¿Cuáles son los Tipos de Acero?: Características

El acero es considerado un material importante en la industria de la metalurgia, ya que es utilizado en diversidad de materiales, aquí trataremos entre otros puntos uno de gran enseñanza como son los tipos de acero. Te invitamos a aprender más en este artículo.

tipos de acero

Tipos de acero

Existe en cuanto a este tema una diversidad de metales que generalmente se utilizan en variedad de actividades de la vida diaria e igualmente en la industria. Ellos se dividen en dos grupos a saber: ferrosos y no ferrosos. Antes de seguir desarrollando el tema queremos a modo de información para el lector dar una idea clara de que es el acero.

¿Qué es?

Como acero podemos definir la alineación o el combinado entre carbono y el hierro entre el 0,05% hasta menos de un 2%). En algunas ocasiones se utilizan otros elementos como el Cromo y Níquel para determinados métodos a emplear.

El acero se trata de hierro altamente refinado en más de un 98%, la fabricación se inicia con la reducción del mismo, se produce el arrabio, y posteriormente se vuelve acero.

El acero está compuesto por el hierro puro, esto consiste en un determinado tipo de átomos. En la naturaleza no suele estar libre ya que debido a la parte química tiene una reacción con el oxígeno presente en el aire, y formar óxido de hierro. Este óxido está presente en cantidades importantes en el mineral de hierro, el mismo posee una concentración de óxido de hierro con impurezas y materiales térreos.

Luego de hacer un breve resumen de lo que es el acero, volvemos al tema de cómo es la división del mismo. Como ya decíamos se divide en ferroso y no ferrosos. Ferroso podemos decir que sale del término Ferrum, que en tiempo de los romanos era utilizado para el fierro o hierro. Debido a ello los implementos ferrosos son los que tienen contenido de hierro como ingrediente primario, o sea variedad de calidad de hierro y acero.

A diferencia de lo anterior debemos decir que los materiales no ferrosos, que ya mencionamos en la subdivisión no poseen hierro. Contienen aluminio, zinc, magnesio, plomo, cobre, así como otros de tipo metálicos. Las mezclas como el latón y el bronce, suelen ser combinaciones de estos metales no ferrosos y son denominados “combinaciones no ferrosas”.

Entre los materiales de fabricación en la construcción que más se adapta a todo y el más amplio y usado, es justamente el acero. Debido al precio, de manera relativa de bajo costo, este metal es una combinación de resistencia y la posibilidad de que sea trabajado, lo cual permite que sea bueno en cuanto a la fabricación de muchas formas y métodos.

Aparte las propiedades del acero pueden ser tratadas de acuerdo a las distintas necesidades por medio de manipulaciones a través del calor, trabajo mecánico y fusiones.

Clasificación

El acero se clasifica en varios tipos de acuerdo a los requisitos de fusión que producen los distintos efectos en el acero; entre estos tipos de acero podemos mencionar los siguientes:

Aceros al carbono

Más del 90% de los aceros son de carbono. Estos aceros tienen contenido de varias cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre. Algunas de las fabricaciones con acero de carbono se encuentran carrocerías de autos, máquinas, así como la mayoría de las partes y estructuras de construcción de acero, cascos de barcos, horquillas, etc.

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Aceros aleados

Este tipo de aceros tiene contenido de proporción de vanadio, molibdeno así como otros contenidos de elementos, aparte contiene mayor cantidad de cobre, silicio, manganeso, poseen más que los aceros al carbono de tipo normal. Este tipo de aceros a su vez se clasifican en:

Estructurales

Los tipos de acero estructural, suelen ser empleados en variedad de máquinas como palancas, ejes y engranajes. Aparte son utilizados en estructuras como edificios, elaboración de chasis para automóviles, barcos, puentes y otros semejantes. El contenido de la fusión varía entre 0,25% a un 6%.

Para herramientas

En esta división se puede definir que el acero en este caso se emplea como el nombre lo indica, en herramientas cortantes y moldeadoras de tipo metales y no metales. Por tanto se trata de materiales para cortes y construcción como escariadores, taladros, fresas, terrajas, etc.

Especiales

Estos Aceros de Aleación se tornan como especiales y son los denominados aceros inoxidables así como los de contenido de cromo, de superioridad al 12%. Este tipo de aceros de gran dureza y resistencia superior a temperaturas elevadas y la corrosión, son empleadas en engranajes, rodamientos, ejes y turbina de vapor.

Aceros de baja aleación ultrarresistentes

En este grupo están las cuatro familias más grandes de clases de acero. Los de baja fusión, que son los más baratos que los aleados convencionales, ya que poseen menores cantidades de elementos costoso de aleación. Sin embargo, poseen un tratado especial que permite más resistencia que las del acero al carbono.

Ejemplo de ello, los vagones de mercancías, los cuales pueden transportar pesos grandes ya que sus paredes son delgadas a lo que normalmente debían ser, como el empleo de acero al carbono. Debido a que los vagones de acero son menos pesados, las cargas suelen ser de mayor peso.

Actualmente se construyen edificaciones con estructuras en acero de baja fusión. De hecho las vigas suelen ser delgadas sin embargo no disminuyen la resistencia, y de este modo se logra un mayor espacio dentro de las edificaciones.

Tipos de acero inoxidable

Este tipo de aceros tienen contenido de cromo, níquel así como de otros suministros de aleación o fusión, los cuales nos permiten que sean brillantes y más fuertes a la oxidación, a pesar de la humedad o los ácidos o gases de tipo corrosivos. Algunos de este tipo de aceros son duros, pero resistentes y logran mantener lo resistente en períodos largos y temperaturas fuertes.

En cuanto a que las superficies son brillantes, en la arquitectura es empleada en distintas formas con finalidad decorativa. Este tipo de acero es utilizado en tuberías, tanques de petróleo, refinerías, plantas de químicos, fuselajes de aviones, cápsulas espaciales, etc.

Igualmente se utiliza en la fabricación de equipos e instrumentos quirúrgicos, en la fijación de huesos fracturados o rotos, debido a la resistencia de fluidos corporales. Igualmente en cocinas y lugares de elaboración de alimentos, en utensilios para cocina que generalmente son de acero inoxidable, debido a que no permiten el oscurecimiento de los alimentos y son limpiados más fácilmente.

tipos de acero

Aunque ya hemos mencionado algunos tipos de acero en párrafos anteriores, queremos mencionar este otro lote de modelos o tipos de acero, los cuales se denominan:

Acero Corten

Acero Asustado

Acero Corrugado

Acero Galvanizado

Acero Inoxidable

Acero Laminado

Acero al Carbono

Acero de Aleación

Acero Dulce

Acero Efervescente

Acero Estirado en Frío

Acero Estructural

Acero Intemperizado

Acero Suave

Acero Negro

Otros datos de interés

En el mercado hay una amplia variedad de maneras de como clasificar e identificar los tipos de acero. Sin embargo debemos decir que los utilizados en la industria poseen una nominación normalizada que está determinada en letras, cifras, signos y letras. Existen dos formas de designación para cada material: simbólica y numérica.

