Clasificación Aceros

Nomenclatura de Aceros según SAE-AISI

Según AISI

La norma AISI (American Iron and Steel Institute) utiliza un esquema general para realizar la especificación de los aceros mediante 4 números:

AISI ZYXX

Además de los números anteriores, las especificaciones AISI pueden incluir un prefijo mediante letras para indicar el proceso de manufactura. Decir que las especificaciones SAE emplean las mismas designaciones numéricas que las AISI, pero eliminando todos los prefijos literales.

El significado de los anteriores campos de numeración es la siguiente:

XX indica el tanto por ciento (%) en contenido de carbono (C) multiplicado por 100;

Y indica, para el caso de aceros de aleación simple, el porcentaje aproximado del elemento predominante de aleación;

Z indica el tipo de acero (o aleación). Los valores que puede adoptar Z son los siguientes:

Z=1: si se trata de aceros al Carbono (corriente u ordinario);

Z=2: si se trata de aceros al Níquel;

Z=3: para aceros al Níquel-Cromo;

Z=4: para aceros al Molibdeno, Cr-Mo, Ni-Mo, Ni-Cr-Mo;

Z=5: para aceros al Cromo;

Z=6: si se trata de aceros al Cromo-Vanadio;

Z=7: si se trata de aceros Al Tungsteno-Cromo;

Z=8: para aceros al Ni-Cr-Mo;

Etc.

Como ya se indicó, la anterior designación puede incorpora también letras adicionales para indicar lo siguiente:

E . . . .: para indicar Fusión en horno eléctrico básico.

H . . . .: para indicar Grados de acero con templabilidad garantizada.

C . . . .: para indicar Fusión en horno por arco eléctrico básico.

X . . . .: para indicar alguna desviación del análisis de norma.

TS . . .: para indicar que se trata de una Norma tentativa.

B . . . .: para indicar que se trata de Grados de acero con un probable contenido mayor de 0.0005% en boro.

LC . . .: para indicar Grados de acero con extra-bajo contenido en carbono (0.03% máx.).

F . . . . .: Grados de acero automático.

A continuación se incluyen algunos ejemplos de designación de tipos de aceros según la norma AISI, que incluyen algunas notas aclaratorias:

- AISI 1020:

1: para indicar que se trata de un acero corriente u ordinario;

0: no aleado;

20: para indicar un contenido máx. de carbono (C) del 0.20%.

- AISI C 1020:

La letra C indica que el proceso de fabricación fue SIEMENS-MARTIN-básico. Puede ser B (si es Bessemer-ácido) ó E (Horno eléctrico-básico).

- AISI 1045:

1: acero corriente u ordinario;

0: no aleado;

45: 0.45 % en C.

- AISI 3215:

3: acero al Níquel-Cromo;

2: contenido del 1.6% de Ni, 1.5% de Cr;

15: contenido del 0.15% de carbono (C).

- AISI 4140:

4: acero aleado (Cr-Mo);

1: contenido del 1.1% de Cr, 0.2% de Mo;

40: contenido del 0.40% de carbono (C).

A continuación se adjunta una tabla resumen de distintos tipos de aceros y su contenido aproximado de elementos principales de aleación, según AISI:

No obstante, la composición de los aceros no es exacta, sino que existe un rango de tolerancia aceptable en referencia a los valores indicados en normas o catálogos. Así por ejemplo, las tolerancias en la composición del acero AISI 4140 que indicamos anteriormente serían las siguientes:

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 otro lado, la norma AISI especifica a los aceros inoxidables utilizando 3 números:

- Aceros Inoxidables martensíticos:

4XX: Base Cr. Medio-alto carbono.

5XX: Base Cr, Mo. Bajo carbono.

Ejemplos: AISI 410, AISI 416, AISI 431, AISI 440, AISI 501, AISI 502, AISI 503, AISI 504.

- Inoxidables ferríticos:

4XX: Base Cr. Bajo carbono.

Ejemplos: AISI 430, AISI 442, AISI 446.

- Inoxidables austeníticos:

3XX: Base Cr, Ni. Bajo carbono.

2XX: Base Cr, Ni, Mn. Bajo carbono.

Ejemplos: AISI 302, AISI 304, AISI 316, AISI 303, AISI 202.

