La norma ASTM

ACEROS POR NORMA

Según ASTM

La norma ASTM (American Society for Testing and Materials) no especifica la composición directamente, sino que más bien determina la aplicación o su ámbito de empleo. Por tanto, no existe una relación directa y 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 aplicación 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, así 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 mínima de 120/105 ksi;

A514: especificación para planchas aleadas de acero templadas y revenidas con alta resistencia a la tracción, adecuadas para soldar;

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

3.5- Según AISI-SAE

La norma AISI (American Iron and Steel Institute ) y la SAE (Society of Automotive Engineers) 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. 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 tarta 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: 410, 416, 431, 440, 501, 502, 503, 504.

- Inoxidables ferríticos:

4XX: Base Cr. Bajo carbono.

Ejemplos: 430, 442, 446.

- Inoxidables austeníticos:

3XX: Base Cr, Ni. Bajo carbono.

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

Ejemplos: 302, 304, 316, 303, 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

Selección de Aceros

Para seleccionar un acero que va a estar sometido a una aplicación determinada, el usuario de la pieza a fabricar debe primero hacerse tres sencillas preguntas:

¿Qué es lo que espera de la pieza que va a fabricar?

¿Qué propiedades se pueden obtener del material una vez realizado el tratamiento térmico?

¿Qué materiales hay disponibles en el mercado para satisfacer las anteriores dos?

Las respuestas a estas preguntas orientaran grandemente al usuario sobre el tipo de material mas apto para satisfacer sus necesidades.

Otros aspectos a tomar en cuenta durante el desarrollo de una pieza de maquinaria, herramienta o componente estructural son:

El tipo de esfuerzo al que estará sometida la pieza fabricada: Como todos sabemos existen tres tipos de esfuerzos: tensión - compresión, torsión y flexión. Además es necesario tomar en cuenta aspectos como: la resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión y dureza.

El posible diseño: La pieza no debe tener filos o esquinas vivas, estas son acumuladores de tensiones, y por lo tanto, focos de falla o ruptura.

Los procesos de fabricación que se van a emplear: Trefilado, laminado, cortado, torneado, arranque de viruta, etc.

El tratamiento Térmico a efectuar: Estos pueden ser: Termofísicos (recocidos, austenizados, temples, revenidos), Termoquímicos (cementación, nitruración, QpQ) o Termomecánicos. El tipo de tratamiento depende directamente del uso que el usuario quiera de la pieza.

El número de piezas a fabricar: existen procesos donde no sería funcional o rentable el realizar un tratamiento térmico debido a la duración de las piezas en el horno. Un ejemplo de esto es la nitruración por Sales versus la nitruración gaseosa.

El Costo de las piezas por unidad: muy ligado al punto anterior, aquí impera el llamado “costo beneficio”.

normalización internacional del acero

Para la identificación del acero se han creado numerosos códigos para diferenciar las diferentes composiciones y estructuras de los aceros, los métodos de fabricación y maquinado, así como los diferentes tratamientos térmicos a los que han sido sometidos. Según la región, la normalización adoptada puede variar. En el presente trabajo se tocará la normativa AISI como la más empleada en Costa Rica. Otras normas existentes son las UNE, DIN, ASM o ASTM y UNS.

Normas AISI

Son las normas utilizadas en Estados Unidos, creadas por el Instituto Americano del Hierro y el Acero (American Iron and Steel Institute).

Para denotar aceros al carbono o de baja aleación se utilizan designaciones del tipo A X Y ZZ K que facilitan la comprensión de los procesos y tratamientos por los que ha pasado el acero en cuestión.

El primer dígito es un literal que indica el proceso de fabricación:

A Acero Básico de Horno abierto

B Acero al Carbono Horno Bessemer Ácido

C Acero al Carbono de Horno Básico abierto

D Acero al Carbono de horno Acido Abierto

E Acero de horno Eléctrico.

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