La denominación de símbolos es la expresada generalmente a través de características químicas, tecnológicas, físicas del material; en otros casos características químicas o tecnológicas del material y, en muchos casos, otras características adicionales que logran la identificación de otra manera más eficaz.

En otro orden de ideas, en cuanto a la denominación numérica es expresada por códigos alfanuméricos que poseen sentido en el orden y la clasificación de elementos agrupados con el fin de que su identificación se torne fácil. En cuanto a esto, la denominación no posee sentido descriptivo en cuanto a las características del material.

De modo general, cuando se trata el sentido de la clasificar los aceros, el mismo dará distintos resultados de acuerdo al objetivo que se siga. De este modo se puede lograr una clasificación de acuerdo a los componentes químicos del acero, o su calidad. Igualmente los aceros se clasifican tomando en cuenta el uso para que estén hechos, o teniendo presente el tipo de soldabilidad que tengan.

Normas de aplicación

Debido a la amplia variedad que existen de aceros así como de los fabricantes, ha surgido una gran normativa y reglamentos que son variables de un país a otro.

Por ejemplo en España, la división de los aceros se encuentra determinada de acuerdo a la norma UNE-EN 10020:2001, y la cual sustituye a la norma anterior UNE-36010, sin embargo para los aceros estructurales, se determinan en relación con normas de Europa EN 10025-2: 2004 y EN-10025-4: 2004.

Aparte existen otro tipo de normas que regulan el acero, teniendo alta aplicación a nivel internacional como las americanas AISI (American Iron and Steel Institute) y ASTM (American Society for Testing and Materials), igualmente normas alemanas DIN, o la ISO 3506.

Clasificación según UNE-EN 10020:2001

En cuanto a este tema vamos a dar una explicación de la clasificación del acero de acuerdo a la UNE-EN 10020:2001, a los fines de que el lector tenga el más claro conocimiento en ello y pueda servir de guía.

1- Por composición química

De acuerdo con la norma ya mencionada de UNE-EN 10020:2001, y tomando en cuenta la composición de la parte química del acero, podemos clasificarlos así:

  • Aceros no aleados, o aceros al carbono:

Estos son los referidos a los que aparte del carbono el contenido de otro componente aleante es menor a la cantidad que determina la UNE EN 10020:2001. Como componentes aleantes agregados se encuentran el manganeso, níquel, cromo, titanio o vanadio. Por otra parte y en tono a la composición del carbono que se encuentra en el acero, se dan los grupos siguientes:

1)         Acero de bajo carbono

2)         Acero de medio carbono

3)         Acero de alto carbono

  • Aceros aleados: son aquellos que aparte del carbono, uno de sus otros componentes en la aleación es mayor o igual al valor limitante de los valores de la UNE EN 10020:2001. Este grupo se subdivide a la vez en:

1) Aceros de baja aleación

2) Aceros de mayor aleación

  • Aceros inoxidables: estos poseen un mínimo del 10.5% de Cromo y el máximo de 1.2% de Carbono.

2- Según la calidad

De acuerdo a la calidad el acero se clasifican de acuerdo a la norma UNE EN 10020:2001 de la forma siguiente:

  • Aceros no aleados

Este tipo de aceros no aleados, a su vez están subdivididos en:

– Aceros de calidad: poseen características determinantes en relación con su tamaño de grano, tenacidad y formalidad, entre otras.

– Aceros no aleados especiales: son los que presentan una alta pureza que los aceros de calidad, especialmente en cuanto al contenido de inserciones de tipo no metálicas. Este tipo de aceros son predestinados para tratamientos de revenido y temple, se caracterizan por funcionar bien en cuanto a estos dos tipos de tratamientos.

Durante el proceso de elaboración se determina un mínimo control pero minucioso de la composición y las condiciones de fabricación. Este proceso concede a este tipo de acero de requisitos en cuanto a su límite elástico o de temple superior, a su vez tiene un buen desarrollo en cuanto a la conformabilidad en frío, tenacidad y soldabilidad.

  • Aceros aleados

Este modelo de aceros están subdivididos igualmente a su vez en:

– Aceros aleados de calidad: como ya mencionábamos anteriormente estos poseen la característica de buen funcionamiento en cuanto a la tenacidad, control de tamaño de grano o la formalidad. Este tipo de aceros no son destinados a tratamiento de revenido o temple, tampoco al temple de superficie. Dentro de esta clasificación podemos encontrar:

tipos de acero

  1. a) Aceros que son predestinados a la construcción de metales, equipos a presión, tubos, de grano fino y los soldables.
  2. b) Aceros aleados para la utilización de tablestacas, carriles, cuadros de entibación de minas.
  3. c) Aceros aleados para efectos planos, de tipo laminados en calor y frío, estos son predestinados a operaciones fuertes de colocación en frío.
  4. d) Aceros cuyo sólo contenido de fusión es el cobre.
  5. e) Aceros aleados para el uso eléctrico, cuyo objetivo primario de la fusión son el Si, Al, y que ordenan las obligaciones de inducción magnética, permeabilidad, polarización que sean necesarios.

– Aceros aleados especiales: entre estos podemos determinar los que presentan características para un control exacto de su contenido químico y las condiciones específicas de elaboración y control con el objeto de asegurar propiedades de índole mejoradas. Dentro de este grupo de aceros están:

1) Aceros aleados elaborados para la construcción de aparatos de presión y de tipo mecánicos.

2) Aceros para rodamientos.

3) Aceros para elaboración de herramientas.

4) Aceros rápidos.

5) Existen otros aceros con especificaciones especiales como aceros con coeficiente de ampliación controlado, con resistencias eléctricas.

  • Aceros inoxidables

Este tipo de aceros, se dividen en cuanto a su calidad en:

  1. a) Aceros inoxidables con contenido en Níquel < 2.5%.
  2. b) Aceros inoxidables con contenido en Níquel ≥ 2.5%.

en cuanto a las características físicas se dividen en:

  1. I) Aceros inoxidables que poseen resistencia en cuanto a la corrosión.
  2. II) Aceros inoxidables con excelente resistencia a la oxidación en calor.

III) Aceros inoxidables con excelentes beneficios relacionado a la fluencia.3- En cuanto a la aplicación

De acuerdo a la utilización que se le de, los tipos de acero pueden ser:

  • Aceros de construcción: estos presentan excelentes condiciones de soldabilidad.
  • Aceros de uso general: normalmente para la venta en estado puro de laminación.
  • Aceros cementados: son aceros que ha sido sometidos a proceso termoquímico que da dureza a la pieza, sin embargo se trata de aceros de tipo frágil, debido a que tienen riesgo de rotura por golpe.

El tratamiento relativo a la cementación se trata de un proceso termoquímico, en el mismo se produce carbono en la parte superior de la pieza del acero, a través de la fusión, variando su contenido, impregnando la parte superior y colocándola en un proceso térmico.

  • Aceros para temple y revenido: por medio de este proceso térmico lo que se busca es el endurecimiento y resistencia del acero. Esto se logra calentando el material a una temperatura levemente alta y posteriormente es colocada en proceso de enfriamiento en un proceso relativamente rápido (de acuerdo a la caracterización que posea la pieza); esto lo hacen con aceite, agua, y otros materiales.

