tp clasificacion de aceros

MATERIALES METALICOS

MATERIALES METALICOSTRABAJO PRACTICO: Clasificacin de los aceros ROMANO, Georgina Alejandra PAOLONI, Roberto Marino

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL DELTA INGENIERA MECANICA Segundo Ao 23/06/2014MATERIALES METALICOSTRABAJO PRACTICO Clasificacin de los aceros

PAOLONI, Roberto Marino ROMANO, Georgina Alejandra

ACEROSe denomina acero a aquellos productos ferrosos cuyo porcentaje de carbono est comprendido entre 0.05 y 2%. Cuando el porcentaje de carbono se encuentra entre 2 6.67% se denominan fundiciones. Grafico 1.Fundamentalmente todos los aceros son principalmente, o ms apropiadamente, aleaciones de hierro y carbono. Los aceros llamados al simple carbono son aquellos que generalmente tienen aparte del carbono porcentajes pequeos de Mn, Si, S, P. Los aceros aleados son aquellos que contienen cantidades o porcentajes especficos de otros elementos como son el nquel, cromo, molibdeno, vanadio y tungsteno. El Mn se encuentra tambin en esta categora si se especifica dentro de un porcentaje mayor al 1%.El acero es uno de los materiales de fabricacin y construccin ms verstil y adaptable. Ampliamente usado y a un precio relativamente bajo, el acero combina la resistencia y la trabajabilidad, lo que se presta a fabricaciones diversas. Asimismo sus propiedades pueden ser manejadas de acuerdo a las necesidades especificas mediante tratamientos con calor, trabajo mecnico, o mediante aleaciones.

Grafico 1: Aceros y fundiciones. Fuente: Elaboracion Propia.

CLASIFICACION DE LOS ACEROSEn general, cuando se acomete el tema de hacer una clasificacin de los aceros, sta dar resultados diferentes segn el enfoque que se siga. Dada la gran variedad de aceros existentes, y de fabricantes, ha originado el surgir de una gran cantidad de normativa y reglamentacin que vara de un pas a otro. En Espaa, la clasificacin de los aceros est regulado por la norma UNE-EN 10020:2001, otras, con gran aplicacin internacional, como las americanas AISI (American Iron and Steel Institute) y ASTM (American Society for Testing and Materials), las normas alemanas DIN, o la ISO 3506.La norma IRAM IAS U 500-600 se aplica para aceros para construcciones mecanicas. Esta norma clasifica a los aceros por su composicion quimica. En esta norma la designacin est dada por 4 dgitos: dos primeros identifican al tipo de acero y dos restantes el contenido de carbono en %; como puede verse en la tabla 1.En este caso, para clasificar el acero se utilizaran los siguientes metodos: Segn el contenido de carbono: se pueden clasificar de dos formas como hipoeutectoides, eutectoides, hipereutectorides; o bien, de bajo, medio o alto contenido de carbono. Segn su utilizacion o aplicacion: generalmente se refiere el uso final que se le dara al acero como acero para maquinas, para resortes, para calderas, estructural o acero para herramientas. Segn el metodo de fabricacion o manufactura: este da lugar a acero bessemer, de hogar abierto, de horno electrico, de crisol, acero al oxigeno, entre otros. Segn la composicion quimica: este metodo indica por un sistema numerico el contenido aproximado de los elementos importantes en el acero.

Tabla 1: Designacion basica de los aceros. Fuente: Instituto Argentino de Siderurgia.Clasificacion de los aceros segn el contenido de carbonoLos aceros se denominan hipoeutectoides cuando su contenido de carbono varia de 0% al 0.8%; eutectoides, cuando el carbono alcanza el 0.8%, e hipereutectoides, si el contenido de carbono oscila de 0.8% al 2%. Grafico 2.El porcentaje de carbono en las fundiciones clasifica a estas como de hipoeutecticas, si su contenido en carbono es de 2% a 4.3%; de eutecticas, cuando el porcenjaje de carbono es del 4.3% y hipereutecticas si contienen 4.3% a 6.67% de carbono. Grafico 2.

Hipoeutectoride Eutectoride Hipereutectoride

Algunas veces, los aceros se clasifican con base en el amplio rango contenido de carbono, como sigue: Aceros de bajo carbono: 0 0.25% de carbono Aceros de medio carbono: 0.25 0.55% de carbono Aceros de alto carbono: mas de 0.55% de carbono

El carbono tiene una gran influencia en el comportamiento mecanico de los aceros. La resistencia de una acero simple con 0.5% de carbono es mas de dos veces superior a la de otro con 0.1%, esto puede verse en el grafico 3.El carbono, sin embargo, generalmente reduce la ductilidad del acero. La ductilidad es una medida de la capacidad de un material para deformarse, en forma permanente, sin llegar a la ruptura. Un acero de 0.1% de carbono es cuatro veces mas ductil que otro con 1% de carbono y dos veces mas que un tercero con 0.5% de carbono, como se indica en el grafico 3. Esto genera una serie de aceros con diferentes usos, como se ve en la tabla 2.

Grafico 2: Clasificacion de los aceros segn el contenido de carbono. Fuente: Elaboracion Propia.

Grafico 3: Resistencia y ductilidad de los aceros en funcion del contenido de carbono.

Porcentaje de CAplicaciones

0,05 - 0,1Lamina, tira, tubos, clavos de alambre

0,1 - 0,2Remaches, tornillos, piezas para templarse superficialmente

0,2 - 0,35Acero estructural, placa, piezas forjadas como rboles de levas

0,35 - 0,45Aceros para maquinaria (arboles, ejes, bielas)

0,45 - 0,55Piezas grandes de forja (cigeales, engranajes para trabajo pesado)

0,6 - 0,7Matrices para cabezas de pernos y para estampado, rieles, tornillos prisioneros.

0,7 - 0,8Cuchillas para tijeras o cizallas, cortafros, martillos, picos, sierras de cinta.

0,8 - 0,9Matrices y punzones de corte y para punzonar, barrenas o perforadores para roca, cinceles de mano.

0,9 - 1,0Resortes, escariadores, brochas, punzones pequeos y matrices o dados.

1,0 - 1,1Resortes pequeos, herramientas para torno, cepilladora, limadores y ranuradora.

1,1 - 1,2Brocas helicoidales, machos de rosca pequeos, dados para roscar (terrajas), cuchillera, herramientas pequeas de torno.

1,2 - 1,3Limas, pistas para bolas, mandriles, matrices para estirado o trefilado, hojas de afeitar.

