TIPOS DE ACEROS

I. DEFINICIÓN.

El acero es una aleación de hierro con pequeñas cantidades de otros elementos, es decir, hierro combinado con un 1% aproximadamente de carbono, y que hecho ascua y sumergido en agua fría adquiere por el temple gran dureza y elasticidad. Hay aceros especiales que contienen además, en pequeñísima proporción, cromo, níquel, titanio, volframio o vanadio. Se caracteriza por su gran resistencia, contrariamente a lo que ocurre con el hierro. Este resiste muy poco la def0rmacion plástica, por estar constituida solo con cristales de ferrita; cuando se alea con carbono, se forman estructuras cristalinas diferentes, que permiten un gran incremento de su resistencia. Ésta cualidad del acero y la abundancia de hierro le colocan en un lugar preeminente, constituyendo el material básico del S.XX. Un 92% de todo el acero es simple acero al carbono; el resto es acero aleado: aleaciones de hierro con carbono y otros elementos tales como magnesio, níquel, cromo, molibdeno y vanadio.

II. TIPOS DE ACEROS.

ll.a. Acero aleado o especial.

Acero al que se han añadido elementos no presentes en los aceros al carbono o en que el contenido en magnesio o silicio se aumenta mas allá de la proporción en que se halla en los aceros al carbono.

ll.b. Acero autotemplado

Acero que adquiere el temple por simple enfriamiento en el aire, sin necesidad de sumergirlo en aceite o en agua. Este efecto, que conduce a la formación de una estructura martensitica muy dura, se produce añadiendo constituyentes de aleación que retardan la transformación de la austenita en perlita.

ll.c. Acero calmado o reposado

Acero que ha sido completamente desoxidado antes de colarlo, mediante la adición de manganeso, silicio o aluminio. Con este procedimiento se obtienen lingotes perfectos, ya que casi no hay producción de gases durante la solidificación, lo que impide que se formen sopladuras.

ll.d. Acero de construcción

Acero con bajo contenido de carbono y adiciones de cromo, níquel, molibdeno y vanadio.

II.e. Acero de rodamientos

Acero de gran dureza y elevada resistencia al desgaste; se obtiene a partir de aleaciones del 1% de carbono y del 2% de cromo, a las que se somete a un proceso de temple y revenido. Se emplea en la construcción de rodamientos a bolas y en general, para la fabricación de mecanismos sujetos al desgaste por fricción.

II.f. Acero dulce

Denominación general para todos los aceros no aleados, obtenidos en estado fundido.

II.g. Acero duro

Es el que una vez templado presenta un 90% de martensita. Su resistencia por tracción es de 70kg/mm2 y su alargamiento de un 15%. Se emplea en la fabricación de herramientas de corte, armas y utillaje, carriles, etc. En aplicaciones de choque se prefiere una gradación de dureza desde la superficie al centro, o sea, una sección exterior resistente y dura y un núcleo mas blando y tenaz.

II.h. Acero efervescente

Acero que no ha sido desoxidado por completo antes de verterlo en los moldes. Contiene gran cantidad de sopladuras, pero no grietas.

II.i. Acero fritado

El que se obtiene fritando una mezcla de hierro pulverizado y grafito, o también por carburación completa de una masa de hierro fritado.

II.j. Acero fundido o de herramientas

Tipo especial de acero que se obtiene por fusión al crisol. Sus propiedades principales son:

1) resistencia a la abrasión

2) resistencia al calor

3) resistencia al choque

4) resistencia al cambio de forma o a la distorsión al templado

5) aptitud para el corte

Contienen de 0,6 a 1,6% de carbono y grandes proporciones de metales de aleación: tungsteno, cromo, molibdeno, etc.

II.k. Acero indeformable

El que no experimenta prácticamente deformación geométrica tanto en caliente( materias para trabajo en caliente ) como en curso de tratamiento térmico de temple( piezas que no pueden ser mecanizadas después del templado endurecedor )

II.l. Acero inoxidable

Acero resistente a la corrosión, de una gran variedad de composición, pero que siempre contiene un elevado porcentaje de cromo ( 8-25% ). Se usa cuando es absolutamente imprescindible evitar la corrosión de las piezas. Se destina sobre todo a instrumentos de cirugía y aparatos sujetos a la acción de productos químicos o del agua del mar( alambiques, válvulas, paletas de turbina, cojinetes de bolas, etc. )

II.m. Acero magnético

Aquel con el que se fabrican los imanes permanentes. Debe tener un gran magnetismo remanente y gran fuerza coercitiva. Los aceros de esta clase, tratándose aplicaciones ordinarias, contienen altos porcentajes de tungsteno( hasta el 10%) o cobalto(hasta el 35% ).Para aparatos de calidad se emplean aceros de cromo-cobalto o de aluminio-níquel ( carstita, coercita ).