Por otra parte el proceso de revenido se usa con las piezas que fueron colocadas de manera previa al proceso de temple. Este proceso de revenido aminora la dureza y resistencia de materiales, evita tensiones en el temple, mejorando así la tenacidad, y logrando que el acero adquiera la dureza y resistencia adecuadas.

Su distinción está relacionada de manera directa con la temperatura máxima (50 grados centígrados menos que el templado) y la rapidez del proceso de enfriamiento, que es realizado al aire).

  • Aceros inoxidables o para usos especiales: estos tienen las características de presentar una aleación de hierro con un contenido de 10% de cromo que es contenido en masa. Este tipo de acero suele se fuerte a la corrosión, debido a que el cromo así como otros metales que posee, tiene relación con el oxigeno y existe reacción entre ambos logrando formar una capa externa de protección; ésta puede verse afectada por determinados tipos de ácidos, y de esta manera el hierro es afectado y se oxida por situaciones interglanulares o picaduras generales.

Algunos tipos de acero poseen elementos aleantes como el molibdeno y níquel.

  • Aceros para herramientas de corte y mecanizado: estos poseen la característica de resistentes y fuertes al desgaste.
  • Aceros rápidos: son de tipo especial en cuanto al uso como herramienta de corte y es usado con altas velocidades de corte. Comúnmente se presentan con aleaciones con elementos como el W, Mo y Mo-Co.

4- Sistema de numeración de los aceros según EN 10020

En cuanto a este punto se puede determinar que el sistema numérico para aceros correcto con EN (Número estándar: WNr), será el impuesto por Europa debido a la consolidación de la CEE.

Existe un esquema generalizado numérico de los aceros según la norma antes descrita, entre los cuales están:

Aceros según Norma EN 10020

En cuanto a la norma XX(XX) es el número de secuencia. Los dígitos que se encuentran dentro del paréntesis son para usos a futuro. Esta secuencia numérica posee dos dígitos, tal como se puede observar. Es necesario un aumento del número de dígitos para equilibrar la subida de grados de acero que serán considerados.

El sistema EN 10020 está basado en los aceros divididos de acuerdo a su contenido químico (los aceros aleados y no aleados); igualmente la categoría principal que se basa en principales propiedades y aplicaciones.

tipos de acero

La norma EN 10027-2 administra y organiza la numeración de los aceros en la aplicación de la “Oficina Europea de Registros de Aceros”.

5- Otras normas y clasificaciones

3.1- Según el CENIM

En relación con esto existen muchas otras opiniones para dividir los aceros. A continuación pasamos a exponer el establecido por el Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas, el mismo determina los productos de la metalurgia de la forma siguiente:

Novedad Legislativa

En cuanto a esto, podemos subclasificar la misma de la siguiente manera, a saber:

Instrucción de Acero Estructural (EAE)

  • Series
  • Grupos
  • Clases
  • Individuos

En relación con el tema de la clase, la misma es determinada por una letra, de acuerdo a la especificación siguiente:

–  F: Aleaciones férreas

–  L: Ligeras

–  C: De cobre

–  V: Aleaciones varias

Por otra parte, los grupos, series e individuos serán especificados por cifras. De esta manera, pasamos a determinar la clasificación de los aceros según la norma ya tantas veces mencionada, y la misma se subdivide en los siguientes grupos:

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5.2- Según UNE-36009

La asignación según la UNE-36009 está basada en un código de cuatro campos, por medio de los cuales se identifica al tipo de acero, los cuales son muy utilizados actualmente en la industria.

Se trata de una codificación que posee cuatro campos, de acuerdo a lo siguiente:

F- X Y ZZ

Si observamos el primer campo en cuanto a la especificación de los aceros, la misma comienza con la letra F seguida de un guión. La primera cifra, X, determina los diferentes grupos de aceros, estableciendo de forma preferente una opinión de utilización. En relación con tal criterio, se pueden observar los grupos siguientes:

– Aceros especiales: grupos 1, 2, 3, 4 y 5.

– Aceros de uso general: grupos 6 y 7.

– Aceros moldeados: grupo 8.

En relación con la segunda cifra, Y, del campo que sigue se establecen distintos subdivisiones internamente en cada grupo, y las dos últimas cifras, ZZ, no tienen un valor que signifique algo en concreto, solamente se trata de la clasificación de elementos, de acuerdo a su definición cronológica.

A los fines de hacer del conocimiento del lector, vamos a detallar todos estos datos agrupados donde se indica la codificación de los aceros, según la norma que ya especificamos anteriormente, afín de que sea más fácil su comprensión y conocimiento del mismo. Entre estos grupos podemos ver:

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– Grupo 1:

F-11XX: trata de aceros no aleados son especializados para revenido y temple.

F-12XX: agrupa aceros aleados de buena calidad para revenido y temple.

F-14XX: aceros aleados de tipo especiales.

F-15XX: aceros al carbono y aleados para cemento.

– Grupo 2:

F-26XX: bandas de acero usadas para calderas y equipos a presión; chapas.

– Grupo 3:

F-3XXX: aceros inoxidables que tienen uso generalizado.

– Grupo 5:

F-51XX: aceros no aleados usados en herramientas.

F-52XX: aceros aleados para el uso de herramientas.

F-53XX: aceros aleados para el uso de herramientas de trabajo con calor.

F-55XX: aceros para herramientas de corte rápido.

– Grupo 6:

F-6XXX: Aceros para el uso en la construcción.

– Grupo 7:

F-72XX: aceros para semiproductos de utilización general.

F-73XX: aceros al carbono para utilización de bobinas.

F-74XX: aceros al carbono para uso de alambres.

– Grupo 8:

F-81XX: aceros moldeados para el uso general.

F-82XX: aceros moldeados de baja fusión pero de resistencia a la abrasión.

F-83XX: aceros moldeados de baja aleación para uso general.

F-84XX: aceros moldeados que no se oxidan.

A continuación vamos a determinar algunos ejemplos de numeraciones de los aceros de acuerdo a la UNE-36009:

– F-1280: en este grupo se encuentran los aceros especiales de aleación baja. Su numerología simbólica es 35CrMo4, en donde la cifra 35 determina el contenido de medio de carbono en relación con el porcentaje, multiplicado por 100, de igual forma Ni, Cr, Mo corresponden a la simbología de los componentes químicos básicos de aleación. El número 4 es el contenido de molibdeno de acuerdo al porcentaje igualmente multiplicado por 100.

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– F-1150: está referido a otro de los tipos de acero no fundidos. Su numerología es C55K, C pasa a ser el símbolo genérico en relación con estos tipos de acero, 55 es la composición de carbono referido al porcentaje que se multiplica por 100 y K es el límite superior de azufre y fósforo.

– F-6201: referido a otro de los tipos de acero que contiene características en relación a la tensión. Se identifica con el símbolo A37a, que como ya sabemos A es el símbolo genérico del acero, 37 trata de la resistencia menor en cuanto a la tensión en kg/mm2 y, a es el que determina el tipo.

