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ACERO
Defnición y Características El acero es una aleación de hierro y carbono (máximo 2.11% de carbono), al cual se le adicionan variados elementos de aleación, los cuales le conferen propiedades mecánicas especifcas especifcas para su dierente utili!ación en la industria. o
"os principales elementos de aleación son# $romo, un&steno, 'an&aneso, iuel, *anadio, $obalto, 'olibdeno, $obre, +!ure y ósoro. "os productos errosos con mas de 2.11% de carbono denominan undiciones undicion es de hierro.
o
Elementos de Aleación
Carbono: Es el elemento ue tiene más in-uencia en el comportamiento del acero al aumentar el porcenta/e porcenta/e de carbono, me/ora la resistencia mecánica, la emplabilidad y disminuye la ductilidad. Boro: El 0oro ue se encuentra en el acero proviene exclusivamente exclusivamente de las adiciones voluntarias de este elemento en el curso de su abricación. abricación. E/erce una &ran in-uencia sobre la templabilidad del acero, bastando porcenta/es muy peueos, a partir de .3%, para aumentarla notablemente. notablemente. Azure: +umenta la 'auinabilidad, ya ue orma inclusiones no metálicas llamadas suluros de ma&nesio, discontinuidades en la matri! metálica ue avorecen la ormación de viruta corta. Cromo: Es un &ran ormador de carburos, aumenta la dure!a y la resistencia al des&aste, y solo reduce la ductilidad. 'e/ora la resistencia resistencia a la alta temperatura y a la ormación ormación de cascarilla. En cantidades mayores mayores al 12%, hace al acero resistente a la corrosión. Fósoro: 4ncrementa la resistencia y reduce la ductilidad de la errita. +umenta la brillante!. Este elemento, en cantidades superiores superiores al .3%, disminuye todas las propiedades mecánicas del acero. 'olibdeno# ormador de carburos, reduce el crecimiento del &rano, me/ora la resistencia resistencia al des&aste y la capacidad de conservar la dure!a a temperaturas altas. Cobalto: Elemento ue despla!a las curvas hacia la i!uierda, aumentando la velocidad cr5tica y disminuyendo la templabilidad. +umenta la dure!a, y asociado al n5uel o al cromo, orman aceros de d6bil coeiciente de dilatación, cercano al vidrio. +umenta la velocidad cr5tica de enriamiento y en los aceros para traba/o en caliente y rápidos incrementa la disipación de temperatura. Mananeso: 'e/ora la resistencia a la tracción y al des&aste, tiene buena in-uencia en la or/a, la soldadura y la proundidad de temple. acilita acilita el mecani!ado.
o
Clasifcación
"os aceros se pueden clasifcar de acuerdo a su utili!ación, su calidad y su composición
!" #$%&'AC&() !"! ACERO* E*$R#C$#RA%E* A% CARBO)O
$&+O
E,$RA D#%CE
D#%CE
MED&O D#%CE
MED&O D#RO
%$
. 7 .18
.18 7 .9
.9 7 .3
.3 7 .:
!"- ACERO* E*$R#C$#RA%E* DE A%$A RE*&*$E)C&A . A%EAC&() Estos son los aceros microaleados, se elaboran con ba/os contenidos de carbono y se alean con peueas cantidades de *, , i, b, además de $a, ;r para controlar la orma de los suluros. Estos aceros tienen buena tenacidad, debido al buen control de inclusiones ue se e/erce en su abricación.
!"/ ACERO* A% CARBO)O +ARA 0ERRAM&E)$A* MA$R&CE* 1.1 4<=
E+$E>
?@A=>, AE>4>EE> +" ?E>B+>E C E+$E>
+"+ AE>4>E$4+ C 0+D+ E+$4?+?
1C
.8 7 .
. 7 1.