Tabla 2: Aplicaciones de los aceros al carbono.Los aceros de muy bajo contenido de carbono (SAE 1005 a 1015) se seleccionan para piezas cuyo requisito primario es el conformado en frio.Los aceros no calmados[1] se utilizan para embutidos profundos por sus buenas cualidades de deformacin y terminacin superficial. Los calmados son ms utilizados cuando se necesita forjarlos o llevan tratamientos trmicos.Son adecuados para soldadura y para brazing[2]. Su maquinabilidad se mejora mediante el estirado en fro. Son susceptibles al crecimiento del grano, y a fragilidad y rugosidad superficial si despus del formado en fro se los calienta por encima de 600C.Los aceros de bajo % de carbono (desde SAE 1016 a 1030) tiene mayor resistencia y dureza, disminuyendo su deformabilidad. Son los comnmente llamados aceros de cementacin. Los calmados se utilizan para forjas. Su respuesta al temple depende del % de C y Mn; los de mayor contenido tienen mayor respuesta de ncleo. Los de ms alto % de Mn, se endurecen ms convenientemente en el ncleo y en la capa.Son aptos para soldadura y brazing[2].La maquinabilidad de estos aceros mejora con el forjado o normalizado, y disminuye con el recocido.Los de menor % de carbono se utilizan para piezas deformadas en fro, aunque los estampados se encuentran limitados a plaqueados o doblados suaves, y generalmente llevan un recocido o normalizado previo.Los aceros de medio % de carbono (desde SAE 1035 a 1053) son seleccionados en usos donde se necesitan propiedades mecnicas ms elevadas y frecuentemente llevan tratamiento trmico de endurecimiento.Se utilizan en amplia variedad de piezas sometidas a cargas dinmicas. El contenido de C y Mn, depende de una serie de factores. Por ejemplo, cuando se desea incrementar las propiedades mecnicas, la seccin o la templabilidad, normalmente se incrementa el % de C, de Mn o de ambos.Todos estos aceros se pueden aplicar para fabricar piezas forjadas y su seleccin depende del tamao y propiedades mecnicas despus del tratamiento trmico. Los de mayor % de C, deben ser normalizados despus de forjados para mejorar su maquinabilidad.Son tambin ampliamente usados para piezas maquinadas, partiendo de barras laminadas. Dependiendo del nivel de propiedades necesarias, pueden ser o no tratadas trmicamente.Pueden soldarse pero deben tenerse precauciones especiales para evitar fisuras debido al rpido calentamiento y enfriamiento.Los aceros de alto % de carbono (desde SAE 1055 a 1095) se usan en aplicaciones en las que es necesario incrementar la resistencia al desgaste y altas durezas que no pueden lograrse con aceros de menor contenido de C.En general no se utilizan trabajados en fro, salvo plaqueados o el enrollado de resortes. Prcticamente todas las piezas son tratadas trmicamente antes de usar, debindose tener especial cuidado en estos procesos para evitar distorsiones y fisuras.

Clasificacion de los aceros desde el punto de vista de sus aplicacionesDesde el punto de las aplicaciones, los aceros, tanto comunes como especiales, pueden ser clasificados como sigue: Aceros de facil deformacion en frio Aceros para tratamientos termoquimicos Aceros estructurales de alta resistencia mecanica Aceros para herramientas y matrices Aceros inoxidables Aceros para otras aplicacionesLos aceros comunes son mas versatiles que los especiales, en el sentido de que un mismo acero puede servir para diversos tipos de aplicaciones. En los aceros especiales se busca, en general, intensificar el comportamiento en relacion a una aplicacin determinada. Ello lleva muchas veces a sacrificar de algun modo otras propiedades.Como los aceros comunes son mas baratos que los especiales, el criterio que debe seguirse para elegir el acero requerido para una aplicacin determinada, es la de analizar primeramente el comportamiento del acero que mejor responda a las caracteristicas impuestas. Solo si las propiedades de ese acero resultan insuficientes para el fin que se persigue, se debera pensar en la utilizacion de un acero especial, que satisfaga mejor los requerimientos exigidos.La interpretacion de las caracteristicas que se muestran en las tablas 3 a 8 requiere ciertas concideraciones.Para designar en dichas tablas a los aceros, se han adoptado con referencia las designaciones conocidas con la sigla SAE. Para el caso de los aceros inoxidable las designaciones AISI son mas conocidas que las SAE por lo que se han preferido estas. En algunos tipos de aceros, de la tabla 8 se han empleado las designaciones de uso corriente.Deben tenerse en cuenta que las dimenciones de las piezas de acero influyen en las propiedades mecanicas a obtener con un tratamiento termico determinado. Los valores de las tablas, cuando se indica tratamiento temple, corresponden a los obtenidos con probetas previamente normalizadas, fabricadas a partir de barras de diametros pequeos y sometidas al tratamiento indicado en cada caso.

TIPO DE ACEROSAE 1010SAE 1020SAE 1045SAE 1095

Composicin QumicaCarbono %0,08 - 0,130,17 - 0,230,42 - 0,50,9 - 1,04

Silicio %0,15 - 0,30,15 - 0,30,15 - 0,30,15 - 0,3

Manganeso %0,3 - 0,60,3 - 0,60,6 - 0,90,3 - 0,5

Fosforo %0,04 Max.0,04 Max.0,04 Max.0,04 Max.

Azufre %0,05 Max.0,05 Max.0,05 Max.0,05 Max.

Propiedades mecnicas con los tratamientos trmicos ms usadosNormalizadoEnfriar al aire desde900C - 940C900C - 940C880C - 920C880C - 920C

Resistencia a la traccin Kg/mm240 +/- 649 +/- 770 +/- 1095 +/- 18

Lmite de fluencia Km/mm220 +/- 324 +/- 335 +/- 547 +/-7

Alargamiento de rotura %35 +/- 530 +/- 520 +/- 312 +/- 2

Temple y revenidoTemperatura de temple850 +/- 10C800 +/- 10C

Temperatura de revenido600C450C

Resistencia a la traccin Kg/mm275 +/- 11130 +/- 20

Alargamiento de rotura %25 +/- 413 +/- 2

Sentido de variacin de algunas propiedades tecnolgicasCapacidad de deformacin

Dureza y resistencia mecnica

Soldabilidad

Dificultad de mecanizado

EmpastamientoDesgaste de herramienta

Principales aplicacionesChapas, tubos, barras y alambres. Piezas cementadas y cianuradas. Varillas para hormignChapas, tubos, alambres, barras y perfiles. Piezas cementadas y cianuradas. Bulones. Varillas para hormign.Chapas, tubos y alambres. Bulones de alta resistencia.Barras y alambres. Piezas forjadas resistentes al desgaste. Matrices. Dispositivos. Resortes. Herramientas.

Tabla 3: Aceros comunes.

Aceros de facil deformacion en frio Los aceros que mas se adaptan a estos procesos son los comunes de bajo contenido de carbono. Ello se debe a que tanto el carbono, como la mayoria de los elementos de aleacion, reducen la capacidad de deformacion plastica en frio.Dos aceros tipicos de facil deformacion en frio son los llamados SAE 1010 y SAE 1020 cuyas caracteristicas se muestran en la tabla 3.Cuando se requieren caracteristicas excepcionales de deformacion plastica, se especifican aceros comunes, con menor contenido de carbono que el SAE 1010. Ello es necesario en operaciones llamadas de embutido profundo[4].Entre los aceros aleados que mejor se comportan en las operaciones de deformacion plasticas en frio, figuran los aceros inoxidables de estructura austenitica o ferritica (Tabla 7) y el acero SAE 4130, cuyas caracteristicas figuran en la tabla 5.Aceros para tratamientos termoquimicosLos tratamientos termoquimicos son tratamientos termicos en los que, ademas de los cambios en la estructura del acero, tambien se producen cambios en la composicion quimica de la capa superficial, aadiendo diferentes productos quimicos hasta una profundidad determinada. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados en atmosferas especiales.Entre los objetivos mas comunes de estos tratamientos estan aumentar la dureza superficial de las piezas dejando el nucleo mas blando y tenaz, disminuir el rozamiento aumentando el poder lubrificante, aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a la fatiga o aumentar la resistencia a la corrosion.Cuando los esfuerzos son de flexin y torsin se requieren aceros de endurecimiento superficial y cuando los esfuerzos son de tensin y cizalladura, se necesitan aceros de endurecimiento en el ncleo. Los tratamientos termoquimocos mas utilizados son: Cementacion Nitruracion Cianuracion Carbonitruracion SulfinizacionAceros para cementacionEs un tratamiento termoquimico en el que se aporta carbono a la superficie de una pieza de acero mediante difusion, modificando su composicion. Este tratamiento ocurre a temperaturas superiores a A3.La dureza de los aceros y por lo tanto su resistencia al desgaste es de algn modo contraria a la tenacidad y ductilidad. Por eso cuando se trata de conseguir durezas elevadas en aceros de alto carbono, estos quedan frgiles. Y, en cambio si se utilizan aceros de bajo carbono se obtienen piezas de buena tenacidad pero de poca dureza.La cementacin consigue en teora solucionar el problema de obtener gran dureza superficial y buena tenacidad en el ncleo. La cementacin consiste en aumentar el porcentaje de carbono de la capa superficial (0.1 4mm) de los aceros de bajo carbono, para conseguir en ella, una vez templada, la dureza de los aceros de alto carbono. As quedan piezas de alta dureza superficial y buena tenacidad.Esta combinacin de caractersticas es muy adecuada para piezas de maquinaria como engranajes, los cuales deben tener una superficie muy dura para resistencia al desgaste y soportar esfuerzos flectantes en la raz de los dientes y, en cambio, el ncleo de los dientes muy tenaz para resistir bien los golpes que se producen en los engranajes.Los aceros preferidos para cementar son los que tienen un porcentaje de carbono hasta 0.25 %, con un contenido de manganeso entre 0.5 y 1.0 %, con porcentajes variables de cromo, nquel y molibdeno.Para cementacin: SAE 1015 1025Para cementacin mediana resistencia: SAE 1030La cementacin se aplica en piezas que, como se dijo, requieran alta dureza en superficie y ncleo tenaz, para soportar adecuadamente esfuerzos flectantes que son mximos en la superficie de la pieza, tal como en piones, ejes. En piezas de desgaste superficial tales como bujes, levas, rodillos y otros.