F-6102: este se refiere al modelo de acero específico por la elasticidad. Su fórmula es AE42N, que como ya sabemos AE es el símbolo completo para este tipo de aceros, 42 se refiere a la limitación en cuanto a la elasticidad y el cual está garantizado en kg/mm2, y por último N es el símbolo del suministro.

– F-8102: acero moldeado caracterizado por la excelente resistencia al sometimiento de tensión. Se define como AM38b, donde AM es el símbolo para este modelo de aceros, 38 trata de la fuerza menor de tensión en kg/mm2 y, b es el grado que distingue al tipo.

Según UNE-3610

Igualmente la norma española UNE-36010 se refiere al intento de división de los tipos de acero que permite el conocimiento y propiedad de ellos. La norma establece la cantidad mayor y menor de cada elemento y porpiedad mecánica de lo que resulta del acero.

Dicha normativa se creó por el Instituto del Hierro y del Acero (IHA), y clasificó los tipos de acero en cinco subdivisiones distintas a las cuales las determina por medio de un número. A su vez estos tipos de  acero se subdividen en grupos, con especificaciones y características de tipo técnico del acero, mejorando las aplicaciones determinadas.

Según ASTM

Asimismo la norma ASTM (American Society for Testing and Materials) no señala la composición de forma directa, sino por el contrario determina la aplicación o el modo de empleo.

Por este motivo no puede haber una unión directa con las normas de composición. El esquema que esta norma señala en cuanto a los números de los tipos de acero están: YXX que como ya decíamos Y indica el grupo en que se aplica, de acuerdo a la lista siguiente:

A: cuando determina las especificaciones de los tipos de acero

B: determinación de los no ferrosos

C: características para hormigón, estructuras civiles

D: caracterizaciones en cuanto a químicos, pinturas, aceites, etc.

E: cuando se refiere a métodos de ensayos

A36: característica para tipos de acero estructurales al carbono

A285: descripción para tipos de acero al carbono de intermedia y menor resistencia, el uso se da en planchas de recipientes con presión.

A325: características en cuanto a pernos estructurales de tipos de acero que se dan con procesos térmicos y resistencia a la tensión menor de 120/105 ksi.

A514: uso específico para planchas de acero templado y revendidas que poseen un resistencia alta a la tensión adecuada en el proceso de soldadura.

A continuación pasamos a determinar algunas especificaciones de los tipos de acero que suelen ser más comunes, de acuerdo a la norma ya mencionada.

Aceros según según AISI

La norma AISI usa un diseño de manera general para la realización de las características de los tipos de acero de acuerdo a 4 números a saber:

AISI ZYXX

Aparte de los números antes especificados, las determinaciones de AISI pueden contener un prefijo antecesor identificado por medio de letras especificas que indican el proceso de la manufactura. En cuanto a esto podemos mencionar que las características de la SAE son utilizadas de forma igual en relación a la caracterización numérica que las de AISI, sólo que se eliminan los prefijos que anteceden.

A continuación pasamos a especificar que significan los campos de numeración ya mencionados, a saber:

XX este término señala el porcentaje del contenido de carbono multiplicado por 100.

Y se identifica en los tipos de acero de combinación simple, la aproximación del porcentaje del componente que predomina de la combinación.

Z quiere decir el tipo de acero o fusión. Los tipos de acero que pueden identificarse con el símbolo Z son:

Z=1: cuando se habla de tipos de acero al Carbono, puede ser corriente u ordinario.

Z=2: si se habla de tipos de acero al Níquel.

Z=3: cuando es usado para tipos de acero al Níquel-Cromo.

Z=4: para tipos de acero al Molibdeno, Ni-Mo, Cr-Mo, Ni-Cr-Mo.

Z=5: para los tipos de acero al Cromo.

Z=6: cuando se refiere a tipos de acero al Cromo-Vanadio.

Z=7: si se trata de tipos de acero al Tungsteno-Cromo.

Z=8: para tipos de acero al Ni-Cr-Mo.

Tal como ya decíamos anteriormente la especificación puede agregar letras anexas que pueden indicar lo siguiente:

E: indican fusión dentro de horno eléctrico básico.

H: trata de señalar los Grados de acero con templabilidad garantizada.

C: se trata de fusión en horno por arco eléctrico sencillo.

X: indica alguna desorientación del análisis de norma.

TS: para indicar que trata de norma tentativa.

B: indica los grados de acero con un posibilidad de contenido superior de 0.0005% en boro.

LC: igualmente indica los grados de acero con mínimo componente en carbono (0.03% máx.).

F: indica los grados de acero automático.

A continuación mencionamos ejemplos de señalización de los tipos de acero de acuerdo a la norma AISI, que contienen algunas informaciones aclarantes:

– AISI 1020:

1: indicar el tipo de acero que puede ser corriente u ordinario.

0: no fusionado.

20: indica contenido superior de carbono (C) del 0.20%.

– AISI C 1020:

En este caso la letra C quiere determinar el paso de la fabricación SIEMENS-MARTIN-básico. Podría ser B, si se trata de Bessemer-ácido ó E Horno eléctrico-básico.

– AISI 1045:

1: trata de acero corriente o sencillo.

0: no fusionado.

45: 0.45 % en C.

– AISI 3215:

3: acero al Níquel-Cromo.

2: contienen el 1.6% de Ni, 1.5% de Cr.

15: contienen el 0.15% de carbono (C).

– AISI 4140:

4: acero en fusión (Cr-Mo).

1: contenido de 1.1% de Cr, 0.2% y de Mo.

40: contiene 0.40% de carbono (C).

De igual forma vamos a pasar a determinar los tipos de acero y el contenido de los mismos en aproximación de los elementos principales de fusión, de acuerdo a la norma AISI, a saber:

Aceros según AISI

Debemos aclarar que la composición de los tipos de acero no es justa, por el contrario existe un determinado rango de tolerancia adecuado en cuanto a la valoración de las normas o los catálogos. Ejemplo de esto en relación a las tolerancias de los componentes del acero AISI 4140 que ya mencionamos, son:

C : 0,38-0,43 %

Mn : 0,75-1,00 %

Cr : 0,80-1,10 %

Mo : 0,15-0,25 %

Si : 0,15-0,35 %

P menor o igual que 0,035 %

S menor o igual que 0,040 %

Por otra parte, la norma AISI determina a los tipos de acero inoxidables el uso de 3 números, a saber:

– Aceros Inoxidables de tipo martensíticos

4XX: Base Cromo Medio-alto carbono.

5XX: Base Cromo, Molibdeno, Bajo carbono.

Como algunos de estos ejemplos podemos mencionar los siguientes: AISI 440, AISI410, AISI 431 AISI 416, AISI 502, AISI 501, AISI 503, AISI 504.

Aceros inoxidables ferríticos

4XX: Base Cromo. Bajo carbono.

Como ejemplo de estos están AISI 442, AISI 430, AISI 446, AISI 446.

Aceros inoxidables austeníticos

3XX: Base Cromo, Níquel. Bajo carbono.

2XX: Base Cromo, Níquel, Mn. Bajo carbono.

Algunos ejemplos de estos son: AISI 316, AISI 302, AISI 303, AISI 202, AISI 202.