1. 7 1.3
!"2 ACERO* +ARA $RABA3O E) FR4O O &)DEFORMAB%E* !"5 ACERO* RE*&*$E)$E* A% C0O6#E
!"7 ACERO* R8+&DO* !"9 ACERO* +ARA $RABA3O E) CA%&E)$E !" ACERO* +ARA +RO+(*&$O* E*+EC&A%E* !"!; &)O,&DAB%E* !"!;"! RE*&*$E)$E* A %A O,&DAC&() A A%$A $EM+ERA$#RA !"!;"- RE*&*$E)$E* A% DE*
C$R&CO* !"!;"2 O$RO* -" CA%&DAD ?e acuerdo con la calidad, los aceros se clasifcan se&Fn el proceso de producción y van desde los aceros de calidad ordinaria obtenidos por proceso 0essemer, los >iemens 'art5n, los de hornos el6ctrico, etc hasta los aceros obtenidos por electro 7 refnación de escorias, des&asifcación en vac5o y procesos de pulvimetalur&ia, para obtener aceros calidad herramienta. omenclatura de los aceros. >istema +4>4 G >+E
-"! ACERO* +ARA CO)$R#CC&() DE +AR$E* DE MA6#&)AR&A En 1H12, la >ociedad +mericana de 4n&enieros +utomotores ( >+E ) promovió una reunión de productores y consumidores de acero, con el in de establecer una nomenclatura de la composición de los aceros. 'ás tarde, el 4nstituto +mericano de Iierro y del +cero ( +4>4 ) tomó esa nomenclatura y la expandió. En el sistema +4>4 G >+E, los aceros para partes de mauinaria se clasifcan con cuatro d5&itos. El primer d5&ito especifca la aleación principal, el se&undo modifca al primero y los dos Fltimos d5&itos dan la cantidad de carbono en cent6simas más .2 % o menos .9 % . En al&unos aceros
al cromo de alto carbono hay nFmeros de cinco d5&itos, los tres Fltimos dan el porcenta/e de carbono.
"as convenciones para el primer d5&ito son# 1. $arbono 2. 5uel 9. 5uel 7 $romo. e observa ue si el primer d5&ito es 1 se sabe ue es un acero al carbono si el d5&ito si&uiente es el cero, se trata de un acero sin aleación. +s5 +4>4 19 es un acero al carbono con .9 % $. >i el se&undo d5&ito es 1, la desi&nación es 11KK y si&nifca ue se trata de un acero resulurado, es decir ue se le aadió a!ure para hacerlo más mauinable. >i el se&undo d5&ito es 9, la desi&nación es 19KK y se trata de un acero con man&aneso entre 1.8 y 2.. >i el primer d5&ito es 9, se trata de un acero al i 7 $r. 4 G >+E 9198 es un acero con 1.1 7 1.3 % de Luel y .88 7 .8 de $romo. "a si&uiente tabla muestra las principales series de aceros +4>47>+E ue se producen para construcción de partes de máuinas .
DE*&<)AC&()
$&+O
1KK
+ceros ordinarios al carbono
11KK
+ceros al carbono resulurados
12"13
+cero al plomo con .13 % de carbono
19KK
+ceros con 1.8 % de 'n ( 1.8 7 2. % de 'n )
18KK
+ceros al 'n ( 1. 7 1.:8 % )
29KK
+ceros al Muel, 9.8 % de i.
91KK
+ceros al Luel 7 $romo,1.28 % i 7 .:8 % $r
93KK
+ceros al Luel 7 $romo, 9. % i 7 . % $r
3KK
+ceros al 'olibdeno. .28 'o
31KK
+ceros con $romo (.3 7 1.2 %), 'o (.J 7 .28%)
39KK
+ceros al i7 $r7 'o.( 1.J%i7 .:8%$r7 .28%'o)
8KK
+ceros al $r. ( 0a/o $romo .2J7.3 % )
81KK
+ceros 'edio $romo. ( .J71.8 % )
8KKK
+cero resistente al des&aste con .8 % $r
81KKK
+cero 'edio $romo ( .J 7 1.8 % )
82KKK
+cero resistente al des&aste, alto $romo 1.38 % $r
:1KK
+cero al $romo *anadio. ( .8 %$r7 .18% *)
JKKK
+ceros de triple aleación
J:KK
.88%i .8% $r .2 % 'o.
