0.8–0.9%, ~4% γ→α volume growth) │
│ │
│ 3. Interlayer Heat Accumulation │
│ (Cyclic reheating, local strain build-up) │
└─────────────────────────────────────────────────┘
│
▼
[ PART WARPING & COLD CRACKING ]
3.1 Problema 1: Fragilización de la martensita de alto contenido de carbono
Las velocidades de enfriamiento de $10^5 – 10^6\text{ K/s}$ atrapan el carbono dentro de la red cúbica centrada en las caras ($\gamma$-austenita), forzando un cambio a martensita tetragonal centrada en el cuerpo ($BCT$) sobresaturada hecha de estructuras de listones y maclas.
- Resultado: El metal impreso alcanza una alta dureza (> 55-60 HRC) pero baja ductilidad, con una elongación total inferior al 5%. La tensión térmica interna provoca fácilmente microfisuras a lo largo de los límites de grano.
3.2 Problema 2: Aumento de volumen durante el cambio de fase
El equivalente de carbono ($CE$) del 42CrMo se sitúa en torno al $0,8–0,9\%$:$$\text{CE} = \text{C} + \frac{\text{Mn}}{6} + \frac{\text{Cr} + \text{Mo} + \text{V}}{5} + \frac{\text{Ni} + \text{Cu}}{15}$$
- Resultado: Cuando el baño de fusión pasa la temperatura de inicio de la martensita ($M_s$), el cambio de fase de cúbico centrado en las caras ($\gamma$) a tetragonal centrado en el cuerpo ($\alpha$) crea una fase isotrópica. expansión de volumen de aproximadamente $4\%$. Cuando esta expansión presiona contra la matriz fría en contracción cercana, la tensión de tracción local rompe la martensita frágil, causando grietas frías.
3.3 Problema 3: Daños por calor entre capas depositadas
La impresión capa a capa recalienta las capas previamente solidificadas cada vez que el láser pasa por encima de ellas.
- Resultado: La zona afectada por el calor (ZAC) experimenta ciclos repetitivos de revenido y reaustenización. Esto provoca acumulación de tensiones locales, segregación de elementos y fatiga térmica, lo que causa que las capas se separen a lo largo del eje Z.
3.4 Resumen de fallas mecánicas
La falla en LPBF 42CrMo se debe a tres factores combinados:$$\text{Falla LPBF} = \text{Acumulación de tensión residual} \otimes \text{Fragilización de la martensita} \otimes \text{Fatiga térmica de la zona afectada por el calor}$$
Para detener las grietas se requiere un diseño de aleación que gestione la tensión residual. durante Impresión que conserva una alta resistencia final después del tratamiento térmico.
4. Soluciones de ingeniería desarrolladas por CIGIT, CAS
Para evitar el agrietamiento, el equipo del Dr. Linzhi Wang en el Instituto de Tecnología Verde e Inteligente de Chongqing, Academia China de Ciencias (CIGIT, CAS), diseñó una composición de polvo de 42CrMo y un método de procesamiento específicos para LPBF.
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| CAS CIGIT LPBF 42CrMo Technical Strategy |
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| [1. Micro-Alloying (Mo/V Balance)] |
| └── Lowers Ms temperature ➔ Triggers TRIP Effect ➔ Cancels Tensile Stress |
| |
| [2. Tailored Post-Heat Treatment] |
| └── Tempered Lath Martensite ➔ UTS ≥ 1200 MPa, Elongation ≥ 15%, Charpy ≥ 86J |
| |
| [3. Process & Geometry Adaptation] |
| └── Removes Local Stress Peaks ➔ Enables Crack-Free Complex Parts |
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4.1 Solución 1: Equilibrio de tensiones mediante microaleación y efecto TRIP
En lugar de utilizar un precalentamiento elevado del lecho (que aumenta el coste del equipo y la oxidación del polvo), el equipo de CAS ajustó la física subyacente del cambio de fase del metal.
- Microaleación: Ajustando el molibdeno ($Mo$), el vanadio ($V$) y los oligoelementos, el equipo logró reducir la temperatura de inicio de la martensita ($M_s$) a un rango controlado.
- Activación del efecto TRIP: Al disminuir el punto $M_s$, se fuerza el cambio de fase ($\gamma \rightarrow \alpha$) a temperaturas donde la plasticidad inducida por transformación (TRIP) relaja la tensión interna. La expansión positiva del cambio de fase compensa la contracción térmica negativa, reduciendo la tensión de tracción y evitando grietas sin sacrificar la densidad.