Con relación a los tipos de acero usados para herramientas, la misma norma AISI ha determinado códigos especiales de acuerdo a la tabla siguiente:

Según SAE

La norma SAE (Society of Automotive Engineers) divide los tipos de acero en varios grupos que a continuación determinamos:

– Acero al carbono.

– Acero de media fusión o aleación.

– Aceros aleados.

– Aceros de tipo inoxidables.

– Aceros de fuerte resistencia.

– Aceros usados para herramientas.

Aceros al carbono:

Para los tipos de acero al carbono, la norma SAE los clasifica de la forma siguiente:

SAE 10XX, donde podemos decir que XX significa la composición de Carbono (C).

Algunos ejemplos son:

SAE 1010, con contenido de carbono entre 0,08 – 0,13 %C.

SAE 1040 (0,3 – 0,43 %C)

Los otros elementos que suelen estar presentes no se encuentran en porcentajes de fusión debido a su pequeño valor. De modo que a continuación veremos los porcentajes altos para los elementos que veremos, a saber:

Contenido P máx = 0,04%

Contenido S máx = 0,05%

Contenido Mn =

0,30 – 0,60% para aceros de mínimo contenido de carbono (<0.30%C).

0,60 – 0,90% para aceros de contenido superior de carbono (>0,60%C) y aceros al C para cementación.

Por otra parte, incluido en los tipos de acero de carbono, de acuerdo al contenido, podemos ver los grupos siguientes:

  • Aceros de muy mínimo % de carbono (desde SAE 1005 a 1015).

Estos tipos de acero se usan para piezas que son sometidas a procesos en frío. Los aceros no procesados son utilizados para ensamblados profundos de acuerdo a las características de deformación y terminación de la superficie. Los no trabajados son los que más se utilizan en el sometimiento de proceso forjados o térmicos.

Son positivos para procesos de soldadura y brazing. Su manejo se torna más fácil mediante el prensado en procesos fríos. Son delicados al proceso de crecimiento del grano, así como la fragilidad y rugosidad de la superficie, luego del proceso de conformado en frío se procede al calentamiento superior a los 600ºC.

  • Aceros de bajo % de carbono (desde SAE 1016 a 1030)

Esta división presenta más dureza y resistencia, sin embargo menor capacidad para la deformación; estos generalmente se denominan aceros de cementación. Los aceros calmados son utilizados para fábricas.

Estos tipos de acero en relación a su comportamiento en cuanto al temple dependerá del % de C y Mn. De este modo los de más porcentaje de C poseen más templabilidad y los de más alto porcentaje de Mn, se tornan duros en el núcleo y la capa.

Estos son buenos para soldaduras y brazing. El manejo de estos tipos de acero mejora con el proceso de forjado o normalizado y amino con el recocido.

  • Aceros de medio % de carbono (desde SAE 1035 a 1053)

Estos tipos de acero se clasifican en usos donde se requieren propiedades mecánicas más altas y de modo regular; se les aplica proceso térmico para el endurecimiento.

Son usados en diversidad de piezas que se someten a cargas dinámicas, tales como ejes y árboles de transmisión. Los componentes de C y Mn son variables y dependerán de algunas situaciones como propiedades mecánicas o templabilidad que sea necesaria.

En cuanto a los de menor porcentaje de carbono son usados para piezas deformadas al frío, sin embargo los estampados son limitados o plaqueados, doblados de forma suave y comúnmente llevan un recocido previo. Estos tipos de acero pueden ser aplicados en la fabricación de piezas forjadas y la selección dependerá de su tamaño y propiedades mecánicas posterior al proceso térmico.

Por el contrario los de mayor porcentaje de C, son normalizados luego de forjados con el fin de la mejora de su maquinabilidad. Igualmente son utilizados en piezas maquinadas, originariamente son barras laminadas; todo depende del nivel de propiedades que se necesiten, logran ser o no térmicas.

Estos tipos de aceros se puede soldar, sin embargo habrá que tomar precauciones específicas afín de evitar grietas por causa del calentamiento rápido y el enfriamiento siguiente.

  • Aceros de alto % de carbono (desde SAE 1055 a 1095)

Estos tipos de aceros son utilizados en situaciones en la que debemos aumentar la resistencia y aguante del desgaste y lograr niveles superiores de dureza o fortaleza en el material, cosa que no se consigue con los aceros de menos contenido de C. Osea podemos decir de manera responsable que no pueden utilizarse conformados en frío, a menos plaqueados o en el enrollado de resortes.

Generalmente las piezas de acero de este modelo se tratan térmicamente ante del uso,tomando en cuenta el cuido durante estos procesos afín de evitar fisuras y distorsiones.

– Aceros de media aleación

Suelen tener la característica de ser aceros al Mn, y su numerología de acuerdo a SAE es del tipo SAE 15XX, donde el porcentaje de Mn es variado, y se encuentra entre 1,20 y 1,65, según el %C.

Algunos ejemplos, podemos señalarlos así:

SAE 1524, posee contenido en los rangos de 1,20 – 1,50 %Mn, y son utilizados en la creación de engranajes.

SAE 1542, está referido a un contenido del 1,35 – 1,65 %Mn, utilizados para temple.

– Aceros de fácil maquinabilidad o aceros resulfurados

En cuanto al esquema denominativo de estos tipos de acero, según SAE, podemos determinarlos así:

SAE 11XX y SAE 12XX

Se tratan de tipos de acero de alta maquinabilidad. El alto contenido de sulfuros ocasiona viruta de tamaño pequeño y debido a que los sulfuros tienen plasticidad elevada, actúan como deslizantes internos. No son considerados buenos para soldar ni ser sometidos a proceso térmicos, ni forja dado su bajo punto de fusión.

Algunos ejemplos:

SAE 11XX, en este caso el contenido de S oscila entre 0,08 – 0,13 %S.

SAE 12XX, para estos tipos de acero el componente está entre 0,24 – 0,33 %S.

Estos tipos de acero se clasifican en tres grupos a su vez:

  • Grupo I: se clasifican en SAE 1110, 1111, 1112, 1113, 12L13, 12L14, y 1215

Se trata de aceros agitados de bajo porcentaje de carbono, con muy buenas condiciones de maquinado.

La serie 1200 introduce el fósforo y los L poseen plomo. Este tipo de elementos inciden en el mejoramiento de la rotura de la viruta en el proceso del corte y posterior aminoramiento del desgaste de la herramienta.

Cuando se los cementa con el fin de lograr la mejor consecuencia del proceso, deben estar calmados.

  • Grupo II: según el SAE 1108, 1109, 1116, 1117, 1118 y 1119

Se trata de un grupo o tipos de acero de bajo porcentaje  de carbono, y constituyen una excelente combinación de consecuencia y maquinabilidad en relación al proceso térmico. Por tal motivo, poseen cantidades menores de fósforo y algunos de azufre, con aumento del porcentaje de Mn, para incrementar la templabilidad, logrando temples en aceite.

  • Grupo III: de acuerdo al SAE 1132, 1137, 1139, 1140, 1141, 1144, 1145, 1146 y 1151

Estos tipos de acero  de medio contenido porcentaje de carbono integran un buen resultado y maquinabilidad con relación al temple en aceite.

