ALEACIONES DE ACERO

1. EL CARBONO

2. EL HIERRO

3. EL ALUMINIO

4. EL COBRE

5. EL MANGANESO

6. EL MOLIBDENO

7. EL NÍQUEL: El níquel es un elemento de extraordinaria importancia en

la fabricación de aceros inoxidables y resistentes a altas temperaturas,

en los que además de cromo se emplean porcentajes de níquel

variables de 8 a 20%.

El Níquel, mejora la resistencia a la tracción, corrosión y el límite de

elasticidad sin reducir su ductilidad; muy importante considerar que el

Invar contiene 36% de níquel.

7.1. Los aceros al níquel más utilizados son los siguientes: 7.1.1. Aceros al níquel con 2, 3 y 5%. Con 0.10 a 0.25% de

carbono se utilizan para cementación, y con 0.25 a 0.40% de

carbono para piezas de gran resistencia.

7.1.2. Aceros cromo-níquel-molibdeno con porcentajes de níquel

variables desde 1 a 5%; con bajos porcentajes de carbono

(0.10 a 0.22%) se emplean para cementación y con

porcentajes de 0.25 a 0.40% de carbono se emplean para

piezas de gran resistencia. En estos aceros los porcentajes de

estos elementos aleados suelen estar en relación aproximada

de 1% de cromo y 3% de níquel.

7.1.3. Aceros de media aleación níquel-molibdeno y níquel-manganeso. Se suelen emplear para piezas de gran

resistencia y para piezas cementadas con porcentajes de

carbono variables de 0.25 a 0.40% en el primer caso y de 0.10

a 0.25% en el segundo, variando el contenido en níquel de 1 a

NOELIA

2%, el de manganeso de 1 a 1.5% y el molibdeno de 0.15 a

0.40%.

7.1.4. Aceros inoxidables y resistentes al calor cromo-níqueles, con 8 a 25% de níquel que son de estructura austenitica.

7.1.5. Otros aceros de menor importancia son los aceros cromo-níqueles para estampación en caliente y para herramientas

8. SILICIO:Este elemento es el que refuerza y aparece en todos los aceros con

bajo contenido de aleación mejora la resistencia a la oxidación con bajo

contenido de carbono. Se emplea como elemento desoxidante

complementario del manganeso con objeto de evitar que aparezcan en

el acero los poros y otros defectos internos. Los aceros pueden tener

porcentajes variables de 0.20 a 0.34% de Si.

Se emplean aceros de 1 a 4.5% de Si y bajo porcentaje de carbono para

la fabricación de chapas magnéticas, ya que esos aceros, en presencia

de campos magnéticos variables, dan lugar solo a perdidas magnéticas

muy pequeñas, debido a que el silicio aumenta mucho su resistividad.

Mejora ligeramente la templabilidad y la resistencia de los aceros a

disminuir la tenacidad, y en ciertos casos mejora también su resistencia

a la oxidación.

9. AZUFRE: Es especial para los aceros suaves.En los aceros comerciales, el azufre se mantiene generalmente por

debajo del 0.05%. Este metaloide se combina con el hierro para formar

sulfuro de hierro (FeS). En presencia de manganeso, el azufre tiende a

formar sulfuro de manganeso (MnS), en vez de sulfuro de hierro.

Con la presencia del azufre se mejora la maquinabilidad, esto se debe a

la presencia de inclusiones sulfurosas más numerosas, que hacen

pedazos las rebabas, reduciendo de esta manera el desgaste de la

herramienta.

10.TITANIO:Se suele añadir pequeñas cantidades de titanio a algunos aceros muy

especiales para desoxidar y afinar el grano. El titanio tiene gran

tendencia a formar carburos y a combinarse con el nitrógeno. En los

aceros inoxidables cromo-níquel, actúa como estabilizador de los

carburos y evita la corrosión de aceros inoxidables.

11.EL TUNGSTENO, EL VANADIO Y EL COBALO: Se utilizan todos en

acero para herramientas de alta velocidad, porque favorecen la dureza

y la resistencia a la abrasión. El tungsteno y el cobalto también

aumentan la dureza a alta temperatura. El cobalto se suele emplear en

los aceros rápidos al wolframio de máxima calidad en porcentajes

variables de 3 a 10%.