Aceros para carbonitrurarLa carbonitruracin es un tratamiento con el que se consigue endurecer una capa superficial de los aceros por la absorcin simultnea de carbono y nitrgeno. Esta operacin es parecida a la que ocurre en la cementacin, pero la temperatura de proceso es menor y los compuestos que se forman en la superficie del acero mejoran su templabilidad permitiendo con esto enfriamientos menos severos en el temple. As se disminuyen los riesgos de agrietamiento y distorsin de las piezas.Por el efecto del mejoramiento de la templabilidad en los aceros, la carbonitruracin permite el uso de aceros de menor calidad, los cuales a veces presentan el inconveniente de que despus del temple que sigue a la cementacin ordinaria, aparecen puntos blandos en la capa dura, problema que no suele presentarse en la carbonitruracin.Los aceros recomendados para la carbonitruracin son bsicamente los mismos que los de cementacin. Tambin los aceros de medio carbono no aleados como el AISI 1030; AISI 1040; AISI 1045 y los medio carbono aleados con Cromo - Molibdeno o Cromo - Nquel - Molibdeno, tales como el AISI 4140 y AISI 4340, tienen excelente respuesta a la carbonitruracin.Piezas que son sometidas a tratamientos de cementacion y carbonitruracion: Engranages Bielas Cadenas Ejes Casquillos Rodamientos Husillos Buloneria

Los campos de aplicacin de estas piezas pueden ser: Aeronautica Automocion Energias Renovables Elevacion y Transporte Maquina herramienta Linea blancaAceros para nitrurarLa nitruracin es un proceso que se realiza para difundir una pequea capa de nitruros de hierro en la superficie del acero, la cual es dura y rgida, que aumenta la resistencia al desgaste, mejora la resistencia a la flexin, disminuye el coeficiente de friccin, aumenta la resistencia a la fatiga. Se hace a temperaturas entre 520C y 580C, por lo que las deformaciones son mnimas en las piezas.Los aceros para nitrurar deben poder soportar la capa nitrurada, de modo que los esfuerzos superficiales a la que se somete no resquebrajen esa capa y la desprendan. Los esfuerzos de compresin atentan contra la capa nitrurada.Cualquier acero se puede nitrurar, pero se prefieren los aceros previamente templados y revenidos que soporten la capa endurecida. Los aceros AISI 4340 y AISI 4140 bonificados tiene un buen comportamiento en esta aplicacin. Bonificado significa que es templado y revenido. Comercialmente se entiende que se venden con durezas de 28-32 HRc.Aceros para construcciones mecanicasLos elementos fundamentales de las maquinas, motores, equipos mecanicos y vehiculos, se construyen con aceros que deben poseer una elevada resistencia mecanica (en particular a la fatiga) y adecuada tenacidad.Esas caracteristicas se consiguen con aceros llamados de medio carbono, en los que este elemento aparece en porcentajes nominales comprendidos entre 0.3 y 0.5% con menos de 0.7% y cantidades variables de uno o mas elementos de aleacion. Se utilizan estos aceros fundamentalmente con tratamientos de temple y revenido. Este ultimo se realiza a temperaturas relativamente altas, del orden de los 600C, para asegurar una adecuada tenacidad.

Entre los aceros comunes, los mas empleados para estas aplicaciones son los que tienen un porcentaje nominal de carbono comprendido entre 0.35 y 0.45%. Las caracteristicas del acero SAE 1045 (con 0.45% carbono) figuran en la tabla 3.Los aceros aleados mas utilizados en la fabricacion de piezas de alta resistencia son presentados en la tabla 4. La seleccin entre los cuatro aceros de esta tabla debe basarse fundamentalmente en el tamao de las piezas. Esto se vincula con la templabilidad, propiedad que aumenta, para los aceros de la tabla 5, de izquiera a derecha. Cuanto mayores son las dimensines de la pieza, mayor debe ser la templabilidad del acero empleado, al igual de otras caracteristicas.A veces las condiciones de aplicacin exigen margenes de templabilidad muy estrechos. En ese caso puede ser necesario emplear otros aceros, cuya templabilidad este comprendida entre las correspondientes a los aceros de la tabla 5. La adopsion de otros aceros, puede hacerse tambien por razones economicas o de disponibilidad.El grupo de aceros que estamos considerando no presenta en general buenas caracteristicas de soldabilidad y de capacidad de deformacion plastica en frio. Esta ultima puede mejorarse mediante tratamientos termicos de globulizacion[3].El acero SAE 4130 constituye una excepsion importante pues, pese a su relativamente elevada resistencia mecanica, tiene buena soldabilidad y gran capacidad de deformacion en frio.La facilidad de mecanizacion de los aceros estructurales se ve mejorada cuando el azufre supera un valor minimo, del orden del 0.03%. El limite superior suele fijarse en 0.05% para evitar otros problemas asociados a un contenido excesivo de inclusiones. Cuando se especifica contenidos de azufre en la forma indicada, los aceros suelen ser llamados resulfurados.



Manganeso %0,7 - 0,90,7 - 0,90,45 - 0,60,7 - 0,9

Silicio %0,2 - 0,30,2 - 0,350,2 - 0,360,2 - 0,35

Cromo %0,4 - 0,61,4 - 1,750,8 - 1,1

Nquel %0,4 - 0,73,25 - 3,75

Molibdeno %0,2 - 0,30,15 - 0,250,15 - 0,25


Azufre %0,035 - 0,050,04 Max.0,025 Max.0,04 Max.

Propiedades mecnicas con los tratamientos ms usadosCementacinCementar a 920C. Temple directo desde 850C en aceite. Revenir a 150CDureza Rc58 - 6358 - 6355 - 60

Resistencia a la traccin Kg/mm2135 +/- 20135 +/- 20125 +/- 19

Lmite de fluencia Kg/mm2106 +/- 16106 +/- 16100 +/- 15

Alargamiento %12 +/- 212 +/- 215 +/- 2

CarbonitruracinCarbonitrurar a 840C. Templar directamente desde 840C en aceite a 180C. Revenir a 200C.Dureza Rc82 - 87

Resistencia a la traccin Kg/mm2160 +/- 24

Lmite de fluencia Kg/mm2135 +/- 20

Alargamiento %8 +/- 2

Nitruracin gaseosaTemplar en aceite desde 850C. Revenir a 550C. Nitrurar a 500C.Dureza Rc85 - 90

Resistencia a la traccin Kg/mm2110 +/- 16

Lmite de fluencia Kg/mm2105 +/- 5

Alargamiento %17 +/- 2

Tabla 4: Aceros especiales para tratamientos termodinamicos.