II.n. Acero no magnético

Tipo de acero que contiene aproximadamente un 12% de manganeso y carece de propiedades magnéticas.

II.ñ. Acero moldeado

Acero de cualquier clase al que se da forma mediante el relleno del molde cuando el metal esta todavía liquido. Al solidificar no trabajado mecánicamente.

II.o. Acero para muelles

Acero que posee alto grado de elasticidad y elevada resistencia a la rotura. Aunque para aplicaciones corrientes puede emplearse el acero duro, cuando se trata de muelles que han de soportar fuertes cargas y frecuentes esfuerzos de fatiga se emplean aceros al sicilio con temple en agua o en aceite y revenido.

II.p. Acero pudelado

Acero no aleado obtenido en estado pastoso.

II.q. Acero rápido

Acero especial que posee gran resistencia al choque y a la abrasión. Los mas usados son los aceros tungsteno, al molibdeno y al cobalto, que se emplean en la fabricación de herramientas corte.

II.r. Acero refractario

Tipo especial de acero capaz de soportar agentes corrosivos a alta temperatura.

II.s. Acero suave

Acero dúctil y tenaz, de bajo contenido de carbono. También se obtiene este tipo de acero, fácil de trabajar en frió, aumentando el porcentaje de fósforo( aumentando un 0,15% ) y de azufre( hasta un 0,2% ). Tiene una carga de rotura por tracción de unos 40 kg/mm2, con un alargamiento de un 25%.

II.t. Aceros comunes

Los obtenidos en convertidor o en horno Siemens básico.

II.u. Aceros finos

Los obtenidos en horno Siemens ácido, eléctrico, de inducción o crisol.

II.v. Aceros forjados

Los aceros que han sufrido una modificación en su forma y su estructura interna ante la acción de un trabajo mecánico realizado a una temperatura superior a la de recristalización.

III. OBTENCIÓN.

III.a. Historia.

Durante toda la Edad Media y El Renacimiento el acero era producido en pequeñas cantidades por corporaciones de artesanos que guardaban en secreto el método de fabricación. El primer proceso de obtención industrial del acero fue ideado por el relojero inglés B.Huntsman en 1740; el proceso se llamó “al crisol”, porque consistía en cementar ( es decir, enriquecer en contenido de carbono ) el hierro con carbón vegetal y fundir sucesivamente en un crisol el producto obtenido. La fundición se conocía en Europa ya en el siglo XIV, como producto secundario de los hornos altos de producción de hierro; en un principio sólo se utilizó como sustitutivo del bronce. Antes de que pudiera emplearse en gran escala en la producción del acero, fue necesario que el inglés H. Cort inventase en 1874 un procedimiento de afina, en el que se producía el hierro en un horno de reverbero alimentado con carbón mineral; el carbón era quemado sobre una parrilla cuya solera estaba constituida por una capa que contenía óxido de hierro. Durante el proceso, llamado “pudelado”, la fundición era removida a mano con unas largas varillas de hierro, y luego comprimida en una prensa; el lingote resultante se laminaba al calor. Con tales procedimientos la producción de hierro fundido dejó de estar supeditada al consumo de carbón vegetal, solucionando el gravísimo problema que representaba para muchos países europeos el incremento de la tala de bosques.

El acero producido al crisol era de óptima calidad, pero el coste de producción era muy superior al fabricado por pudelado. Ambos métodos fueron abandonados al introducirse los procedimientos modernos de producción en gran escala de Bessemer y de Tomas.

El proceso Bessemer, ideado en 1856 por Henry Bessemer, consiste en obtener directamente acero mediante el afino de la fundición, introduciendo una corriente de aire en un aparato, actualmente llamado “convertidor” y entonces, por su forma, “pera de Bessemer”. En él, el calor que mantiene líquida la colada lo suministra la reacción exotérmica de oxidación del Si.Dado que el convertidor ( la cuba de afino ) está revestido de sílice (ácida), el proceso es idóneo para una función de estas características. En el mismo período se patentaba en América un proceso análogo, el de William Kelly. En 1877, el inglés Sydney Gilchrist Thomas tuvo la idea de sustituir el revestimiento ácido del convertidor Bessemer por un revestimiento básico

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