Proceso de obtencion y del acero

Acero.

Los metales y aleaciones empleadas en la industria y en la construcción pueden dividirse en dos grupos principales: Materiales Ferrosos y No Ferrosos. Ferroso viene de la pelabra Ferrum que los romanos empleaban para el fierro o hierro. Por lo tanto, los materiales ferrosos son aquellos que contienen hierro como su ingrediente principal; es decir, las numerosas calidades del hierro y del acero. Los materiales No ferrosos no contienen hierro. Esto incluyen el aluminio, magnesio, zinc, cobre, plomo y otros elementos metalicos. Las aleaciones el laton y el bronce, son una combinación de algunos de estos metales No ferrosos y se les denomina aleaciones No Ferrosas.

Uno de los materiales de fabricación y construcción mas versátil, mas aceptable y mas ampliamente usado es el acero. A un precio relativamente bajo, el acero combina la resistencia y la posibilidad de ser trabajado, lo que se presta para fabricaciones mediante muchos métodos. Además, sus propiedades pueden ser manejadas de acuerdo a las necesidades especificas mediante tratamientos con calor, trabajo mecanico, o mediante aleaciones.

EL ACERO.

El acero es básicamente una aleación o combinación de hierro y carbono (alrededor de 0.05% hasta menos de un 2%). Algunas veces otros elementos de aleación específicos tales como el Cr (cromo) o Ni (niquel) se agregan con propósitos determinados.

Ya que el acero es básicamente hierro altamente refinado (mas de un 98%), su fabricación comienza con la reducción de hierro (producción de arrabio) el cual se convierte mas tarde en acero. El hierro puro es uno de los elementos del acero por lo tanto consiste solamente de un tipo de átomos. No se encuentra libre en la naturaleza ya que químicamente reacciona con facilidad con el oxigeno del aire para formar oxido de hierro – herrumbre. El oxido se encuentra en cantidades significativas en el mineral de hierro, el cual es una concentración de oxido de hierro con impureza y materiales terreos.

PROCESO DE OBTENCION DEL HIERRO Y DEL ACERO.

El proceso siderúrgico incluye un gran número de pasos hasta la obtención final del acero.

-En primer lugar, y con el fin de eliminar las impurezas, el mineral de hierro se lava y se somete a procesos de trituración y cribado. Con ello, se logra separar la ganga de la mena. A continuación, se mezcla el mineral de hierro (mena) con carbón y caliza y se introduce en un alto horno a mas de 1500 °C. Asi se obtiene el arrabio, que es mineral de hierro fundido con carbono y otras impurezas. El arrabio obtenido es sometido a procesos posteriores con objeto de reducir el porcentaje de carbono, eliminar impurezas y ajustar la composición del acero, añadiendo los elementos que procedan en cada caso: cromo, niquel manganeso… … En la siguiente imagen se esquematiza el proceso de obtención del arrabio en un alto horno. La producción del hierro y del acero empieza con menas de hierro y otros materiales requeridos (mena = mineral metalífero, principalmente el de hierro, tal como se extrae del yacimiento y antes de limpiarlo). La mena principal usada en la producción de hierro y acero es la hematita (Fe2O3), otras menas incluyen la magnetita (Fe3O4), la siderita (FeCO3?) y la limonita (Fe2O3 – XH2O) donde X vale alrededor de 1.5 . Las menas de hierro contienen de un 50 a un 70% de hierro, dependiendo de su concentración; la hematita contiene casi 70% de hierro. Además, hoy se usa ampliamente la chatarra como materia prima para la fabricación de hierro y acero. Las otras materias primas que se necesitan para reducir el hierro de sus menas, son el coque y la piedra caliza. El coque es un combustible de alto carbono, producido por el calentamiento de carbón bituminoso en una atmosfera con bajo contenido de oxigeno durante varias horas, seguido de una aspersión de agua en torres especiales de enfriamiento. La coquificación del carbón mineral deja, como subproducto, gas de alto poder calorífico, que es utilizado como combustible en los diversos procesos subsiguientes. El coque desempeña dos funciones en el proceso de reducción: 1.-) Es un combustible que proporciona calor para la reacción química y 2.-) produce monóxido de carbono (CO) para reducir las menas de hierro.

