Aceros

Estructura del acero para herramientas

Procesamiento

Conforme el acero obtenido del proceso de refinamiento se va enfriando, sus átomos se arreglan dé tal manera que de acuerdo a la temperatura toman una posición que obedece a la ley de la menor energía de cristalización. Esto ocurre de tal forma que si se considerara al metal fundido en un recipiente, pasaría lentamente del estado líquidoal sólido, en esta secuencia el material se enfría primero en las esquinas, luego en los bordes y posteriormente en el interior, los átomos se entrelazan unos con otros formando una estructura dendrítica como la que se muestra esquemáticamente en la Figura

Esquema Microscópico del acero.

La estructura policristalina que se observa en la figura anterior revela que los granos del materialsólido varían entre sí, y en cada grano los átomos se arreglan de forma regular en una estructura conocida como estructura atómica. Para el acero existen dos estructuras principales, la estructura cúbica centrada en la cara (face centred cubic structure, fcc) y la estructura cúbica centrada en el cuerpo (body centred cubic structure, bcc).

La Figura muestra las dos estructuras, donde los átomos sesimbolizan por puntos o bolas. En el caso del acero, la estructura atómica fcc se produce arriba de los 910 °C, y la bcc se produce abajo de los 910 °C, estos cambios son fundamentales en la tecnología metalúrgica del acero. Estas estructuras no son las más densas que puede tener un metal, existe la estructura hexagonal compacta (close packed hexagonal structure, hcp), que caracteriza al magnesio,zinc, cobalto y titanio, sin embargo la estructura  del  acero  es  lo suficientemente  fuerte  para  resolver  un  sinfín  de  problemas estructurales.

Composición:
El acero es una aleación de Fe y otros elementos metálicos o no, el más común es el carbono, y también puede ser el Cr, Ni, vanadio, magnesio, y muchos más. Obviamente no tiene formula, sino que cada tipo de acero tiene undetalle numérico que maneja el porcentaje de Fe y C y otros.

Elección de los aceros de herramientas:
En la mayoría de los casos nos encontramos con que son varios los tipos e incluso las familias de aceros que nos resolverían satisfactoriamente un determinado problema de herramientas, lo que hace que la selección se base en otros factores, tales como productividad prevista, facilidad de fabricacióny costo. En última instancia es el costo de las herramientas por unidad de producto fabricado el que determina la selección de un determinado acero.
Los aceros de herramientas, además de utilizarse para la fabricación de elementos de máquinas, se emplean para la fabricación de útiles destinados a modificar la forma, tamaño y dimensiones de los materiales por arranque de viruta, cortadura,conformado, embutición, extrusión, laminación y choque.
De todo lo dicho se deduce que, en la mayoría de los casos, la dureza, tenacidad, resistencia al desgaste y dureza en caliente constituyen los factores más importantes a considerar en la elección de los aceros de herramientas. No obstante, en cada caso en particular hay que considerar también otros muchos factores, tales como la deformación máximaque puede admitirse en la herramienta; la descarburización superficial tolerable; la templabilidad o penetración de la dureza que se puede obtener; las condiciones en que tiene que efectuarse el tratamiento térmico, así como las temperaturas, atmósferas e instalaciones que requiere dicho tratamiento; y, finalmente, la maquinabilidad.

Aceros de herramientas de temple al agua:
Este grupo estáformado fundamentalmente por aceros ordinarios al carbono, aunque algunos de los aceros de mayor contenido llevan pequeñas cantidades de cromo y vanadio con el fin de aumentar la templabilidad y mejorar la resistencia al desgaste. El contenido en carbono de este tipo de aceros varía de 0,6 a 1,4%, pudiendo subdividirse de una manera general en función del porcentaje de carbono, en los subgrupos...