– Aceros aleados

Los aceros se tienen por aleados cuando su contenido de uno de los elementos supera uno o más de los límites, que se detallan a continuación:

  • 1,65% de manganeso
  • 0,60% de silicio
  • 0,60% de cobre
  • igualmente cuando existe un porcentaje determinado de níquel, molibdeno, cobalto, niobio, tungsteno, zirconio, aluminio, cromo.

Estos tipos de acero denominados aleados se utilizan comúnmente cuando se trata de conseguir cualquier propiedad de las siguientes:

  • desarrollo del mayor número de propiedades mecánicas con un minoritario de consecuencias de fisuras o distorsión.
  • mejoras en cuanto a la fuerza del revenido, aumentar la tenacidad, aminorar la sensibilidad al moldeado.
  • mejora en cuanto a la maquinabilidad en condiciones de revenido y temple, cotejándola con un tipo de acero de igual porcentaje de carbono en condiciones iguales. En la mayoría de los casos se usan en proceso térmicos. En cuanto a esto la opinión más importante es la selección de la templabilidad, logrando que todos sean templados en aceite.

En otro orden de ideas y de acuerdo a la denominación SAE, indicamos la denominación de acuerdo a los componentes de aleación que conlleven:

  • Ni

Denominación SAE: 23XX, 25XX

El contenido de níquel (Ni) eleva la tenacidad de la fusión, sin embargo no la templabilidad, por tanto deberá contener otro componente aleante como Cr ó Mo.

  • Cr-Ni

Denominación SAE: 31XX, 32XX, 33XX, 34XX

SAE 3115 (1,25 %Ni y 0,60 a 0,80 %Cr), este garantiza una enorme tenacidad y templabilidad, debido al alto contenido de Ni hace difícil la maquinabilidad.

 

  • Mo

Denominación SAE: 40XX, 44XX

Se trata de aleaciones que elevan de forma leve la templabilidad del acero.

  • Cr-Mo

Denominación SAE: 41XX

Se trata de aleaciones que poseen 1,00 %Cr y de 0,15 a 0,30 %Mo. Son utilizados para nitrurado, así como tornillos de resistencia alta.

  • Cr-Ni-Mo

Denominación SAE: 86XX

Tienen características de aleaciones del 0,40 a 0,70 %Cr, 0,40 a 0,60 %Ni y 0,15 a 0,30 %Mo. Estas aleaciones son utilizadas por ser buenas en cuanto a la templabilidad.

SAE 8620, para cementación.

SAE 8640, para revenido y temple.

  • Si-Mn

Denominación SAE: 92XX

Contienen más o menos 1,40 %Si y 1,00 %Mn.

Estos tipos de acero suelen ser positivos para elaboración de resortes, debido a que poseen buena resistencia a la templabilidad y la fatiga. En cuanto a resortes de menores exigencias se usa SAE 1070.

Por otra parte, los aceros aleados se clasifican o dividen en dos grupos de acuerdo a las aplicaciones.

Aceros aleados de bajo porcentaje de carbono, usados para cementar

Estos a la vez se dividen subdividen en cuanto a la templabilidad así:

  • De baja templabilidad: entre estos se encuentran: series SAE 4000, 5000, 5100, 6100 y 8100.
  • De templabilidad intermedia: pertenecen a estos las series SAE 4300, 4400, 4500, 4600, 4700, 8600 y 8700.
  • De templabilidad superior: se refieren a las series SAE 4800 y 9300.

Estos antes mencionados están seleccionados para piezas de espesor grande los cuales soportan cargas superiores. A diferencia los otros modelos de media o baja templabilidad de piezas pequeñas, de manera que en todos los casos el proceso de temple se pueda lograr hacer en aceite.

La fortaleza del núcleo dependerá del porcentaje de C sencillo y los componentes aleantes. Esta fortaleza será superior cuando se trata de altas cargas de compresión, para el soporte o aguante de las deformaciones de las capas del exterior. Cuando lo más importante es la tenacidad, lo ideal es mantener baja la fuerza del núcleo.

Necesidad del núcleo

En relación a este punto, podemos dividirlas de la siguiente forma en cuanto al núcleo:

Baja templabilidad

En relación a esto se encuentran los siguientes, determinados por el SAE: 4012, 4023, 4024, 4027, 4028, 4418, 4419, 4422, 4616, 4617, 4626, 5015, 5115, 5120, 6118 y 8615.

Media templabilidad

En cuanto a estos están contenidos los siguientes: 4032, 4427, 4620, 4621, 4720, 4815, 8617, 8620, 8622 y 8720.

Alta templabilidad

En este grupo se encuentran 4320, 4718, 4817, 4820, 8625, 8627, 8822, 9310, 94B15 y 94B17

Aceros aleados de alto % de carbono, para temple directo

A la vez se subclasifican de acuerdo a la composición de carbono en:

  • Contenido de carbono nominal entre 0,30 – 0,37 %: en este caso se puede templar utilizando agua para las piezas de secciones o para las pequeñas en aceite.

Entre los usos que se le dan podemos colocar como ejemplo: palancas, bielas, puntas de ejes, tuercas, tornillos, ejes de transmisión, entre otros.

Baja templabilidad

Según la norma SAE en este grupo se encuentran 1330, 1335, 4037, 4130, 5130, 5132, 5135, y 8630

Media templabilidad

De acuerdo al SAE pertenecen a este grupo: 4135, 4137, 8637 y 94B30

  • Contenido de carbono nominal entre 0,40-0,42 %: son usados para la elaboración de piezas de tamaño grande y mediano, las cuales necesitan alto valor de fuerza y tenacidad. Como ejemplo de esto se pueden ver: piezas de camiones y aviones, ejes, palieres, entre otros.

Baja templabilidad

De acuerdo a la normativa SAE están: 1340, 4047, 5140

Media templabilidad

Normativa SAE: 4140, 4142, 50B40, 8640, 8642, 8740

Alta templabilidad

Norma SAE: 4340

  • Componente de carbono 0,45-0,50 %: son usados en engranajes, así como piezas que necesiten resistencia, dureza y tenacidad.

Baja templabilidad

Normativa SAE: entre estos: 5046, 50B44, 50B46, 5145

Media templabilidad

SAE, contiene: 4145, 5147, 5150, 81B45, 8645, 8650

Alta templabilidad

De acuerdo a la normativa SAE: 4150, 86B45

  • Contenido de carbono nominal 0,50-0,60 %: son usados en la elaboración de piezas como resortes y herramientas de mano.

Media templabilidad

Normativa SAE: 50B50, 5060, 50B60, 5150, 5155, 51B60, 6150, 8650, 9254, 9255, 9260

Alta templabilidad

SAE: 4161, 8655, 8660

  • Componente de carbono 1,02 %: estos son usados en la elaboración de rodillos, bolas, pistas; aparte de otros usos que necesiten tener resistencia, dureza en relación al deterioro o desgaste de uso. En este grupo existen tres tipos de acero, de los cuales la templabilidad es variable de acuerdo a la cantidad que poseen de cromo.