La piedra caliza es una roca que contiene altas proporciones de carbono de calcio (Ca Co3). Esta piedra caliza se usa en el proceso como un fundente que reacciones con las impurezas presentes y las remueve del hierro fundido como escoria.

LA PRODUCCION DEL HIERRO

Para producir hierro, se alimenta por la parte superior de un alto horno una carga con capas alternadas de coque, piedra caliza y mineral de menas de hierro. Un alto horno es virtualmente una planta química que reduce continuamente el hierro del mineral. Químicamente desprende el oxigeno del oxido del hierro existente en el mineral para liberar el hierro. Esta formado por un recipiente cilíndrico de acero forrado con un material no metalice y resistente al calor, como ladrillos refractorios y placas refrigerantes. El diámetro del recipiente cilíndrico es de 9 a 15 m (30 a 50 pies) disminuye hacia arriba y hacia abajo, y el máximo en un punto situado aproximadamente a una cuarta parte de su altura total de 40m (125 pies). La parte inferior del horno esta dotada de varias aberturas tubulares llamadas toberas, por donde se fuerza el paso del aire. Cerca del fondo se encuentra un orificio por el que fluye el arrabio cuando se sangra (o se vacia) al alto horno. Encima de ese orificio, pero debajo de las toberas, hay otro agujero para retirar la escoria. La parte superior del horno, contiene respiraderos para los gases de escape, y un par de tolvas redondas, cerradas por válvulas en forma de campana, por las que introduce la carga en el horno. Los materiales se llevan hasta las tolvas en pequeñas vagonetas o cucharas que se suben por un elevador inclinado situado en el exterior del horno. Desde la parte baja de la cámara se inyecta por toberas una corriente de gases y aire precalentados a 900°C a gran velocidad para realizar la combustión y la reducción del hierro efectuándose la combustión completa del coque que adquiere temperatura máximas entre 1700 a 1800 °C. Los gases calientes (CO, H2, CO2, H2O, N2 O2, y los combustibles) realizan la combustión del coque conforme pasan hacia arriba, a través de la carga de materiales. El monóxido de carbono se suministra como un gas caliente, pero también se forma adicionalmente por la combustión de coque. El gas CO tiene un efecto reductor sobre las menas de hierro.

CLASIFICACION DEL ACERO.

Los diferentes tipos de acero se clasifican de acuerdo a los elementos de aleación que producen distintos efectos en el acero:

-Aceros al Carbono: Mas del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1.65% de manganeso. 0.60% de silicio y el .0.60% de cobre. Entre los productos fabricados con acero al carbono figuran maquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de estructuras de construcción de acero, casco de buques, somieres y horquillas.

-Aceros aleados: Estos aceros contienen una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros de aleación se pueden subclasificar en:

*Estructurales: son aquellos aceros que se emplean para diversas partes de maquinas, tales como engranajes, ejes y palancas. Además se utilizan en las estructuras de edificios, contruccion de chasis de automóviles, puentes, barcos y semejantes. El contenido de la aleación varia entre 0.25% a un 6%.

*Para herramientas: Aceros de alta calidad que se emplean en herramientas para cortar y modelar matales y no-metales. Por lo tanto, son materiales empleados para cortar y construir herramientas tales como taladros, escariadores, fresas, terrajas y machos de roscar.

*Especiales: Los aceros de aleación especiales son los aceros inoxidables y aquellos con un contenido de cromo generalmente superior al 12%. Estos aceros de gran dureza y alta resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión, se emplean en turbinas de vapor, engranajes, ejes y rodamientos.

