Aceros Tradicionales

1. ASPECTOS GENERALES SOBRE LOS ACEROS

a. Definición de Acero:
Acero es una aleación de hierro carbono con un contenido de carbono inferior al 2.11%, que contiene elementos de aleación, los cuales le confieren propiedades mecánicas especificas para su utilización en la industria. Si el % de Carbono en la aleación es menor al 1,76% se considera como Aceros; Si el % de Carbono en la aleaciónes mayor a 1,76% se considero fundición.

b. Constituyentes de los aceros:
Son los diferentes tipos de esttucturas que están presentes en los aceros a temperatura ambiente:
 Ferrita. Es hierro puro (% C < 0,008%). Tiene las siguientes características: Blando (dureza 90 HB), Dúctil (35 – 40% de alargamiento), Baja resistencia a la rotura (R = 28 Kg/mm2)
 Cementita. Es carburo de hierro(Fe3C), que tiene 6,67% de C. Sus características son: Muy duro (dureza: 700 HB ó 68 HRC), Muy frágil y poco tenaz
 Perlita. Tiene un 86,5% de ferrita y un 13,5% de cementita. Se obtiene pura si se enfría lentamente un acero con el 0,8 % de C. Sus características son intermedias entre la Ferrita y la cementita: Dureza: 200 HB, Ductilidad (15% de alargamiento), Resistencia a la rotura: R = 80Kg/mm2
El Diagrama Hierro carbono nos ayuda a determinar los micro constituyentes presentes en la estructura de los aceros a temperatura ambiente de tal manera que podamos predecir el comportamiento en cuanto a resistencia mecánica, maquinabilidad y la respuesta al tratamiento térmico. Como ejemplo de lo anterior, revisemos los siguientes casos:

Si un Acero tiene 0,1%C, los micro constituyentespresentes son ferrita en gran cantidad y perlita, por lo tanto el comportamiento del acero será similar al comportamiento de la ferrita: Blando y dúctil, Resistencia a la rotura: R = 28 Kg/mm2. Un Acero de 0,44%C. Tiene 50% de ferrita y 50% de perlita, por lo que presenta unas propiedades intermedias entre la ferrita y la perlita. Un Acero de 1,2%C. Con mucha perlita y poca cementita, suscaracterísticas son parecidas a las de la perlita, pero con más dureza y fragilidad.

Cuando aumentamos la temperatura, aparecen otros constituyentes:
 Austenita: Se obtiene cuando se calienta un acero hasta que el hierro  se transforma en Fe . Es una solución sólida de carbono en hierro , en la que los átomos de carbono ocupan las vacancias que aparecen en la red cúbica centrada en las carasdel hierro , por esto puede tener hasta un 1,76% de C disuelto en la red (a 1130 ºC). Entre sus propiedades destaca su gran plasticidad, característica que se aprovecha en la transformación por forja de los aceros.
 Martensita: Es una estructura un poco desordenada en forma de agujas, que se obtiene enfriando rápidamente la austenita. Sus propiedades son: Gran dureza (500-700 HB ó 50-68 HRC),Gran resistencia (R = 175-200 Kg/mm2), Poco dúctil y maleable: alargamiento máximo de 0,5-2,5%
En el Diagrama siguiente podemos ver los diferentes constituyentes de los aceros, según su composición y temperatura:


c. Principales elementos de Aleación y su efecto en las propiedades del acero:
Los principales elementos de aleación son: Cromo, Tungsteno, Manganeso, Níquel, Vanadio, Cobalto,Molibdeno, Cobre, Azufre y Fósforo.
 Carbono: Es el elemento que tiene más influencia en el comportamiento del acero, al aumentar el porcentaje de carbono, mejora la resistencia mecánica, la Templabilidad y disminuye la ductilidad
 Manganeso: Mejora la resistencia a la tracción y al desgaste, tiene buena influencia en la forja, la soldadura y la profundidad de temple. Facilita el mecanizado. Silicio: Aumenta la resistencia a la tracción, resistencia a la abrasión y formación de cascarilla, por eso se usa en los aceros de altas temperaturas.
 Cromo: Es un gran formador de carburos, aumenta la dureza y la resistencia al desgaste, y solo reduce la ductilidad, mejora la resistencia al calor y a la formación de cascarilla. En cantidades mayores al 12%, hace al acero resistente a la...