Manganeso %0,4 - 0,80,7 - 0,90,75 - 10,6 - 0,8

Silicio %0,2 - 0,350,2 - 0,350,2 - 0,350,2 - 0,35

Cromo %0,8 - 1,10,7 - 0,90,8 - 1,10,7 - 0,9

Nquel %1,65 - 2

Molibdeno %0,15 - 0,250,15 - 0,250,2 - 0,3



Propiedades mecnicas con los tratamientos trmicos ms usadosNormalizadoEnfriar al aire desde 870C.Resistencia a la traccin Kg/mm268 +/- 781 +/- 8104 +/- 11130 +/- 13

Lmite de fluencia Kg/mm244 +/- 548 +/- 567 +/- 788 +/- 9

Alargamiento %26 +/- 323 +/- 218 +/- 212 +/- 2

Temple y revenidoTemperatura de temple 800 - 850C. Temperatura de revenido 600 +/- 10C. Medio de temple agua para 4130 para el resto aceite.Resistencia a la traccin Kg/mm290 +/- 990 +/- 9100 +/- 10116 +/- 12

Lmite de fluencia Kg/mm280 +/- 874 +/- 786 +/- 9112 +/- 11

Alargamiento %21 +/- 221 +/- 220 +/- 217 +/- 2

Sentido de variacin de algunas propiedadesCapacidad de deformacin plstica

Templabilidad

Soldabilidad

Dificultad mecnica

Principales aplicacionesChapas, tubos, piezas mecnicas de pequeo tamao.Piezas mecnicas de tamao normalmente usado en industria automotriz.Piezas mecnicas con exigencias especiales o de mayor tamao que las de automotores.Piezas mecnicas de gran tamao o con exigencias muy rigurosas.

Tabla 5: Aceros especiales estructurales.Aceros para herramientasEstos aceros deben poseer fundamentalmente las siguientes propiedades: Alta resistencia al desgaste (tanto en frio como en caliente) Elevada tenacidad Poca distorsion al ser sometidos a tratamientos termicosMetodos de clasificacion de los aceros para herramientas1- Segn los medios de templado que se usen, como aceros templados en agua, aceros templados en aceite y aceros templados al aire.2- Segn el contenido de aleantes, como aceros al carbono para herramientas, aceros de baja aleacion para herramientas y aceros de mediana aleacion para herramientas.3- Un ultimo metodo de agrupacion es basado en el empleo del acero para herramientas, como aceros para trabajo en caliente, acero resistentes al impacto, aceros de alta velocidad, aceros para trabajar en frio.El metodo de identificacion y tipo de clasificacion de los aceros para herramientas adoptado por la AISI (American Iron and Steel Institute) y SAE tiene en cuenta el metodo de templado, aplicaciones y caracteristicas particulares y aceros para indrustrias especificas. Los aceros para herramientas que mas se utilizan se agruparon en siete grupos y que poseen subgrupos, a cada uno de esto se le ha asignado una letra del alfabeto, segn tabla 6.Entre los aceros comunes, las propiedades que deben tener los aceros para herramientas se logran adecuadamente, dentro de ciertos limites, con el acero SAE 1095, cuyas caracteristicas figuran en la tabla 3. Mejores resultados se obtienen con variantes de dicho acero que son designadas, por la norma SAE, con la letra W, seguida de un numero.Los aceros W pueden ser considerados comunes, aunque a veces se especifican pequeos contenidos de elementos adicionales.Cuando en una aplicacin determinada, las propiedades de los aceros W no satisfacen las exigencias impuestas, se debe recurrir a aceros especiales. Estos pueden ser clasificados, de acuerdo con las propiedades que mas interesan en cada casocomo puede verse en la tabla 6.

Grupo de aceros para herramientas

GRUPOSIMBOLOTIPO

Templados en aguaW

Resistentes al impactoS

Trabajo en frioOTemplable en aceite

AMediana aleacin y templable en aire

DAlto carbono, alto cromo

Trabajo en calienteHH1 - H19, incluso base cromo

H20 - H39, incluso base tungsteno

H40 - H59, incluso base molibdeno

Alta velocidadTBase tungsteno

MBase molibdeno

MoldesPAceros para moldes

P1 - P19, incluso, bajo carbono

P20 - P39, incluso, otros tipos

Propsitos especficosLBaja aleacin

FCarbono - Tungsteno

Tabla 6: Clasificacion de los aceros para herramientas.En los aceros de corte rapido o alta velocidad, los elementos fundamentales son el tungsteno y el molibdeno. Estos elementos confieren a los aceros una elevada dureza, a las temperaturas que se desarrollan durante las operaciones de mecanizado, cuando estas se realizan a gran velocidad. TIPO DE ACEROAcero de corte rpido SAE T-2Acero para trabajos en frio SAE A-2Acero para trabajos en caliente SAE H-11Acero resistente al choque SAE S-1

Carbono %0,75 - 0,850,85 - 1,050,3 - 0,40,45 - 0,55

Silicio %0,2 - 0,40,2 - 0,40,8 - 1,20,25 - 0,45

Manganeso %0,2 - 0,40,45 - 0,750,2 - 0,40,2 - 0,4

Cromo %3,75 - 4,54,75 - 5,54,75 - 5,51,25 - 1,75

Vanadio %1,8 - 2,40,3 - 0,50,15 - 0,3

Molibdeno %0,7 - 10,9 - 1,41,25 - 1,75

Tungsteno %17,5 - 191,0 - 3,0

Tabla 7: Aceros especiales para herramientas y matrices.Las cantidades de tungsteno y de molibdeno varian mucho en los distintos aceros de corte rapido, no siendo necesarios que ambos esten presentes simultaneamente.Otros elementos que se adicionan a los aceros de corte rapido, para aumentar la dureza, son el cromo, el vanadio y el cobalto. El acero T-2, cuyas caracteristicas figuran en la tabla 7, suele ser llamado 18-4-2 por suscontenidos nominales respectivos de tungsteno, cromo y vanadio.Los aceros especiales para trabajos en frio, se caracterizan por su gran dureza y su baja deformacion durante los tratamientos termicos. Muchos aceros indeformables tienen, como se ve enla tabla 7, un contenido nominal de cromo del 5%. Otros de mayor costo, contienen hasta 12% de cromo mientras que, con menor grado de ideformabilidad, pueden usarse aceros de bajo contenido de elementos adicionales. Estos ultimos deben ser templados en aceite, por no ser suficiente el enfriamiento al aire.Todos los aceros para trabajos en caliente, y los resistentes al choque, tienen en comun un contenido relativamente bajo de carbono. La presencia de tugnsteno o molibdeno es imperiosa en los aceros para trabajo en caliente, pero es menos importante en los aceros resistentes al choque.Las aplicaciones especificas de cada uno de los tipos de acero para herramientas se detallan en la tabla 6.Cualquier acero utilizado como herramienta puede clasificarse tecnicamente como acero para herramientas, sin embargo, el termino suele limitarse a aceros especiales de alta calidad utilizados para corte o formado.Aceros inoxidablesEstos aceros aleados se caracterizan por su elevada resistencia a la corrosion y al calor. Dicha resistencia se logra por la incorporacion de cromo en porcentajes superiores al 11% siempre que el carbono se mantenga bajo (debajo del 0.8%). La presencia de niquel, en cantidades tambien elevadas, contribuye a mejorar la resistencia a la corrosion de los aceros inoxidables, cosa que tambien hace el molibdeno en porcentajes menores. Las caracteristicas de los aceros inoxidables de mayor uso industrial pueden verse en la tabla 8.Cuando el contenido total de la aleacion excede aproximadamente el 50%, la designacion resistente al calor es mas aplicable que inoxidable.La propiedad de resistencia a la corrosin se debe a una pelcula delgada, adherente, estable de xido de cromo o de xido de nquel que protege efectivamente al acero contra muchos medios corrosivos. Esta propiedad no es evidente en los aceros estructurales al bajo cromo sino que existe solo cuando el contenido de cromo excede el 10%.IPO DE ACEROAISI 304 (Austenitico)AISI 310 (Austenitico / Resistente al calor)AISI 410 (Martensitico)AISI 430 (Ferritico)

Composicin QumicaCarbono %0,08 Max.0,25 Max.0,25 Max.0,15 Max.