-Aceros de baja aleación ultrarresistentes: Esta familia es la mas reciente de las cuatro grandes clases de acero. Los de baja aleación son mas baratos que los aceros aleados convencionales ya que contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleación. Sin embargo, reciben un tratamientos especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono. Por ejemplo, los vagones de mercancías fabricados con aceros de baja aleación pueden transportar cargas mas grandes porque sus paredes son mas delgadas que lo que seria necesario en caso de emplear acero al carbono. Además, como los vagones de acero de baja aleación pesan menos, las cargas pueden ser mas pesadas. En la actualidad se construyen muchos edificios con estructuras de acero de baja aleación. Las vigas pueden ser mas delgadas sin disminuir su resistencia, logrando un mayor espacio interior en los edificios.

-Aceros inoxidables: Los aceros inoxidables contiene cromo, niquel y otros elementos de aleación, que los mantienen brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidación a pesar de la acción de la humedad o de acidos y gases corrosivos. Algunos aceros inoxidables son muy duros; otros muy resistentes y mantienen esa resistencia extremas. Debido a sus superficies brillantes, en arquitecturas se emplean muchas veces con fines decorativos. El acero inoxidable se utiliza para las tuberías y tanques de refinerías de petróleos o plantas químicas, para los fuselajes de los aviones o para la capsulas espaciales. También se usa para fabricar instrumentos y equipos quirúrgicos, o para fijar o sustituir huesos roto, ya que resiste a la acción de los fluidos corporales. En cocinas y zonas de preparación de alimentos los utensilios son a menudo de acero inoxidables, ya que no oscurece los alimentos y pueden limpiarse con facilidad.

Existe una gran variedad en la forma de identificar y clasificar a los aceros. Sin embargo, la mayoría de los aceros utilizados industrialmente presentan una designación normalizada expresada por medio de cifra, letras y signos. Hay dos tipos de designación para cada tipo de material, una simbólica y otra numérica.

La designación simbolica expresa normalmente las características físicas, químicas o tecnológicas del material y, en muchos casos, otras características suplementarias que permitan su identificación de una forma mas precisa.

Por otro lado, la designación numérica expresa una codificación alfanumérica que tiene un sentido de orden o de clasificación de elementos en grupos para facilitar su identificación. En este caso, la designación no tiene sentido descriptivo de características del material. En general, cuando se acomete el tema de hacer una clasificación de los aceros, esta dará resultados diferentes según el enfoque que se siga. Asi, se puede realizar una clasificación según la composición química de los acero, o bien, según su calidad. También se pueden clasificar los aceros atendiendo al uso a que estén destinados, o si se quiere, atendiendo al grado de soldabilidad que presenten.

NORMAS DE APLICACIÓN

Dada la gran variedad de aceros existentes, y de fabricantes, ha originado el surgir de una gran cantidad de normativas y reglamentación que varía de un país a otro. Por ejemplo en España, la clasificación de los aceros esta regulado por la norma UNE-EN 10020:2001, que sustituye a la anterior norma UNE-36010, mientras que específicamente para los aceros estructurales estos se designan conforme a las normas europeas EN 10025-2:2004 y EN-10025-4:2004. No obstante, existen otras normas reguladoras del acero, con gran aplicación internacional, como las americanas AISI (American iron and steel institute) y ASTM (American society for testing and materials), las normas alemanas DIN, o la ISO 3506.

SEGÚN LA CALIDAD.

-Aceros no aleados, se dividen según su calidad en:

*Aceros no aleados de calidad: Son aquellos que presentan características especificas en cuanto a su tenacidad, tamaño de grano, formabilidad, etc.

*Aceros no aleados especiales: Son aquellos que presentan una mayor pureza que los aceros de calidad, en especial en relación con el contenido de inclusión no metálicas. Estos aceros son destinados a tratamientos de temple y revenido, caracterizándose por un buen comportamiento frente a estos tratamientos. Durante su fabricación se lleva a cabo bajo un control exhaustivo de su composición y condiciones de manufacturas. Este proceso dota a estos tipos de acero de valores en su limite elástico o de templabilidad elevados, a la vez, que un buen comportamiento frente a la conformidad en frio, soldabilidad o tenacidad.