H2KK
+ceros al >ilicio7 'an&aneso ( 2.% >i7 .J % 'n )
HJKK
+cero de triple aleación.1.% i7 .J% $r7.2'o)
KK0KK
+ceros con 0oro. '5nimo .8 % 0)
KK0*KK
+ceros al 0oro7*anadio
KKKKI
+ceros con banda de templabilidad
EK
uevos tipos de aceros con desi&nación temporal
-"- ACERO* +ARA 0ERRAM&E)$A* @n acero de herramientas es el ue es capa! de ser templado y revenido. "a dierencia importante con los aceros de mauinaria es ue los de herramientas son abricados ba/o condiciones cuidadosamente controladas para &aranti!ar su calidad. El sistema de desi&nación establecido por la +4>4 es de una letra y un nFmero. "a letra indica un &rupo dentro del cual se ha clasifcado el acero y el nFmero desi&na la composición espec5ica dentro de ese &rupo. "a composición ue se da a cada tipo es solo para su identifcación y no implica una especifcación del acero. "a clasifcación está constituida por siete &rupos principales, al&unos de ellos tienen sub&rupos basados en las caracter5sticas de su composición u5mica o en su orma de tratamiento t6rmico. "a tabla si&uiente muestra al&unos de los aceros de herramientas. 4 de aceros de herramientas#
1C $&+ O N1
.: 7 1.3
-"-"- ACERO* +ARA &M+AC$O >O'0="=# >
$&+O
COM+O*&C& () )OM&)A%
1C
1 Mn
1 *i
1 Cr
1?
1 Mo
>1
.8
7
7
1.8
2.8
7
>8
.88
.J
2
7
7
.3
>
.8
7
7
9.28
7
1.3
-"-"/ ACERO* +ARA $RABA3O E) FR4O: DE $EM $&+O
COM+O*&C& () )OM&)A%
1C
1Mn
1*i
1Cr
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1Mo
=1
.H
1.
7
.8
.8
7
=2
.H
1.:
7
7
7
7
-"-"= ACERO* +ARA $RABA3O E) FR4O DE $EM+%E A% A&RE" *4MBO%O: A $&+O
+2
COM+O*&C& () )OM&)A%
1C
1Mn
1*i
1Cr
1@
1?
1Mo
1
7
7
8
7
7
1
-"2 ACERO* +ARA $RABA3O E) FR4O" A%$O CR A%$O CARBO)O" >O'0="=# ?
$&+O
COM+O*&C& () )OM&)A% 1C
1Cr
1@
1Mo
1Co
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1
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1.:8
12
7
1
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12
7
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7
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2.2
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7
1
7
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12
7
1
9
?:
2.98
12
3
1
7
>O'0="=# I
$&+O
COM+O*&C& () )OM&)A% 1C
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I1
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2.8
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8.
.3
7
1.8
I19
.9J
8
1.3
7
1.8
-"-"7 ACERO* R8+&DO* CO) BA*E E) MO%&BDE)O >O'0="=# '
$&+O
COM+O*&C& () )OM&)A% 1C
1Cr
1@
1?
1Mo
1Co
'2
.J
3
2
:
8
7
'9 clase 1
1.8
3
2.3
:
8
7
'9 clase 2
1.2
3
9
:
8
7
-"-"9 ACERO* DE #*O E*+EC4F&CO DE BA3A A%EAC&()" *4MBO%O: %
$&+O
COM+O*&C& () )OM&)A%
%$
%'n
%$r
%i
%*
%'o
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1
7
1.28
7
7
7
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.871
7
1
7
7
7
":
.
7
.8
1.8
7
.28
"
1
.98
1.3
7
7
.3
-"-" ACERO* +ARA #*O* E*+EC4F&CO* A% CARBO)O $#)<*$E)O >O'0="=#
$&+O
COM+O*&C& () )OM&)A% 1C
1Cr
1?
1
1
7
1.28
2
1.28
7
9.8
9
1.28
.8
9.8
-"-"!; ACERO* +ARA MO%DE* +ARA +%8*$&CO* >O'0="=# <
$&+O
COM+O*&C& () )OM&)A% 1C
1Cr
1)i
1Mo
<1
.1
7
7
7
<2
.9
.8
7
.28
-"/ ACERO* &)O,&DAB%E* Estos aceros contienen m5nimo 12 % de $romo para ser resistentes a la corrosión. El sistema +4>4 para su denominación utili!a tres ciras# la primera indica el &rupo y las dos Fltimas sealan la ubicación en el mismo. +s5#
DE*&<)AC&()
$&+O
DE*CR&+C&()
2KK
$r 7 i 7 'n
o templable, austen5tico, no ma&n6tico
9KK
$r 7 i
o templable, austen5tico, no ma&n6tico
3KK
$r
emplable, martens5tico, ma&n6tico
3KK
$r
o templable, err5tico, no templable
8KK
$r
0a/o en $romo, resistente a alta temperatura.
omado de # *alencia, +sdrFbal. ecnolo&5a del tratamiento t6rmico de los metales. Ed. @niversidad de +ntiouia. 1HH2