Silicio %1,0 Max.1,5 Max.1,0 Max.1,0 Max.

Manganeso %2,0 Max.2,0 Max.1,0 Max.1,0 Max.

Cromo %18,0 - 20,024,0 - 26,011,5 - 13,514,0 - 18,0

Niquel %8,0 - 12,019,0 - 22,0

Fosforo %0,045 Max0,045 Max.0,04 Max.0,04 Max.


Propiedades mecnicas con los tratamientos trmicos ms usadosRecocido de solubilidadEnfriamiento rpido desde 1000 - 1100C.Resistencia a la traccin63 Kg/mm268 Kg/mm2

Lmite de fluencia26 Kg/mm228 Kg/mm2

Alargamiento55%45%

Temple y revenidoTemplar desde 980C. Revenir a 200C.Resistencia a la traccin135 Kg/mm2

Lmite de fluencia100 Kg/mm2

Alargamiento15%

NormalizadoEnfriar al aire desde 760 - 830C.Resistencia a la traccin53 Kg/mm2

Lmite de fluencia32 Kg/mm2

Alargamiento30%

Tabla 8: Aceros Inoxidables.

Ventajas del acero inoxidable: Resistencia a la corrosion: los de baja aleacion, resisten a la corrosion en condiciones atmosfericas; los altamente aleados pueden resistir la corrosion en la mayoria de los medios acidos, incluso a elevadas temperaturas. Resistencia a alta y baja temperatura. Facilidad para la fabricacion: la mayoria pueden ser cortados, soldados, forjados y mecanizados. Resistencia mecanica: la caracteristica de endurecimiento por trabajo en frio de muchos aceros inoxidables, se usa en el diseo para reducir espesores y asi, los costos. Otros aceros inoxidables pueden ser tratados termicamente para hacer componentes de alta resistencia. Estetica. Propiedades higienicas: la facilidad de limpieza del acero inoxidable lo hace la primera opcion en hospitales, cocinas, e instalaciones alimenticias y farmaceuticas. Gran vida util.Los tres tipos principales de aceros inoxidables utilizados en la industria son las clases Martenstica, Ferrtica y Austentica, nombres derivados de la fase predominante que se encuentra a temperatura ambiente. Una cuarta clase, los tipos PH (Precipitation Hardening) o de Endurecimiento por Precipitacin, ha alcanzado importancia en las ltimas dcadas. En los ltimos aos, la clase Dplex ha despertado gran inters. En la segunda guerra mundial surgen como resultado de distintos tratamientos termicos los aceros marenvejecibles y los ausformados.

Aceros Inoxidables AustenticosLa clase austentica contiene nquel como segundo elemento principal de aleacin. El Ni se utiliza para suprimir la transformacin de la Austenita y hacerla estable incluso a temperatura ambiente y ms baja. As, cuando el nquel se agrega al acero inoxidable en cantidades suficientes, la estructura cambia a Austenita.

Grafico 4: Relacin entre el contenido de cromo y nquel en los distintos grupos de aceros inoxidables. Fuente: Manual de aceros inoxidables. INDURA.Caractersticas bsicas: Elevada resistencia a la corrosin en una amplia gama de ambientes corrosivos, generalmente mejor que la de los aceros Martensticos o Ferrticos, pero son vulnerables al agrietamiento por corrosin bajo tensiones[4] (SCC) en ambientes de cloruro. Excelente soldabilidad, mejor que los grados Ferrticos y Martensticos. Sobresaliente maleabilidad y ductilidad, mejor que los grados Ferrticos y Martensticos. Muy buenas propiedades criognicas y buena resistencia a alta temperatura. La plasticidad de la estructura de la Austenita, transmite a estos aceros, su tenacidad, reduccin en rea y excelente resistencia al impacto aun a temperaturas criognicas. Endurecible solamente por trabajo en fro. Los aceros inoxidables Austenticos no pueden ser templados para obtener Martensita, ya que el Nquel estabiliza la Austenita a temperatura ambiente e incluso por debajo de ella. Comparado con el acero al carbono posee menor punto de fusin, menor conductividad trmica, mayor resistencia elctrica y coeficientes de expansin trmica aproximadamente 50% mayores. Las caractersticas magnticas de los metales de aporte de acero inoxidable austentico varan desde no magnticos como en los Tipos 310, 320 y 330 completamente austenticos a notablemente magnticos como en el Tipo 312, que contiene ms de un 25% de Ferrita. La mayora de los aceros inoxidables austenticos comunes tales como 308(L), 309(L), 316(L) y 347 son levemente magnticos debido a la presencia de algo de Ferrita.

Aplicaciones tpicas Algunos aceros completamente austenticos pueden ser usados a temperaturas tan bajas como 270 C. Plantas y equipos qumicos. Equipos para procesamiento de alimentos. Usos arquitectnicos.

Aceros inoxidables FerriticosSe caracterizan por una estructura ferrtica a cualquier temperatura ya que no presentan transformacin de Ferrita en Austenita durante el calentamiento ni transformacin martenstica en el enfriamiento. Por esta razn no hay posibilidad de cambios de fase. Como se observa en el grafico 5a, si a un acero inoxidable se le aumenta el porcentaje de Cr y se limita la cantidad de C la vertical que representa a aleacin se situar a la derecha del bucle gamma y el acero ser ferrtico a cualquier temperatura, ya que no atraviesa ninguna lnea de transformacin, y no podr ser templado, como por ejemplo los inoxidables tipo 430, 442, y 446. Los aceros Ferrticos son conocidos como los aceros inoxidables de cromo directo. Su contenido de cromo que vara entre 10.5% (Tipo 409) y el 30% (Tipo 448), pero con bajo contenido de carbono. Ejemplos son los aceros AISI 405, 430, 442 y 446. La ms comn de las aleaciones es la tipo 430 (UNS S43000), con 16% a 18% de cromo, 0.12% mx. de carbono.

Grafico 5: Influencia del carbono ampliando el bucle Gamma.

