Clasificacion de aceros según SAE y UNE

U.A.S.L.P.

FACULTAD DE INGENIERÍA.

ÁREA MECÁNICA Y ELÉCTRICA.

PROCESOS DE MANUFACTURA 2.

“CLASIFICACION DE ACEROS SEGÚN SAE Y UNE”.

25/02/13.

Clasificacion de los aceros segun SAE.

La nomenclatura de aceros es muy variada, existen tantas formas diferentes para designar un mismo acero como países e instituciones relacionadas a su fabricación Y uso.

Como la microestructura del acero determina la mayoría de sus propiedades y aquella esta determinada por el tratamiento y la composición química; uno de los sistemas más generalizados en la nomenclatura de los aceros es el que está basado en su composición química.

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.

La inmensa variedad de aceros que pueden obtenerse por los distintos porcentajes de carbono y sus aleaciones con elementos como el cromo, níquel, molibdeno, vanadio, etc., ha provocado la necesidad de clasificar mediante nomenclaturas especiales, que difieren según la norma o casa que los produce para facilitar su conocimiento y designación.

La SAE emplea, a tal fin, números compuestos de cuatro o cinco cifras, según los casos, cuyo ordenamiento caracteriza o individualiza un determinado acero.-

El significado de dicho ordenamiento es el siguiente:

Primera cifra 1 caracteriza a los aceros al carbono

Primera cifra 2 caracteriza a los aceros al níquel

Primera cifra 3 caracteriza a los aceros al cromo-níquel

Primera cifra 4 caracteriza a los aceros al molibdeno

Primera cifra 5 caracteriza a los aceros al cromo

Primera cifra 6 caracteriza a los aceros al cromo-vanadio

Primera cifra 7 caracteriza a los aceros al tungsteno

Primera cifra 9 caracteriza a los aceros al silicio-manganeso

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.

• 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.

• 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.

• 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.

ACEROS DE MEDIA ALEACIÓN:

Son aceros al Mn, y su denominación según SAE es del tipo SAE 15XX, donde el porcentaje de Mn varía entre 1,20 y 1,65, según el %C.

Ejemplos:

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.

ACEROS DE FÁCIL MAQUINABILIDAD Ó ACEROS RESULFURADOS:

El esquema de denominación 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, éstos actúan como lubricantes internos. No son aptos para soldar, ni para someterlos a tratamientos térmicos, ni forja 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 entre 0,24 - 0,33 %S.

Este tipo de aceros pueden dividirse a su vez 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.

Los de la serie 1200 incorporan el fósforo y los L contienen plomo. Estos elementos influyen en favorecer 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 un grupo de acero 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 contenido % de carbono combinan su buena maquinabilidad con su respuesta al temple en aceite.

ACEROS ALEADOS:

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 (Mn)

• 0,60% de silicio (Si)

• 0,60% de cobre (Cu)

• ó cuando hay un % especificado de cromo, níquel, molibdeno, aluminio, cobalto, niobio, titanio, tungsteno, vanadio o zirconio.

Generalmente se los usa tratados térmicamente. De hecho el criterio más importante para su selección es normalmente su templabilidad, pudiendo todos ser templados en aceite.

A continuación se indican su denominación SAE según los elementos de aleación que lleven incorporados:

• Ni

Denominación SAE: 23XX, 25XX.

El contenido en níquel (Ni) aumenta la tenacidad de la aleación, pero no la templabilidad, por lo que deberá incluir otro elemento aleante como Cr ó Mo.

• Cr-Ni

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

Ejemplo:

SAE 3115 (1,25 %Ni y 0,60 a 0,80 %Cr), que ofrece una gran tenacidad y templabilidad, no obstante el elevado contenido en Ni dificulta la maquinabilidad.

• Mo

Denominación SAE: 40XX, 44XX

Son aleaciones que aumenta levemente la templabilidad del acero.

• Cr-Mo

Denominación SAE: 41XX

Son aleaciones que poseen 1,00 %Cr y de 0,15 a 0,30 %Mo. Se utilizan para nitrurado, tornillos de alta resistencia, etc.

• Cr-Ni-Mo

Denominación SAE: 86XX

Presentan aleaciones del 0,40 a 0,70 %Cr, 0,40 a 0,60 %Ni y 0,15 a 0,30 %Mo. Son las aleaciones más usadas por su buena templabilidad.

Ejemplos:

SAE 8620, para cementación;

SAE 8640, para temple y revenido.

• Si-Mn

Denominación SAE: 92XX

Poseen aproximadamente 1,40 %Si y 1,00 %Mn.

Son aceros muy adecuados para resortes, dado que tienen excelente resistencia a la fatiga y templabilidad. Para resortes de menos exigencias se suele utilizar el SAE 1070.

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 más ampliamente utilizado es el 304.

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

• Martensíticos

Ejemplo:

AISI 514XX

11 - 18 % Cr

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

• Ferríticos

Ejemplos:

AISI 514XX, 515XX

Poseen bajo % de C y alto Cr (10 - 27 %) por lo que pueden mantener la estructura ferrítica aún 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 límite elástico del acero.

Ejemplo: SAE 942.

Son de 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

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