-Aceros aleados se dividen según su calidad en:

*Aceros aleados de calidad: son aquellos que presentan buen comportamiento frente a la tenacidad, control de tamaño de grano o a la formabilidad. Estos aceros no se suelen destinar a tratamientos de temple y revenido, o al de temple superficial. Entre estos tipos de aceros se encuentran los siguientes: 1.-) Aceros destinados a la construcción metalica, aparatos a presión o tubos, de grano fino y soldables; 2.-) Aceros aleados para carriles, tablestacas y cuadros de entibación de minas; 3.-) Aceros aleados para productos planos, laminados en caliente o frio, destinados a operaciones severas de conformación en frio; 4.-) Aceros cuyos único elemento de aleación sea el cobre; 5.-) Aceros aleados para aplicaciones eléctricas, cuyos principales elementos de aleación son el Si, Al, y que cumplen los requisitos de inducción magnetica, polarización o permeabilidad necesarios.

*Aceros aleados especiales: Son aquellos caracterizados por un control preciso de su composición química y de unas condiciones particulares de elaboración y control para asegurar unas propiedades mejoradas. Entre estos tipos de aceros se encuentran los siguientes: 1.-) Aceros aleados destinados a la construcción macanica y aparatos de presión; 2.-) Aceros para rodamientos; 3.-) Aceros para herramientas; 4.-)Aceros rapidos; 5.-) Otros aceros con características físicas especiales, como aceros con coeficiente de dilatación controlado, con resistencias eléctricas, etc.

-Aceros inoxidables se dividen según su calidad en:

*Según su contenido en Níquel: 1.-) Aceros inoxidables con contenidos en Ni <205%; 2.-) Aceros inoxidables con contenido en Ni >= 2.5%.

*Según sus características físicas: 1.-) Aceros inoxidables resistentes a la corrosión; 2.-) Aceros inoxidables con buena resistencia a la oxidación en caliente; 3.-) Aceros inoxidables con buenas prestaciones frente a la fluencia.

POR SU APLICACIÓN.

Según el uso a que se quiera destinar, los aceros se pueden clasificar en los siguientes:

-Aceros de construcción: Este tipo de acero suele presentar buenas condiciones de soldabilidad.

-Aceros de uso general: Generalmente comercializado en estado bruto de laminación.

-Aceros cementados: son aceros a los cuales se les ha sometido a un tratamiento termoquímico que le proporciona dureza a la pieza, aunque son aceros también frágiles (posibilidad de rotura por impacto). El proceso de cementación es un tratamiento termoquímico en el que se aporta carbono a la superficie de la pieza de acero mediante difusión, modificando su composición, impregnado la superficie y sometiéndola a continuación a un tratamiento térmico.

-Aceros para temple y revenido: Mediante el tratamiento térmico del temple se persigue endurecer y aumentar la resistencia de los aceros. Para ello, se calienta el material a una temperatura ligeramente mas elevada que la critica y se somete a un enfriamiento mas o menos rápido (según carasteristicas de la pieza) con agua, aceite, etc. Por otro lado, el revenido se suele usar con las piezas que han sido sometidas previamente a un proceso de templado. El revenido disminuye la dureza y resistencia de los materiales, elimina las tenciones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza y resistencia deseada. Se distingue básicamente del temple en cuanto a temperatura máxima(unos 50°C menor que el templado) y velocidad de enfriamiento (se suele enfriar al aire). La estructura final conseguida es martensita revenida.

-Aceros inoxidables o para usos especiales: Los aceros inoxidables son aquellos que presentan una aleación de hierro con un minimo de 10% de cromo contenido en masa. El acero inoxidable es resistente a la corrosión, dado que el cromo, u otros metales que contiene, posee gran afinidad por el oxigeno y reacciona con el formando una capa exterior pasivadora, evitando asi la corrosión del hierro en capas interiores. Sin embargo, esta capa exterior protectora que se forma puede ser afectada por algunos acidos, dado lugar a que el hierro sea atacado y oxidado por mecanismo intergranulares o picaduras generalizadas. Algunos tipos de aceros inoxidables contienen además otros elementos aleantes, como puedan ser el níquel y el molibdeno

-Aceros para herramientas de corte y mecanizado: Son aceros que presentan una alta dureza y resistencia al desgaste.