4.2 Solución 2: Resistencia y tenacidad combinadas
El acero estándar impreso en 3D suele sacrificar resistencia en aras de la tenacidad. El equipo de CAS estableció un programa de tratamiento térmico posterior a la impresión (parámetros de temple y revenido adaptados a las estructuras LPBF).
Datos de rendimiento
| Estado / Sistema métrico | Límite elástico ($YS$) | Resistencia máxima a la tracción ($UTS$) | Alargamiento ($\delta$) | Impacto Charpy U-Notch ($A_k$) | Microestructura |
|---|---|---|---|---|---|
| Estándar tradicional Q&T 42CrMo | $\ge 930\text{ MPa}$ | $\ge 1080\text{ MPa}$ | $\ge 12\%$ | $\ge 63\text{ J}$ | Sorbitita templada |
| LPBF estándar impreso en acero 42CrMo | Inestable | $\approx 1100 – 1300\text{ MPa}$ | < 5% (Frágil) | $<15\text{ J}$ | Martensita frágil de alto contenido de carbono + microfisuras |
| CAS LPBF-Optimizado 42CrMo (Post-HT) | $\ge 1050\text{ MPa}$ | $\ge 1200\text{ MPa}$ | $\ge 15\%$ | $\ge 86\text{ J}$ | Martensita laminar finamente templada + carburos dispersos |
El acero CAS 42CrMo, sometido a un tratamiento posterior, supera simultáneamente los estándares tradicionales del acero forjado en cuanto a resistencia a la tracción, elongación y energía de impacto.
4.3 Solución 3: Adaptabilidad del proceso
Al reducir la tensión interna, la aleación modificada permite una impresión fiable en un amplio rango de parámetros de la máquina. Las piezas complejas se imprimen con menos estructuras de soporte, mínima deformación y dimensiones repetibles para la producción en volumen.
4.4 Apoyo a la investigación sobre aleaciones
El grupo del Dr. Linzhi Wang utilizó varias herramientas de diseño de materiales y estudios de aleaciones para desarrollar esta solución:
[ High-Throughput Calculation Alloy Design (HTCM) ]
│
┌─────────────────────────────────┼─────────────────────────────────┐
▼ ▼ ▼
[ High-Strength Steels ] [ Superalloys & Light Alloys ] [ Advanced Hardware ]
• 30CrMnSiA stress release • GH3230 Carbide Shifts • Dual-Wavelength Laser
via Retained Austenite & (M₂₃C₆ ➔ M₆C) for high-temp Additive Manufacturing
TRIP Effect strength • LPBF Parameter Optimization
(Eng. Fail. Anal., 2026) (Mat. Today Comm., 2025) Framework
• Al-Mg-Sc-Zr Isotropic 480 MPa (Virt. Phys. Prototyp., 2026)
Alloy (J. Mat. Res. Tech., 2025)
- Liberación de tensiones en acero de alta resistencia (30CrMnSiA): Se estudió el alivio de tensiones internas a través de cambios de fase de austenita retenida (efecto TRIP) para mejorar la resistencia, la ductilidad y la vida a fatiga (Análisis de fallas de ingeniería, 2026).
- Superaleaciones de alta temperatura (GH3230): Se analizaron los cambios de carburo ($M_{23}C_6 \rightarrow M_6C$) para aumentar el rendimiento de fluencia a alta temperatura (Materiales de hoy Comunicaciones, 2025).
- Aleaciones ligeras isotrópicas (Al-Mg-Sc-Zr): Se alcanzó una resistencia a la tracción casi isotrópica de $480\text{ MPa}$ en aluminio impreso en 3D mediante refinamiento de grano (Revista de Investigación y Tecnología de Materiales, 2025).
- Marcos de trabajo avanzados de AM: Creado Fabricación aditiva láser de doble longitud de onda métodos y el Marco de diseño de aleaciones para cálculos de alto rendimiento (HTCM) para optimizar la formulación de aleaciones (Prototipado virtual y físico, 2026).
5. Usos industriales y valor en el campo
La impresión de acero 42CrMo sin defectos abre un abanico de aplicaciones prácticas en diversos mercados de la ingeniería pesada.
[ LPBF 42CrMo Primary Uses ]
│
┌─────────────────────────────┼─────────────────────────────┐
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[ Oil & Gas ] [ Automotive ] [ Tooling & Molds ]
• High-Pressure Valves • High-Torque Gears • Conformal Cooling Molds
• Downhole Drilling Tools • Suspension Knuckles • Die-Casting Inserts
• NACE MR0175 Compliance • Topology-Optimized Parts • High-Wear Core Pins
5.1 Sector del petróleo y el gas
- Cuerpos de válvulas de alta presión y herramientas para pozos: LPBF imprime cuerpos de válvula de una sola pieza con líneas internas de refrigeración y flujo 3Deliminando los defectos de contracción por fundición y las fugas de fluidos en los orificios transversales perforados.