Para los aceros para herramientas, la norma AISI ha formulado códigos específicos según la siguiente tabla:

Codificación de Aceros para Herramientas, según AISI

Grupo Símbolo Descripción

Alta velocidad (rápidos) T Base Tugsteno (%W: 11.75-19)

Alta velocidad (rápidos) M Base Molibdeno (%Mo: 3.25-10.0)

Trabajo en caliente H Base Cr, W, Mo

Trabajo en frío A Media aleación, temple al aire

Trabajo en frío D Alto Cr, alto C (%Cr: 11.5-13.5)

Trabajo en frío O Templables al aceite

Resistencia al impacto S Medio carbono, al Si

Propósitos específicos L Baja aleación, medio-alto carbono

Propósitos específicos F Alto carbono, al W

Moldes P Baja aleación, bajo carbono

Templables al agua W Alto carbono

Según SAE

La norma SAE (Society of Automotive Engineers) clasifica los aceros en distintos grupos, a saber:

- Aceros al carbono;

- Aceros de media aleación;

- Aceros aleados;

- Aceros inoxidables;

- Aceros de alta resistencia;

- Aceros de herramienta, etc.

- ACEROS AL CARBONO:

La denominación que emplea la normativa SAE para los aceros al carbono es según el siguiente esquema:

SAE 10XX, donde XX indica el contenido de Carbono (C).

Ejemplos:

SAE 1010 (con un contenido en carbono entre 0,08 - 0,13 %C)

SAE 1040 (0,3 - 0,43 %C)

Los demás elementos que puedan estar presentes no están en porcentajes de aleación al ser pequeño su valor. Así, los porcentajes máximos para los elementos que a continuación se indican son:

Contenido P máx = 0,04%

Contenido S máx = 0,05%

Contenido Mn =

0,30 - 0,60% para aceros de bajo carbono (<0.30%C)

0,60 - 0,90% para aceros de alto carbono (>0,60%C) y aceros al C para cementación.

Por otro lado, dentro de los aceros al carbono, según su contenido, se pueden diferenciar los siguientes grupos:

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

Estos aceros son usados para piezas que van a estar sometidas a un conformado en frío.

Los aceros no calmados se utilizan para embutidos profundos por sus buenas cualidades de deformación y terminación superficial. Los calmados son más utilizados cuando van a ser sometido a procesos de forjados o de tratamientos térmicos.

Son adecuados para soldadura y para brazing. Su maquinabilidad se mejora mediante el estirado en frío. Son susceptibles al crecimiento del grano, y a fragilidad y rugosidad superficial si después del conformado en frío se los calienta por encima de 600ºC.

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

Este grupo tiene mayor resistencia y dureza, pero menor capacidad de deformación. Son los comúnmente llamados aceros de cementación. Los calmados se utilizan para forjas.

El comportamiento al temple de estos tipos de aceros depende del % de C y Mn. Así los que presentan mayores porcentajes de C tienen mayor templabilidad en el núcleo, y los de más alto % de Mn, se endurecen más principalmente en el núcleo y en la capa.

Son aptos para soldadura y brazing. La maquinabilidad de estos aceros mejora con el forjado o normalizado, y disminuye con el recocido.

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

Estos aceros son seleccionados en usos donde se necesitan propiedades mecánicas más elevadas y frecuentemente llevan tratamiento térmico de endurecimiento.

Se utilizan en amplia variedad de piezas sometidas a cargas dinámicas, como ejes y árboles de transmisión. Los contenidos de C y Mn son variables y dependen de una serie de factores, como las propiedades mecánicas o la templabilidad que se requiera.

Los de menor % de carbono se utilizan para piezas deformadas en frío, aunque los estampados se encuentran limitados a plaqueados o doblados suaves, y generalmente llevan un recocido o normalizado previo. Todos estos aceros se pueden aplicar para fabricar piezas forjadas y su selección depende del tamaño y propiedades mecánicas después del tratamiento térmico.

Los de mayor % de C, deben ser normalizados después de forjados para mejorar su maquinabilidad. Son también ampliamente usados para piezas maquinadas, partiendo de barras laminadas. Dependiendo del nivel de propiedades necesarias, pueden ser o no tratadas térmicamente.

Estos tipos de aceros pueden soldarse pero deben tenerse precauciones especiales para evitar fisuras debido al rápido calentamiento y posterior enfriamiento.

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

Se usan en aplicaciones en las que es necesario incrementar la resistencia al desgaste y conseguir altos niveles de dureza en el material que no pueden lograrse con aceros de menor contenido de C.

En general no se utilizan conformados en frío, salvo plaqueados o el enrollado de resortes.

Prácticamente todas las piezas con acero de este tipo son tratadas térmicamente antes de usar, debiéndose tener especial cuidado en estos procesos para evitar

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