Baja templabilidad

Normativa SAE: 50100

Media templabilidad

De acuerdo a la norma SAE: 51100

Alta templabilidad

Norma SAE: 52100

Aceros inoxidables

Estos tipos de acero están clasificados en los grupos que denominamos a continuación:

  • Austeníticos:

Como ejemplos de este grupo están:

Según AISI 302 XX, donde XX no suele ser el porcentaje de C

17-19 % Cr ; 4-8 % Ni ; 6-8 % Mn

AISI 303 XX

8-13 % Cr ; 8-14 % Ni

Este modelo de aceros inoxidables denominados austeníticos, poseen la característica de no ser tan duros ni templables; aparte poseen alta capacidad de su deformación. El que más se usa es el 304.

Dentro del grupo de esta clasificación se encuentran los aceros refractarios, los cuales poseen aumento de resistencia en cuanto a temperaturas elevadas. Como ejemplo tenemos: 30330 (35% Ni, 15% Cr)

  • Martensíticos

Como ejemplo de estos tipos de acero, tenemos:

Según AISI 514 XX

11 – 18 % Cr

Tienen la característica de ser templables. Si se busca que la dureza sea superior, debe elevarse el porcentaje de cromo. Estos tipos de acero son usados en la elaboración de cuchillería, debido a su excelencia en cuanto a resistencia a la corrosión y posterior deterioro de las piezas.

  • Ferríticos

Este grupo posee el siguiente ejemplo, según AISI:

AISI 514 XX, 515XX

Tienen la característica de contener bajo porcentaje de C, pero elevado contenido de Cr (10 – 27 %), por tal motivo mantienen la estructura ferrítica a temperaturas elevadas.

Aceros de resistencia alta y aleación baja

El calificativo que da SAE a estos tipos de acero es 9XX, donde podemos ver que XX• 103 lb/pulg2, identifica la limitación de elasticidad del acero.

Un ejemplo de lo anterior es: SAE 942.

Suelen ser de porcentaje bajo de C y aleados con Va, Nb, N, Ti, de contenido aproximado de 0,03% por cada uno, de modo que arrojan carbonitruros de Va, Nb, Ti que aumentan el nivel de elasticidad entre 30 y 50 %.

Posee garantías en cuanto a propiedades mecánicas y el ángulo de plegado. Son fáciles de soldar y tenaces, estos no permiten procesos térmicos.

Aceros para herramientas

En cuanto a estos tipos de acero, son identificados con las letras que mencionamos a continuación:

W: resultan templables al agua. No poseen contenidos aleantes y son característicos por su alto porcentaje de carbono (0,75 a 1.00%). Pasan a ser los más baratos en generalmente poseen limitaciones en relación al diámetro, por las especificaciones de templabilidad.

Cuando se realizan trabajos en frío se utilizan los siguientes:

0 para dar indicación que solamente son capacitados para los trabajos que se elaboran en frío, debido a que al aumentar la temperatura se pierde dureza en la pieza.

De igual manera si están moldeados al aire; no permiten el temple en aceite debido a que se partirían o crearían fisuras en la pieza. Se utilizan para la elaboración de formas intrincadas debido al contenido alto de cromo (Cr), esto concede temple de manera homogénea.

D o alta aleación. Estos poseen elevado porcentaje de carbono para la formación de carburos de cromo (1,10 – 1,80 %C). Adquieren buena resistencia al deterioro o desgaste.

Para trabajo en caliente: H

Aceros rápidos:

T en relación de base a tungsteno

M en cuanto a la base a molibdeno

Los tipos de acero antes mencionados conservan la dureza al rojo vivo, esto suele ser positivo para cuchillas; y tienen contenido de carburos que los hacen estables a la temperatura elevada.

El cromo eleva la templabilidad debido a que está diluido, a diferencia que el tungsteno y el molibdeno son considerados formadores de carburos. El que más se conoce es T18-4-1, todo lo cual menciona contenidos de W, cromo y molibdeno respectivamente.

S estos equivalen a modelos de aceros utilizados para herramientas que se relacionan con el choque. Estos son templados de forma fácil en aceite. No pueden ser utilizados en grandes cantidades o formas intrincadas.

Designación del acero estructural según normativa europea EN 10025

En relación a lo anterior vamos a determinar los esquemas definitorios de los aceros estructurales, de acuerdo a las normativas EN 10025-2: 2004, y según la EN 10025-4: 2004.

De acuerdo a la la norma europea EN 10025-2: 2004, estos tipos de acero denominados estructurales se identifican de acuerdo al siguiente esquema:

S XXX YY     (+AAA)     (+BB)

los campos que se encuentran dentro del paréntesis está referido a información adicional, la cual en oportunidades puede que no aparezca en la denominación del tipo de acero. Pasamos a exponer para que el lector tenga una visión más clara de ello, la identificación de cada simbología antes mencionada, a saber:

 

S, esta refiere que estamos ante un tipo de acero estructural.

XXX, determina la limitación de la elasticidad del acero en N/mm2 ó Mpa.

YY, es utilizado para la definición de la resiliencia que posee el acero. Asimismo puede presentar valores que a continuación detallamos:

Tal cual como ya mencionamos, en la designación de los tipos de acero, de acuerdo a la normativa EN 10025-2: 2004, puede encontrarse información anexa, ejemplo de ello son las condiciones de agresividad, bajo las cuales está sometida la pieza de acero, o como indicativo de condiciones de tratamiento a que haya sido sometida en el proceso de elaboración. De manera que así tenemos que:

+ AAA, señala o determina las condiciones específicas a las cuales la pieza de acero se encontrará sometida. Esta podrá ser de acuerdo a los siguientes valores:

Condiciones especiales: Z15

Mín. 15% reducción del área: Z25

Mín. 25% reducción del área: Z35

Mín. 35% reducción del área

+ BB, es utilizado para señalar las condiciones de proceso del acero. Los valores se determinan así:

Condiciones de tratamiento:  +M

Laminación termomecánica: +N

Laminación normalizada: +AR

Bruto de laminación

Como ejemplo de la denominación según la norma EN 10025-2: 2004, tenemos:

S 355 J2     +Z35     +M

Y como último punto, la denominación de acuerdo a la norma Europea EN 10025-4: 2004, contiene información de las características físicas del acero. Como esquema de denominación tenemos:

S XXX YY

Podemos determinar que en los campos S y XXX identifican los valores ya determinados en el punto anterior referido al campo YY; agrega información aparte en cuanto a las características físicas del tipo de pieza de acero, pudiendo tomar los valores siguientes:

Bajas temperaturas

Características físicas

Laminación normalizada

Laminación termomecánica

Patinable con protección a la corrosión atmosférica

Fusiones o mezclas del acero

El acero como tal posee diferentes resultados aunado a la presencia o ausencia de otro tipo de metales: el agregado de manganeso concede una resistencia mayor en cuanto al impacto, el componente de tungsteno, permite el logro de soporte a altas temperaturas.

Igualmente existen algunos componentes de mezcla definidos como son: Cromo (Cr) y Níquel (Ni), estos dos componente son añadidos para determinados fines.

