Enlaces Quimicos

INTRODUCCIÓN

En el siguiente trabajo de clasificación, normalización, tratamientos y ensayos a los aceros se pretende comprender su comportamiento, su maleabilidad, el uso al cual lo podemos otorgar ya sea a la construcción de pernos, tornillos, herramientas, estructuras, etc.

También conoceremos sus estandarizaciones a nivel Internacional como las normas SAE, DIN entre otras, sus ensayos de dureza como la torsión, flexión, tracción, sus tratamientos térmicos y sus clasificaciones en pernos a través de marcas en las cabezas de ellos.

NORMALIZACIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LOS ACEROS. Significado de los números con que se designan los aceros Norteamericanos SAE y AISI.

Las normas SAE (Society for Automotive Engineers) para los aceros coinciden casi totalmente con las normas AISI (American Iron and Steel Institute) salvo en detalles como el empleo de algunas letras que se suelen agregar a cifras claves. Las normas AISI emplean dichas letras para indicar con ellas procesos metalúrgicos de fabricación o calidad especial de un acero. Ambas normas coinciden en el empleo de la letra H que se agrega a las cifras claves para indicar la existencia de bandas de templabilidad, bandas que fijan las variaciones aceptables en la curva de Jominy. Las cifras claves tienen los siguientes significados:

- La primera cifra indica a que tipo de acero pertenece.

- La segunda y en algunos casos la tercera cifra, indica el porcentaje aproximado del elemento de adición principal.

- Las últimas dos o tres cifras indican el porcentaje de carbono encentésimos.

Los números básico correspondientes a cada tipo de acero son los siguientes:

|1 |Acero al C |

|2 |Acero al Ni |

|3 |Acero al Cr, Ni |

|4 |Acero al Mo |

|5 |Acero al Cr |

|6 |Acero al Cr, V |

|7 |Acero al W |

|9 |Acero al Si- Mn |

Aceros al carbono

10XX donde XX es el contenido de C.

Ej.: SAE 1010 (0,08—0,13 %C)

SAE 1040 (O,3~—0,43 %C)

Los demás elementos presentes no están en porcentajes de aleación:

P máx = 0,04%

S máx = 0,05%

Mn = 0,30—0,60% para aceros de bajo carbono (0,60%C) y aceros al C para cementación.

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

Se seleccionan en piezas cuyo requisito primario es el 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 se necesita forjarlos o

llevan 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

formadoen frío se los calienta por encima de 600ºC.

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

Este grupo tiene mayor resistencia y dureza, disminuyendo su deformabilidad. Son los

comúnmente llamados aceros de cementación. Los calmados se utilizan para forjas. Su respuesta al

temple depende del % de C y Mn; los de mayor contenido tienen mayor respuesta de núcleo. Los de

más alto % de Mn, se endurecen más convenientemente 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.

3- 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. El contenido de C y Mn,

depende de una serie de factores. Por ejemplo, cuando se desea incrementar las propiedades

mecánicas, la sección o la templabilidad, normalmente se incrementa el % de C, de Mn o de ambos.

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 tambiénampliamente usados para piezas maquinadas, partiendo de barras laminadas.

Dependiendo del nivel de propiedades necesarias, pueden ser o no tratadas térmicamente. 2

Pueden soldarse pero deben tenerse precauciones especiales para evitar fisuras debido al rápido

calentamiento y enfriamiento.

4- 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 altas

durezas que no pueden lograrse con aceros de menor contenido de C.

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

Prácticamente todas las piezas son tratadas térmicamente antes de usar, debiéndose tener especial

cuidado en estos procesos para evitar distorsiones y fisuras.

Aceros de media aleación

Aceros al Mn

15XX

El porcentaje de Mn varía entre 1,20 y 1,65, según el %C.

Ej.: SAE 1524 1,20—1,50 %Mn para construcción de engranajes

SAE 1542 1,35—1,65 %Mn para temple

Aceros de fácil maquinabilidad o aceros resulfurados

11XX 12XX

Son aceros de alta maquinabilidad; la presencia de gran cantidad de sulfuros genera viruta pequeña y, al

poseer los sulfuros alta plasticidad, actúan como lubricantes internos. No son aptos para soldar,

tratamientos térmicos, ni forja debido a su bajo punto de fusión.

Ej; SAE 11XX : 0,08—0,13 %S

SAE 12XX : 0,24—0,33 %S

Para disminuir costos, facilitando el maquinado, se adicionan a los aceros al C de distintos % de C

y Mn, elementoscomo el azufre (S), fósforo (P) y plomo (Pb). Esto significa un sacrificio en las

propiedades de deformado en frío, soldabilidad y forjabilidad, aunque el plomo tiene poco efecto en estas

características. Pueden dividirse en tres grupos:

GRUPO I (SAE 1110, 1111, 1112, 1113, 12L13, 12L14, y 1215)

Son aceros efervescentes de bajo % de carbono, con excelentes condiciones de maquinado.

Tienen el mayor contenido de azufre; los 1200 incorporan el fósforo y los L contienen plomo.

Estos tres elementos influyen por diferentes razones, en promover la rotura de la viruta durante el

corte con la consiguiente disminución en el desgaste de la herramienta.

Cuando se los cementa, para lograr una mejor respuesta al tratamiento, deben estar calmados.

GRUPO II (SAE 1108, 1109, 1116, 1117, 1118 y 1119)

Son de bajo % de carbono y poseen una buena combinación de maquinabilidad y respuesta al

tratamiento térmico. Por ello, tienen menor contenido de fósforo, y algunos de azufre, con un incremento

del % de Mn, para aumentar la templabilidad permitiendo temples en aceite.

GRUPO III (SAE 1132, 1137, 1139, 1140, 1141, 1144, 1145, 1146 y 1151)

Estos aceros de medio % de carbono combinan su buena maquinabilidad con su respuesta al

temple en aceite.

Aceros aleados para aplicaciones en construcciones comunes

Se considera que un acero es aleado cuando el contenido de un elemento excede uno o más de

los siguientes límites:

‰ 1,65% de manganeso

‰ 0,60% de silicio

‰ 0,60% de cobre

‰ o cuando hay un % especificado de cromo, níquel, molibdeno,aluminio, cobalto,

niobio, titanio, tungsteno, vanadio o zirconio

Se usan principalmente cuando se pretende:

• desarrollar el máximo de propiedades mecánicas con un mínimo de distorsión y fisuración

• promover en un grado especial: resistencia al revenido, incrementar la tenacidad, disminuir la

sensibilidad a la entalla

• mejorar la maquinabilidad en condición de temple y revenido, comparándola con un acero de igual

% de carbono en la misma condición

Generalmente se los usa tratados térmicamente; el criterio más importante para su selección es

normalmente su templabilidad, pudiendo todos ser templados en aceite.

Al Ni 23XX 25XX

El Ni aumenta la tenacidad de la aleación; pero como no se puede mejorar la templabilidad, debe

adicionarse otro elemento aleante (Cr, Mo). Por este motivo prácticamente no se utilizan. La temperatura

de transición dúctil-frágil baja de -4ºC para aceros al C hasta -40ºC

Al Cr-Ni 31XX 32XX 33XX 34XX

El conocido en Argentina es el SAE 3115 (1,25 %Ni y 0,60 a 0,80 %Cr). Gran tenacidad y templabilidad;

pero el excesivo Ni dificulta la maquinabilidad.

Al Mo 4OXX 44XX

Aumenta levemente la templabilidad

.

Al Cr-Mo 41XX

Poseen 1,00 %Cr y 0,15 a 0,30 %Mo. Se utilizan

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