- Cumplimiento de la normativa sobre gas ácido: Probado para cumplir NACE MR0175/ISO 15156 Normas de resistencia a la corrosión bajo tensión (SCC) por sulfuro de hidrógeno ($H_2S$) en pozos ácidos.
- Producción bajo demanda: Los archivos de inventario digital permiten imprimir piezas de repuesto bajo demanda, reduciendo los plazos de entrega de meses a días.
5.2 Ingeniería Automotriz
- Engranajes de transmisión de alto par y manguetas de suspensión: Permite la creación de piezas estructurales huecas y con topología optimizada que reducen el peso de los componentes manteniendo los límites de fatiga.
- Seguridad ante impactos: Su alta resistencia al impacto (≥ 86 J) protege las partes estructurales del chasis bajo cargas de choque repentinas.
5.3 Moldes y herramientas
- Moldes de enfriamiento conformados: Las líneas de refrigeración perforadas dejan puntos calientes en los núcleos de moldes complejos. Los moldes LPBF 42CrMo cuentan con líneas de fluido que siguen la curvatura 3D exacta de la cavidad del molde.
- Ahorro en la producción: Reduce los ciclos de enfriamiento por inyección de plástico entre un 20 % y un 40 %, disminuye la deformación de las piezas y prolonga la vida útil de las herramientas.
6. Perfil del investigador: Dr. Linzhi Wang (CIGIT, CAS)
Esta investigación sobre aleaciones fue dirigida por Dr. Linzhi Wang y su equipo de investigación en el Instituto de Tecnología Verde e Inteligente de Chongqing, Academia China de Ciencias (CIGIT, CAS).
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| RESEARCH PROFILE: DR. LINZHI WANG |
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| • Ph.D., Associate Professor & Doctoral Supervisor at CIGIT, CAS |
| • Vice Director, Chongqing 3D Printing Application Eng. Tech. Research Center |
| • Expert Committee Member, National AM Standardization Technical Committee |
| • Youth Expert Member, China Additive Manufacturing Industry Alliance |
| • Council Member, Chongqing Association of Young Scientists and Tech Workers |
| • Adjunct Professor, Weiqiao GuoKe Institute of Advanced Technology |
| • Member, Youth Innovation Promotion Association, Chinese Academy of Sciences |
| • Visiting Scholar, Tsinghua University (2022–2023) |
| • Vice GM (Temp.), Equipment Mgmt Dept, Sinopec Material & Equipment Corp (2025) |
| • Chongqing "Jinyun Elite" Innovative Young Talent & Govt Procurement Expert |
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6.1 Funciones y nombramientos académicos
- Funciones académicas: Profesor asociado y director de tesis doctorales en CIGIT, CAS; miembro de la Asociación de Promoción de la Innovación Juvenil de CAS; investigador visitante en la Universidad de Tsinghua (2022-2023).
- Nombramiento en la industria: Subdirector General del Departamento de Gestión de Equipos (Departamento de Operaciones de Adquisiciones) en Corporación de Materiales y Equipos Sinopec (Nombramiento temporal para 2025).
- Trabajo de asesoramiento y normalización: Miembro del Grupo de Expertos del Comité Técnico Nacional de Estandarización de la Fabricación Aditiva; Miembro del Comité Juvenil de la Alianza de la Industria de Fabricación Aditiva de China; Investigador Técnico en la Oficina de Propiedad Intelectual de Chongqing; Experto en Revisión de Localización de Equipos Principales para el Grupo Sinopec; Asesor Honorario de Singapore Sync Publishing; Miembro Senior de la Sociedad China de Investigación de Materiales (C-MRS), la Sociedad China de Metales (CSM) y la Sociedad China de Ingeniería Mecánica (CMES).
6.2 Logros académicos clave
- Proyectos de investigación: Investigador principal (IP) para 23 proyectos nacionales y provinciales, incluyendo subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (NSFC), proyectos provinciales de I+D y transferencias de tecnología industrial. Colaborador técnico en 15 proyectos de investigación nacionales clave.
- Publicaciones y libros: Autor de 52 artículos revisados por pares e indexados en SCI en revistas de materiales (incluidos varios artículos altamente citados por ESI). Editor principal de 3 libros académicos, incluido «Fabricación aditiva por láser de superaleaciones difíciles de soldar».