-Aceros rapidos: Son un tipo de acero especial para su como herramienta de corte para ser utilizados con elevadas velocidades de corte. Generalmente van a presentarse con aleaciones con elementos como el W, Mo y Mo-Co.

SEGÚN ASTM.

La norma ASTM no especifica la composición directamente, sino que mas bien determina la aplicación o su ámbito de empleo. Por tanto, no existe una relación directa o biunívoca con las normas de composición. El esquema general que esta norma emplea para la numeración de los aceros es: YXX

Donde:

Y es la primera letra de la norma que indica el grupo de aplicaciones según la siguiente lista:

A: si se trata de especificaciones para aceros

B: especificaciones para no ferrosos

C: especificaciones para hormigón, estructuras civiles

D: especificaciones para químicos, asi como para aceites, pinturas, etc.

E: si se trata de métodos de ensayos.

Otros…

Ejemplos:

A36: especificación para aceros estructurales al carbono

A285: especificación para aceros al carbono de baja e intermedia resistencia para uso en planchas de recipientes a presión.

A325: especificación para pernos estructurales de acero con tratamiento térmico y una resistencia a la tracción minima de 120/105 ksi.

A514: especificación para planchas aleadas de acero templado y revenidas con altas resistencia a la tracción, adecuadas para soldar.

A continuación se adjunta una tabla con las características de los aceros que son mas comunes, según esta norma:

SEGÚN AISI.

Las normas AISI 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 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 porciento (%) 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 calores que puedes 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 tugsteno-Cromo

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

Etc…

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

E…: para indicar fusión en horno eléctrico básico.

…H: para indicar grados de aceros 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.

…F : grados de acero automático.

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

-AISI 1020:

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

0: no aleado

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

-AISI C1020:

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

-AISI 1045:

1:acero corriente u ordinario.

0: no aleado.

45: 0.45 % en carbono.

-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 norma o catalogos. Asi por ejemplo, las tolerancias es la composición del acero AISI 4140 que indicamos anteriormente serian 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 numeros:

-Aceros inoxidables martensiticos:

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.

-Inoxidable ferriticos:

4XX Base Cr. Bajo carbono.

Ejemplo: AISI 430, AISI 442, AISI 446

-Inoxidables austeniticos:

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 las 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: 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 (son un contenido en carbono entre 0.08-0.13% C)

SAE 1040 (0.3-043% C)

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

Contenido P máximo = 0.04%

Contenido S máximo = 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 y aceros al C para cementación (>0.60%C)

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

-Aceros de muy bajo % de carbono (desde SAE 1005 a 1014)

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

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

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

*Aceros de media aleación: Son aceros al Mn, y su denominación según SAE es del tipo SAE 15XX, donde el porcentaje de Mn varia entre 1.20 y 1.65; según el %C.

Ejemplo:

SAE 1524, con contenido en el rango de 1.20-1.50% Mn, y son empleados para construcción de engranajes.

SAE 1542, indica un contenido del 1.35-1.65% Mn, y son empleados para temple.

*Acero de fácil maquinabilidad ó aceros resulfurados: El esquema de dominación de estos aceros según SAE, es de la siguiente forma:

SAE 11XX y SAE 12XX

Son aceros de alta maquinabilidad. La presencia de gran cantidad de sulfuros genera viruta pequeña y dado que los sulfuros poseen alta plasticidad, estos actúan como lubricantes internos. No son aptos para soldar, ni para someterlos a tratamientos térmicos, ni forjar debido a su bajo punto de fusión.

Ejemplos:

SAE 11XX, donde el contenido de S oscila entre 0.08-0.13% S.

SAE 12XX, para este acero el contenido oscila enter 0.24.0.33% S.