El vanadio tiene una gran tendencia muy fuerte a formar carburos, por

esta razón, basta con añadir pequeñas cantidades, y pocos aceros,

excepto los de herramientas, contienen más de 0.02% de vanadio. Una

característica de los aceros con vanadio, es su gran resistencia al

ablandamiento por revenido.

Los aceros con vanadio más utilizados son:a. Aceros rápidos que suelen contener de 0.50 a 1% de vanadio.

b. Aceros de herramientas de diversas clases. Para troqueles

indeformables, etc., que suelen tener de 0.10 a 0.30% de vanadio.

c. Aceros para muelles cromo-vanadio.

12.LOS ACEROS INOXIDABLES: Como interés básico en construcciones

son los aceros inoxidables forjados del tipo austenítico (contienen cromo

y níquel(a no menos del 7”). Los aceros inoxidables se definen como

una aleación de acero con un mínimo del 10 % al 12 %

de cromo contenido en masa.

Efectos principales de los mejores aleantes para el acero

ELEMENTO PORCENTAJE FUNCIÓN PRIMARIA

Aluminio 0,95–1,30 Elemento aleante para la nitruración del acero

Bismuto - Mejora la maquinabilidad

Boro 0,001–0,003 Poderoso agente endurecedor

Cromo 0,5–2 Incrementa la dureza

4–18 Incrementa la resistencia a la corrosión

Cobre 0,1–0,4 Resistencia a la corrosión

Plomo - Mejora la maquinabilidad

Manganeso 0,25–0,40 Combinado con Azufre y con Fósforo reduce la fragilidad. También ayuda a remover el exceso de oxigeno en el acero fundido

>1 Aumenta la templabilidad al disminuir los puntos de transformación

Molibdeno 0,2–5 Estable carburo, inhibe el crecimiento de grano (Evita formación de cristales a altas temperaturas). Aumenta la tenacidad de acero, haciendo así una aleación de metal de molibdeno muy valioso para fabricar las partes de corte de herramientas de máquinas y también las alabes o aspas de una turbina. También se utiliza en motores de propulsión.

Niquel 2–5 Aumenta la resistencia y dureza (se utiliza en conjunto con el molibdeno para lograr mejores resultados)

12–20 Incrementa la resistencia a la corrosión

Silicio 0,2–0,7 Incrementa la fuerza

2.0 Aceros elasticos

En altos porcentajes

Mejora las propiedades magneticas

Azufre 0,08–0,15 Mejora las propiedades del mecanizado (forjado, troquelado, etc.)

Titanio - Corrección de carbono en partículas inertes, reduce la dureza martensíticas (en acero es la

no difusión del carbono cuando se forma o calienta el metal, el temple dificulta la difusión del carbono y se origina partículas de martensita. Los aceros con microestructura martensítica son los más duros y mecánicamente resistentes, pero también los más frágiles y menos dúctiles. La dureza de estos aceros depende del contenido en carbono) en los aceros al cromo

Tungsteno - Incrementa el punto de fusion.

Vanadio 0,15 Carburos estables; aumenta la resistencia/fuerza sin perder ductilidad, promueve estructura de grano fino. Aumenta la resistencia a altas temperaturas

Cobalto - Aumenta la dureza del acero en caliente, su resistencia a la corrosión, a la oxidación y al desgaste

Glosario:

Invar: El invar, también llamado FeNi36 o nivarox, es una aleación de hierro (64%) y níquel (36%) con muy poco carbono y algo de cromo.

Por su pequeño coeficiente de dilatación se emplea en la fabricación de piezas de precisión (relojería, aparatos de física, válvulas de motores, etc.) y, especialmente, en instrumentos para medir longitud, tales como los utilizados en topografía.

Austenita: La austenita, también conocida como acero gamma (γ) es una forma de ordenamiento específica de los átomos de hierro y carbono. Esta es la forma estable del hierro puro a temperaturas que oscilan entre los 900ºC a 1400ºC. Está formado por una disolución sólida del carbono en hierro, lo que supone un porcentaje máximo de C del 2,11% (este valor debe tomarse como referencia, ya que el porcentaje real varía en función de otros elementos de aleación presentes en el acero). La austenita es dúctil, blanda y tenaz