- Patentes: Archivado 35 patentes nacionales de invención, con 26 concedidos. Las tecnologías se están licenciando activamente en los sectores petrolero y manufacturero.
- Estándares y premios:
- Autor principal de 1 Norma Nacional Para pruebas de polvo metálico esférico en impresión 3D.
- Colaborador de 2 Estándares de la industria Sinopec.
- Ganador del Premio al Progreso Científico y Tecnológico de Chongqing.
- Desarrollador del «Reparación y remanufacturación de álabes de turbina» el proyecto, seleccionado para el Primer lote de escenarios típicos de aplicación de la fabricación aditiva elaborados por el MIIT (Ministerio de Industria y Tecnología de la Información)..
- Ganador del primer premio en el Primera Muestra de Talentos Juveniles en Ciencia y Tecnología de Chongqing (presentado en Diario de Ciencia y Tecnología de Chongqing).
7. Perspectivas futuras y cambios en la industria
El trabajo del grupo del Dr. Linzhi Wang transforma la fabricación aditiva de 42CrMo, pasando de la impresión por ensayo y error a la ingeniería de aleaciones basada en la física. La combinación del control de tensiones mediante microaleación, la dinámica de fases TRIP y un tratamiento térmico específico permite imprimir aceros de baja aleación y carbono medio sin agrietarse, superando los estándares de resistencia tradicionales de los materiales forjados.
Combinatorio AM láser de doble longitud de onda, Diseño de aleaciones mediante cálculo de alto rendimiento (HTCM)y la química de polvos especializada crea un modelo de fabricación unificado: Integración formación-propiedad-vida útil (成形-成性-成寿一体化) para equipos sometidos a altas tensiones y utilizados en entornos exigentes.
8. Preguntas frecuentes
¿Por qué se agrieta el acero 42CrMo (AISI 4140) durante la impresión 3D láser?
El acero 42CrMo se agrieta durante el proceso LPBF debido a que el enfriamiento rápido ($10^5 – 10^6\text{ K/s}$) forma martensita de alto contenido de carbono, dura y frágil. Al mismo tiempo, el cambio de fase de austenita a martensita provoca una expansión de volumen de aproximadamente el 4% ($CE \approx 0,8–0,9\%$) que, combinada con la tensión de contracción térmica, provoca el desgarro del metal sin templar.
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"name": "Why is 42CrMo (AISI 4140) prone to cracking during laser 3D printing?",
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"text": "42CrMo steel cracks in LPBF due to rapid cooling rates (10^5 to 10^6 K/s) forming brittle high-carbon martensite combined with a ~4% phase transformation volume expansion (CE ≈ 0.8-0.9%) and accumulated thermal strain between layers."
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"name": "How does micro-alloying prevent residual stress in LPBF 42CrMo?",
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"text": "Tuning elements like Molybdenum (Mo) and Vanadium (V) lowers the Martensite Start (Ms) temperature, triggering Transformation-Induced Plasticity (TRIP) to offset thermal contraction stress and stop cold cracks."
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"name": "What mechanical properties can LPBF 42CrMo achieve after heat treatment?",
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"text": "After optimized post-heat treatment, LPBF 42CrMo achieves Ultimate Tensile Strength ≥ 1200 MPa, Elongation ≥ 15%, and Charpy U-notch Impact Energy ≥ 86 J."
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"name": "How can industry partners contact the research team for technical collaboration?",
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"text": "Contact Dr. Linzhi Wang at the Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology, Chinese Academy of Sciences (CIGIT, CAS) via Email: wlz@cigit.ac.cn or Phone: +86-023-65935573."
}
}
]
}
¿Cómo previene la microaleación las tensiones residuales en el LPBF 42CrMo?
La adición de elementos como el molibdeno ($Mo$) y el vanadio ($V$) reduce la temperatura de inicio de la transformación martensítica ($M_s$). Esto desencadena la plasticidad inducida por transformación (TRIP), que utiliza la expansión volumétrica del cambio de fase para compensar la tensión de contracción térmica y evitar la formación de grietas en frío durante la solidificación.
¿Qué propiedades mecánicas alcanza el LPBF 42CrMo después del tratamiento térmico?
Con el tratamiento térmico optimizado de CAS, el 42CrMo impreso en 3D alcanza:
- Resistencia máxima a la tracción ($UTS$): $\ge 1200\text{ MPa}$
- Límite elástico ($YS$): $\ge 1050\text{ MPa}$
- Alargamiento ($\delta$): $\ge 15\%$
- Energía de impacto Charpy con muesca en U ($A_k$): $\ge 86\text{ J}$