Caractersticas bsicas Soldabilidad frecuentemente mayor que los grados martensticos pero menor que los grados austenticos. Resistencia a la corrosin algo superior a la de los aceros inoxidables martensticos, pero inferior a la de los grados austenticos. La presencia de cromo incrementa dicha resistencia. La ausencia de nquel reduce la resistencia general a la corrosin y los hace susceptibles en muchos medios como por ejemplo en H2S ,NH4Cl, NH4NO3 y soluciones de H6Cl2. Los aceros con menor contenido de cromo (10,5%) se les suele denominar inoxidables al agua, pues no resisten sostenidamente medios ms agresivos. Es propenso a aumentar el tamao del grano a temperaturas elevadas y adquiere cierta fragilidad con permanencias prolongadas entre 450 y 500C (fragilidad a 475C). Aceros de 25-30% de cromo presentan buena resistencia a la corrosin y en atmsferas sulfurosas en caliente. Buena resistencia a la corrosin bajo tensin SCC, especialmente en cloruros a alta temperatura, comparada con los grados austenticos. Pequeas cantidades de Nquel, tan bajas como 1,5% son suficientes para inducir SCC. No endurecible por el tratamiento trmico, slo moderadamente por trabajo en fro, generalmente menos que los aceros inoxidables austenticos. Menor ductilidad que los aceros austenticos, debido a la inherente menor plasticidad de la estructura cbica centrada en el cuerpo del hierro alfa. Maleabilidad no tan buena como los grados austenticos pero suficiente para trabajarlos fcilmente en fro. Menor tenacidad que los grados austenticos. Alcanzan su mxima ductilidad y resistencia a la corrosin en la condicin de recocido. La Ferrita generalmente disminuye la dureza y la resistencia al impacto a temperaturas criognicas. Son bastante magnticos y estn expuestos a la desviacin de arco (Soplo magntico[5]). Excelente resistencia al pitting[6] y a la corrosin por rendija (Crevice)[7] inducida por cloruros. Se les prefiere en general por su resistencia a la corrosin y bajo costo, ms que por sus propiedades mecnicas. El recocido es el unico tratamiento termico aplicado a los aceros verdaderamente ferriticos. Este solo sirve para eliminar las tensiones por soldadura o trabajo en frio. Aplicaciones tpicas Tubos de intercambiadores de calor donde el SCC sea un problema, por ejemplo en plantas de procesamiento de petrleo o gas natural. Estampado profundos de piezas como recipientes para industrias qumicas, alimenticias, y para adornos arquitectnicos o automotrices. Aplicaciones de resistencia al agrietamiento por corrosin de tensiones de cloruro, corrosin en medios acuosos, oxidacin a alta temperatura y corrosin por picadura y por hendidura por medios de cloruro. Tubos de escape de automviles, tanques de radiadores, reactores catalticos y alcantarillas. Adornos decorativos y tanques de cido ntrico. Componentes que requieren proteccin contra subidas de temperatura tales como partes de hornos, boquillas y cmaras de combustin. Tanques de agua caliente.Aceros inoxidables MartensticosSon aleaciones que atraviesan el campo gamma del diagrama de equilibrio Cr-Fe (ver Grfico 5b) debido a lo cual pueden austenizarse y templarse. Pueden estar aleados con pequeas cantidades de otros elementos. Son ferrticos en estado de recocido pero martensticos con un enfriamiento ms rpido ya sea en aire o en un medio lquido desde una temperatura superior a la crtica. Fueron los primeros aceros inoxidables desarrollados comercialmente (como cuchillera) y tienen contenido relativamente alto del carbono (0,1 - 1,2%) comparado a otros aceros inoxidables. Aceros de este grupo en general no contienen ms de 14% de Cr excepto los tipos 440 A, B, y C que contienen 16 - 18% Cr y una cantidad de carbono suficiente para producir el endurecimiento. Junto con la clase de aceros inoxidables Ferrticos comparten la denominada serie AISI 400. En contraste con los aceros inoxidables autnticos, no contienen nquel como elemento de aleacin. Algunos ejemplos son aceros tipo AISI 410, 416, 420, 431, 501 y 502.Caractersticas bsicas Moderada resistencia a la corrosin. Usualmente menor que la de los aceros austenticos y ferrticos. Baja soldabilidad, variando con el contenido de carbono. A mayor contenido de carbono, mayor ser la necesidad de precalentar y realizar tratamientos trmicos posteriores, para producir soldaduras libres de defectos. Excelente resistencia mecnica. Puede ser endurecido por el tratamiento trmico y as alcanzar altos niveles de resistencia y dureza. Son endurecidos por aire cuando se enfran rpidamente desde el rango de temperatura de austenizado (871C-1010C) en donde la fase austentica es predominante. Ligeramente endurecibles por trabajo en fro. Son bastante magnticos al igual que los aceros inoxidables ferrticos, por lo tanto estn sujetos al desvo del arco en la soldadura. Son adecuados para temperatura moderadamente alta debido a la buena resistencia al creep[8] y a la tensin en dicho rango de temperatura. Cuando reciben tratamiento trmico apropiado tienen la resistencia a la corrosin adecuada en muchos ambientes, ofrecen mayor resistencia y buenas propiedades de fatiga junto con excelente resistencia a la oxidacin y al desgaste. Estas aleaciones se seleccionan a menudo por sus buenas propiedades mecnicas y bajo costo.Aplicaciones tpicasEn piezas que estn sometidas a corrosin y que requieren cierta resistencia mecnica. Aspas de turbinas (Tipo 403). Revestimiento de asientos para vlvulas. Carcazas de bombas. Cuerpos de vlvulas y compresores. Cuchillera, Hojas de afeitar e instrumentos quirrgicos (Tipos 420 y 431). Ejes, husos y pernos.

Tabla 8: Propiedades y aplicaciones de los aceros martensiticos.Inoxidables endurecibles por precipitacin (PH)Son aleaciones base hierro, con Cr entre 12% y 18% y Ni entre 4% y 9%, adems de elementos aleantes que producen el endurecimiento por precipitacin tales como Molibdeno (Mo), Titanio (Ti), Nitrogeno (N), Cobre (Cr), Aluminio (Al), Tntalo (Ta), Niobio (Nb), Boro (B) y Vanadio (V).Han sido formulados de tal forma que puedan ser suministrados en condicin de solucin slida (en la cual ellos son maquinables) y as puedan ser endurecidos despus de la fabricacin a travs de un proceso de envejecimiento a baja temperatura entre 482-593C minimizando los problemas asociados con los tratamientos a temperaturas elevadas. El principio del endurecimiento por precipitacin es que una solucin slida cambia su estructura metalrgica con el envejecimiento.Caractersticas Bsicas Moderada a buena resistencia a la corrosin. Muy alta resistencia. Pueden lograrse hasta aproximadamente 1800 Mpa (excediendo la resistencia de los aceros inoxidables martensticos) con resistencia a corrosin similar a la del Tipo 304. Buena soldabilidad. Magnticos.Aplicaciones tpicas Servicios a alta temperatura como intercambiadores de calor y tubos de sobrecalentamiento de calderas a vapor. Componentes aeroespaciales y marinos. Tanques de combustibles. Partes de bombas. Ejes y pernos. Sierras, cuchillos y juntas tipo fuelle flexible.En la tabla 9 aparece la composicin qumica de los aceros inoxidables templables por precipitacin.

Tabla 9: Composicion nominal de aceros inoxidables forjados, endurecibles por precipitacion. Fuente: Avner.Aceros marenvejeciblesSon una serie de aleaciones con hierro como base capaces de lograr resistencia de sedancia hasta de 300000 psi, en combinacin con excelente tenacidad a la fractura. Estos aceros tienen bajo contenido de carbono con 18 a 20% de nquel, juntos con otros elementos de endurecimiento y su nombre (marenvejecibles), surge de ser martensticos ms envejecimiento. Se consideran que son martensticos en el estado de recocido y alcanzan una ultra alta resistencia al ser envejecidos en las condiciones de recocido o martenstica. La martensita formada es suave y tenaz, en ves de la martensita dura y frgil de los aceros convencionales aleados al bajo carbono. Esta martensita dctil tiene una baja rapidez de endurecimiento por trabajo y puede trabajarse en fro a un alto grado.El mximo inters se ha centrado en los que contienen 18% de nquel, diseados principalmente para una ultra alta resistencia a la temperatura ambiente. Una razn importante para tal inters es su tenacidad a la fractura, comparada con la de los aceros al medio carbono templados y revenidos de ultra alta resistencia. Estos aceros son totalmente soldables y tienen buena maquinabilidad en la condicin de recocido.