Como algunas de las consecuencias de la unión de los metales con el acero, tenemos:

Resistencia superior y firmeza.

Mayor resistencia en relación con el impacto.

Se vuelve más resistente al deterioro o desgaste por uso.

Mayor resistencia al proceso corrosivo.

Superior resistencia a temperaturas altas.

Integración de temple, como consecuencia de ello, hay elevación de profundidad en el cual el acero pasa al proceso de endurecimiento.

Con relación a la unión o fusión de minerales como:

Aluminio: éste sirve como  limpiador para el acero que se funde y consecuencia de ello crea un acero de grano fino.

Azufre: mayormente se refiere a una impureza y mantiene un nivel bajo. Algunas ocasiones le es añadido de forma intencional en cantidades fuertes, afín de elevar la habilidad del acero de aleación y al carbono, y de esta manera puede ser manejado a través de cortes.

Boro: aumenta la tensión del acero en cuanto al proceso y crea profundidad a la cual el acero adquiere dureza.

Cromo: eleva la profundidad en relación al proceso de endurecimiento del acero.

Cobre: facilita la duración en cuanto al proceso corrosivo.

Manganeso: este elemento es vital como integrante de los aceros comerciales. El mismo  actúa como efecto limpiante y evita los efectos nocivos del azufre, logrando la mejora de la laminación, el paso en el moldeo, así como otros procesos de trabajo que están sometidos al proceso de calor. Igualmente aumenta la profundidad en cuanto a la tensión y es positivo para la fortaleza y resistencia.

Molibdeno: eleva las propiedades del paso térmico. Igualmente eleva la posibilidad de la fortaleza y resistencia a temperaturas elevadas.

Níquel: es positivo ante las características del paso térmico bajando la temperatura sobre el proceso de endurecimiento y flexión o la pérdida de la forma al momento de la tensión del mismo. Cuando se utiliza unido al cromo, eleva la dureza y el aguante con relación al deterioro por el uso.

Silicio: este metal es utilizado como medio antioxido y posee la característica de servir como endurecedor en el acero de aleación.

Titanio: al igual que el silicio es utilizado como un desoxidante e inhibidor del aumento granular. Eleva y mejora la resistencia a las temperaturas elevadas.

Tungsteno: aunque ya lo explicamos en párrafos anteriores queremos insistir que su uso se da en muchos tipos de acero de aleación para la elaboración de herramientas, logrando con esto un gran proceso de fortaleza ante el deterioro y desgaste de las herramientas, así como la dureza de las temperaturas elevadas.

Vanadio: concede dureza y es positivo ante el proceso de creación de granos de tamaño fino. Eleva el proceso de resistencia ante el impacto de las fracturas o fisuras por impacto, así como la fatiga.

Usos y aplicaciones del acero en estructuras

La fusión del hierro y el carbono, tomando en consideración que éste último esté entre 0.5 y 1.5%); permite características de dureza, resistencia, maleabilidad.

De los materiales utilizados para fines de construcción y estructuras, suele ser el acero el que posee mayores posibilidades de rigidez, resistencia y ductilidad. En cuanto a la eficiencia estructural es alta debido a que se pueden hacer fabricaciones por secciones con la forma adecuada para la resistencia de la flexión, compresión o torsión.

La resistencia en cuanto a la tensión suelen ser bastante parecidas y pueden permitir la variedad de acuerdo al intervalo ampliado y de acuerdo a la composición química o mediante el proceso del trabajo en frío.

Debemos aclarar que a medida que aumenta la resistencia del acero se aminora la ductilidad del mismo, ya que debido al aumento de resistencia no hay variedad del módulo de la elasticidad, lo que hace que se vuelvan más críticos algunos problemas de flexión local de las secciones y global de los elementos.

Debido a que el acero pueda ser afectado por la corrosión requiere protección e igualmente mantenimiento de acuerdo a las condiciones del ambiente. Esto genera una cantidad de inconvenientes que son considerados importantes que colocan la balanza ante el uso del concreto reforzado para estructuras que estarán expuestas al aire libre, como pueden ser puentes, obras marítimas, etc.

Ventajas de uso del acero

Alta resistencia: esto logra que el peso de las estructuras que se realicen sean de importancia en cuanto a la elaboración de vigas.

Uniformidad: las características del acero no son diferentes de manera apreciable, tal como es el caso de estructuras de concreto reforzado.

Durabilidad: cuando el mantenimiento de dichas estructuras es correcto su duración será indefinida.

Ductilidad: esto está referido a la propiedad que posee el material y el soporte a las deformaciones y deterioros bajo elevados esfuerzos de tensión. Tal naturaleza de ductilidad en los aceros de estructuras les concede fluidez local, y evita fallas posibles.

Tenacidad: los aceros de estructuras poseen la característica de ser tenaces, o sea poseen ductilidad y resistencia al deterioro.

Otro tipo de ventajas que suelen verse importantes del acero estructural, son:

. Mayor facilidad de unión de distintos miembros a través de procesos de soldadura, remaches, tornillos, entre otros.

. Existe la opción de prefabricación de una estructura.

. Mayor rapidez en el montaje.

. Enorme capacidad de laminarse y en variedad de formas y tamaños.

. Fortaleza en cuanto a la fatiga que el concreto.

. Se da la posibilidad de reutilización luego de desmonte de la estructura.

Desventajas de uso

Costo de mantenimiento: en su mayoría los tipos de acero suelen ser sensibles a la corrosión por estar expuestos al aire, agua y posteriormente deberán pintarse de forma regular.

Costo de protección contra el fuego: debemos decir que algunas estructuras son incombustibles o resistentes a los incendios. Aparte se ha comprobado la capacidad de que conducen calor y esto provoca la posibilidad de incendios, subiendo la temperatura en lugares como habitaciones donde no existen flamas, chispas de ignición logrando que se inflamen materiales alternos como tela, madera, entre otros.

Susceptibilidad a la flexión: debemos decir al lector que mientras más esbeltos los miembros a compresión, más se da el peligro de la flexión.

Tal como decíamos anteriormente el acero presenta una elevada resistencia en cuanto al peso, sin embargo al usarlo en columnas no suele ser muy económico, ya que se utilizará más material, con el propósito de que las columnas sean más rígidas a fin de evitar el pandeo o flexión.

Conclusión

Esperamos que el lector haya quedado claro en el tema del acero y sus tipos que hemos tratado en este artículo; así como de los distintos usos que se les da en el uso diario; tales como herramientas, utensilios, tanto de cocina, como herramientas grandes para construcción, aviones, barcos.

Igualmente la forma de trabajarlo, los diferentes procesos que se hacen para que al final quede o resulte una pieza limpia, pura y de una calidad excelente, duradera ante el posible efecto del desgaste o deterioro por corrosión, entre otros.

De igual manera el lector tendrá en este artículo un medio de consulta en cuanto a las distintas denominaciones que se le aplican a los distintos tipos de acero de acuerdo a las normas como SAE, AISI, por medio de esta numerología o símbolos cada uno de los tipos de acero son identificados para los distintos medios de utilización. Por tal motivo creemos que servirá de guía de consulta al lector para la mejor utilización de los tipos de acero.

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