Este tipo de aceros pueden dividirse a su vez en tres grupos:

# Grupo 1 (SAE 1110, 1111, 1112, 1113, 12L13, 12L14 y 1215)

# Grupo 2 (SAE 1108, 1109, 1116, 1117, 1118 y 1119)

# Grupo 3 (SAE 1132, 1137, 1139, 1140, 1141, 1144, 1145, 1146 y 1151)

*Aceros aleados: Se considera que un acero es aleado cuando el contenido de un elemento excede uno o mas de los siguientes limites:

#1.65% de manganeso (Mn)

#0.60% de silicio (Si)

#0.60% de cobre (Cu)

# O cuando hay un % especificado de cromo, niquel. Molibdeno, aluminio, cobalto, niobio, titanio, tungsteno, vanadio o zirconio.

Los aceros aleados se usan principalmente cuando se pretende conseguir cualquiera de las siguientes propiedades:

+Desarrollar el máximo de propiedades mecanicas con un minimo de distorsion y fisuracion.

+Favorecer la resistencia al revenido, incrementar la tenacidad, disminuir la sensibilidad en 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. De hecho el criterio mas importante para su selección es normalmente su templabilidad, pudiendo todos ser templados en aceite.

*Aceros inoxidables: Se dividen en los siguientes grupos:

+Austeníticos:

Ejemplos:

AISI 302XX, donde XX no es el porcentaje de C 17-19% Cr; 4-8% ni; 6-8% Mn.

AISI 303XX, 8-13% Cr; 8-14% Ni.

Los aceros inoxidables austeníticos no son duros ni templables. Además de poseer una alta capacidad de deformarse plásticamente. El mas ampliamente utilizado es el 304.

A esta categoría pertenecen los aceros refractorios (elevada resistencia a altas temperaturas). Ejemplo, 30330 (35%Ni, 15% Cr)

+Martensiticos

Ejemplo:

AISI 514XX

11- 18% Cr.

Estos son templables. Si se persigue conseguir durezas mas elevadas se debe aumentar el % Cr (formación de carburos de Cr). Se usan para cuchillería, dado que tienen excelente resistencia a la corrosión.

+Ferriticos

Ejemplos:

AISI 514XX, 515XX

Posee bajo % de C y alto de Cr (10-27%) por lo que pueden mantener la estructura ferritica aun a altas temperaturas.

*Aceros de alta resistencia y baja aleación: La denominación SAE de estos aceros es del tipo 9XX, donde XX – 103 lb/pulg2, indica el limite elástico del acero.

Ejemplo:

SAE 942.

Son bajo % de C y aleados con Va, Nb, N Ti, en aproximadamente 0.03% para cada uno, de manera que precipitan carbonitruros de Va, Nb, Ti que elevan el limite elástico entre 30 y 50%. Presentan garantía de las propiedades mecanicas y angulo de plegado. Son de fácil soldabilidad y tenaces, aunque no admite tratamiento térmico.

*Aceros de herramientas: Se denominan según las siguientes letras:

W : templables al agua. No contienen elementos aleados y son de alto % de carbono (0.75 a 1.00%). Son los mas económicos y en general tienen limitación en cuanto a diámetro, debido a su especificación de templabilidad.

Para trabajos en frio se usan los siguientes:

O : para indicar que solo son aptos para trabajos en frio, dado que si se aumenta la temperatura disminuye la dureza.

A : si están templados al aire. No soportan temple en aceite pues se fisuran. Se usan para formas intrincadas (matrices) dado que el alto contenido de cromo (Cr) otorga temple homogéneo.

D : o de alta aleación. Contienen alto % de carbono para formar carburos de Cr (1.10.1.80%C). poseen una gran resistencia al desgaste.

H : para trabajos en caliente.

Aceros Rapidos:

T : en base a tungsteno

M : en base a molibdeno

Los tres tipos anteriores mantienen su dureza al rojo ( importante en cuchillas), y contienen carburos que son estables a altas temperaturas. El Cr aumenta la templabilidad ya que se encuentra disuelto, mientras que el tungsteno y el molibdeno son los formadores de carburos. El mas divulgado es el conocido como T18-4-1, que indica contenido de W, Cr y Mo respectivamente.

S : Son aceros para herramientas que trabajan al choque. Fácilmente templables en aceite. No se pueden usar en grandes secciones o formas intrincadas.

...