Tabla 10: Propiedades mecanicas de los aceros marenvejecibles. Fuente: Avner.Aceros ausformadosSe ha diseado como resultado de la ausformacin o formacin austentica. La tcnica consiste en deformar austenita inestable de aceros moderadamente aleados que se hayan a una temperatura por debajo de la lnea A1 en la baha que existe entre las reacciones de perlita y bainita, seguida inmediatamente por templado en aceite con el fin de evitar la formacin de productos de transformacin no martensticos. La microestructura resultante consta de finas placas martensticas, cuyo tamao y dispersin se determinan por el tamao anterior del grano austentico y la cantidad de deformacin plstica.Aceros Inoxidables DplexSon aleaciones base hierro con Cr, Mo y una cantidad de estabilizadores de la Austenita como Ni y N para lograr el balance deseado entre las fases ferrticas y austenticas de donde deriva su denominacin dplex. El nitrgeno aumenta el lmite de fluencia y reduce la velocidad de la formacin de compuestos intermetlicos frgiles. El molibdeno mejora la resistencia a la corrosin por picadura y rendija.Fueron desarrollados considerando que los aceros inoxidables austenticos son vulnerables al agrietamiento por corrosin de tensiones [4] (SCC) en ambientes de cloruro, aunque presentan una excelente soldabilidad. Los aceros inoxidables ferrticos tienden a ser frgiles y son difciles de soldar pero resisten el SCC. Los aceros inoxidables dplex combinan algunas de las mejores caractersticas de los aceros inoxidables austenticos y ferrticos. La Austenita proporciona ductilidad y la Ferrita resistencia al SCC. Debido al balance existente entre estas dos fases, presentan ventajas en severas condiciones de temperatura y contenido de cloruros, donde los Inoxidables austenticos sufren SCC, picaduras y rendijas.El contenido tpico de Ferrita de estos aceros va entre un 40 y 60%. Contienen Cr relativamente alto (entre 18 y 28%) para mantener la resistencia a la corrosin de los aceros Austenticos y cantidades moderadas de Ni (entre 4.5 y 8%) para aumentar el contenido de Ferrita y as aumentar la resistencia a SCC en medios con cloruros a alta temperatura.Ejemplos de aleaciones dplex son los grados 312, 315, 318, 325 y 329. La aleacin 2205 (UNS S31803) es una de las aleaciones dplex ms ampliamente usada. Comparando la composicin de esta aleacin con una de acero inoxidable completamente austentico, tal como el tipo 316 la aleacin 2205 es ms alta en cromo, ms baja en nquel y contiene nitrgeno.Caractersticas bsicas Comparados con los grados austenticos, los aceros inoxidables dplex presentan mayor resistencia mecnica y una resistencia considerablemente mayor al SCC en soluciones de cloruro a expensas de una tenacidad, ductilidad y soldabilidad levemente menor. Ms alta resistencia a la traccin y punto de fluencia que los aceros austenticos y ferrticos. Buena soldabilidad y maleabilidad. Resistencia intermedia a la corrosin por fatiga inducida por cloruros, entre los aceros austenticos y ferrticos. Resistencia a la corrosin general y por picado, igual o mejor que la del tipo 316L, en muchos ambientes corrosivos. Resistencia a la corrosin intergranular, debido al bajo contenido de carbono. Buena resistencia a la erosin y abrasin. Coeficiente de expansin trmica cercano al del acero al carbono, lo cual puede resultar en menores tensiones en las soldaduras que involucren inoxidables dplex con acero al carbono. Normalmente se utilizan en un rango de temperaturas entre -45 C y 260 C.

Aplicaciones tpicas Tuberas de intercambiadores trmicos, tuberas de petrleo, plataformas de ultramar, pozos de gas, tuberas en lnea, cuerpos de vlvulas para manejar agua de mar y bombas de fundicin. Industria de procesamiento qumico. Usos marinos, particularmente a temperaturas levemente elevadas. Plantas de desalacin. Plantas petroqumicas. Industria de la Celulosa.El acero AISI 304 conocido como acero 18-8 (por sus contenidos nominales de cromo y de niquel) es el de uso mas general dentro de los aceros inoxidables. Cuando se requiere mayor resistencia a la corrosion, suelen usarse otros tipos similares, siendo el mejor en ese sentido el AISI 316 que contiene de 2 a 3% de molibdeno, y muy bajo contenido de carbono.Cuando es importante la corrosion a elevada temperatura, se emplea el acero AISI 310 y otros con mayores contenidos de cromo y niquel.El acero AISI 410 (con temple martensitico) se emplea en aplicaciones que requieren elevada dureza (fabricacion de cuchillos).Por ultimo, el acero AISI 430 es un sustituto mas economico, pero menos resistente a la corrosion, que el acero AISI 304. Por otra parte, la apariencia del acero AISI 430 es mas similar al de las piezas cromadas que la del AISI 304. Por ese motivo, y por su menor costo, suele ser preferido en aplicaciones ornamentales, sobre todo en proximidad con piezas de acero cromado.Clasificacion de los aceros segn el metodo de fabricacion o manufacturaLos diferentes procesos de eleaboracion del acero, son: Acero bsico de hogar abierto (A) Acero cido de Bessemer al carbono (B) Acero bsico de convertidos de oxgeno (C) Acero cido al carbono de hogar abierto (D) Acero de horno elctrico (E)

PROCESOS DE FABRICACION

L.D. (con oxgeno)BassemerSiemensElectricos

P < 0,04%P < 0,07%P < 0,04%P < 0,035%

S < 0,04%S < 0,06%S < 0,06%S < 0,035%

Al carbonoAl carbonoAl carbono y aleadosAl carbono y aleados

Construccin y herramientasConstruccin y herramientasConstruccin y herramientasEspeciales

Tabla 11: Composicion y principales usos de los aceros segn el metodo de fabricacion. Fuente: Elaboracion propia.Clasificacion de los aceros segn la composicion quimica (Aleados)Se da el nombre de aceros aleados a los aceros que adems de contener carbono, manganeso (0.90%), silicio (0.30%), y an menores cantidades de fsforo (0.1%) y azufre (0.1%), contienen tambin cantidades relativamente importantes de otros elementos como pueden ser el cromo, nquel, molibdeno, entre otros, que sirven para mejorar alguna de sus caractersticas fundamentales. Tambin puede considerarse aceros aleados a los que contienen alguno de los cuatro elementos diferentes del carbono que antes hemos citado, en mayor cantidad que los porcentajes que normalmente suelen contener los aceros al carbono, y cuyos lmites superiores oscilan entre los siguientes: Si = 0.50%; Mn mayor al 0.90%; P = 0.100% y S = 0.100%.Los elementos de aleacin utilizados con mayor frecuencia para la fabricacin de aceros aleados son: nquel, manganeso, cromo, vanadio, wolframio (tungsteno), molibdeno, cobalto, silicio, cobre, titanio, circonio, plomo, selenio, aluminio, boro y niobio (columbio), cromo-nquel, cromo-vanadio.Los elementos de aleacion se aaden a los aceros para muchos propositos, entre los cuales los mas importantes son:1- Aumentar la templabilidad.2- Mejorar la resistencia a temperaturas comunes.3- Mejorar las propiedades mecanicas tanto a altas como a bajas temperaturas.4- Mejorar la tenacidad a cualquier dureca o resistencia minima.5- Aumentar la resistencia al desgaste.6- Aumentar la resistencia a la corrosion.7- Mejorar las propiedades magneticas.

Grafico 6: Categorizacion de las aleaciones ferrosas. Fuente: ASM Metals Handbook Vol.1Clasificacin de los aleantes y sus propiedadesPodemos dividir los elementos de aleacin de los aceros en varias categoras atendiendo a las fases en las que aparecen: Elementos que aparecen disueltos en la ferrita. Elementos que aparecen disueltos y tambin forman carburos estables. Elementos que aparecen formando carburos. Elementos que aparecen en forma de inclusiones no metlicas. Elementos presentes en estado libre.Dentro de la primera categora se sitan elementos tales como el niquel, cobre, fsforo,silicio, aluminio y cobalto, que normalmente aparecen disueltos en la ferrita (formandosoluciones slidas de sustitucin), dado que su solubilidad en la cementita o su tendencia a formar carburos es muy baja. Recurdese que solamente los elementos con radio atmico ms pequeo, como el carbono y el nitrgeno, forman soluciones slidas de insercin. El efecto principal que origina la entrada en solucin slida de otros elementos en la ferrita es la distorsin de su red cristalina (diferente tamao atmico), que a su vez produce el endurecimiento de la ferrita. El endurecimiento es notablemente mayor en las soluciones slidas de insercin que en las de sustitucin. Este carcter endurecedor, de mayor a menor, resulta ser: C, N, P, Sn, Si, Cu, Mn, Mo. El niquel, cromo y aluminio apenas afectan a la dureza de la ferrita.Muchos de los elementos de aleacin empleados en la fabricacin de aceros corresponden a la segunda categora, siendo entonces formadores de carburos (generalmente ms estables que la cementita), aunque si estn presentes en bajas concentraciones, entran en solucin tanto en la cementita como en la ferrita. Ejemplos tpicos son el manganeso, cromo, molibdeno, vanadio, niobio, wolframio, etc. El manganeso no forma carburos sino que suele aparecer disuelto en la cementita. Un mismo elemento qumico puede fonnar varios carburos distintos en funcin de las proporciones relativas de carbono y del citado elemento presentes en el acero.

Tabla 12: Grupo a los que pertenecen los aleantes mas comunes. Fuente: Avner.

Solamente hay unos pocos elementos que entran casi exclusivamente en combinacin con los carburos. El ms importante es el nitrgeno, que fonna carbonitruros con elementos como el titanio, niobio, vanadio.Hay ciertos elementos como el silicio, manganeso, aluminio, calcio, magnesio que, estando presentes en cantidades muy pequeas, fonnan inclusiones no metlicas, del tipo de los xidos y sulfuros. Son elementos residuales que quedan formando estas fases tras los correspondientes tratamientos de desoxiadacin y desulfuracin utilizados en el curso de la elaboracin de los aceros. De cualquier manera, la proporcin de estas fases es siempre muy pequea, ya que son funcin del contenido final de oxgeno y de azufre del acero. Desde este punto de vista el manganeso tiene un efecto beneficioso ya que en virtud de su mayor afinidad por el azufre impide la formacin de FeS (se forma en su lugar MnS). La fase FeS forma con el hierro un constituyente eutctico de bajo punto de fusin que dificultara mucho la laminacin en caliente y la forja de los aceros.Por ltimo, elementos tales como el plomo aparecen en estado libre formando parte de los aceros, es decir sin combinar ni solubilizar.

Influencia de los elementos de aleacion sobre el diagrama hierro-carbonoLos elementos de aleacin se dividen en dos grandes grupos: Elementos gammgenos, que expanden la regin de estabilidad de la austenita. Elementos alfgenos, cuyo efecto es el contrario, es decir, contraen la regin austentica y, en consecuencia, incrementan la zona de estabilidad de la ferrita.Estos son capaces de cambiar el intervalo critico, la posicion del punto eutectoide y la localizacion de los campos alfa y gamma indicados por el diagrama binario hierro-carburo de hierro.

Los distintos elementos de aleacin dan lugar a que la temperatura eutectoide del diagrama Fe-C aumente o disminuya, grafico 7. Tanto el manganeso como el nquel determinan una disminucin de la temperatura eutectoide, y por tanto actan como elementos gammgenos o estabilizadores de la austenita, aumentando por lo tanto la zona de existencia de austenita en el diagrama Fe-C.

Grafico 7: Efecto de los elementos de aleacin en la temperatura de transformacin eutectoide.Por el contrario, la mayora de los elementos formadores de carburos como el Cr, W, Mo, Ti, etc. elevan los valores de la temperatura eutectoide y disminuyen por tanto la zona de fase austentica, o lo que es lo mismo amplan la zona de existencia de la ferrita. A estos elementos se les denomina alfgenos o elementos estabilizadores de la ferrita.Todos los elementos de aleacin, en mayor medida los formadores de carburos, disminuyen el porcentaje de carbono en la composicin eutectoide, pudiendo obtener aceros hipereutectoides con un bajo contenido en carbono, como se muestra en la figura adjuntada. De la misma manera, los elementos de aleacin modifican las lneas de transformacin[9] A1, A3, Acm, en consecuencia, las temperaturas de austenizacin disminuyen por lo que temperaturas satisfactorias para un acero al carbono pueden resultar excesivas para un acero aleado con el mismo contenido en carbono. De la misma forma, los elementos de aleacin reducen las temperaturas Ms y Mf de inicio y fin de transformacin martenstica, por lo que estos aceros pueden precisar enfriamientos hasta temperaturas ms bajas para completar la transformacin.

Grafico 8: Efecto de los elementos de aleacin en el contenido de carbono en el eutectoideElementos GAMMAGENOS:Elementos que al igual que el carbono, estabilizan la fase gamma.Con elementos gammgenos en solucin slida, la transformacin Fe() Fe() tiene lugar por encima de 1394 C, siendo ms elevada la temperatura de transformacin A4 cuanto mayor sea el contenido en elementos gammgenos que presenta el hierro en solucin slida.La transformacin Fe() Fe() , se inicia por debajo de 912 C, siendo la temperatura de transformacin A3 tanto ms pequea cuanto mayor sea el contenido en elementos gammgenos de la austenita. Cambios sobre las temperaturas: A4 sube moderadamente. A3, A1 bajan. Acm sigue su tendencia. Marca el mismo limite de solubilidad de C en (precipitacion de cementita)

Cambios sobre las composiciones: Cmax 2.11% (el limite maximo de saturacion en carbono de la austenita, permanece inalterado cualquiera sea el contenido de Mn, Ni o Co, probablemente por la escasa distorsion de la celda austenita al sustituir atomos de Fe por atomos de Mn, Ni o Co). Ce baja. El punto eutectoide baja y se desplaza hacia la izquierda. El bucle + baja en paralelo.El Mn, elemento fuertemente gammageno, hace desaparecer la transformacion A3 ( ) para contenidos superiores al 30%. A demas, para esos porcentajes, la solidificacion del ferromanganeso tiene lugar directamente en fase gamma sin aparicion de fase alfa.Como puede apreciarse en la figura el punto A3, para un mismo contenido de carbono, se presenta a temperaturas mas bajas (concuentemente con el carcter gammageno) cuanto mayor es el contenido de Mn solubilizado en la austenita.Por su parte, el punto eutectoide baja y se desplaza hacia la izquierda, tanto cuanto mayor es el contenido de Mn. Si este supera el 30%, puede ocurrir que la temperatura eutectoide se presente por debajo de la temperatura ambiente, obteniendose aceros austeniticos a dicha temperatura.Para porcentajes en gammagenos que no impidan la transformacion eutectoide a temperaturas superiores a la ambiental, la estructura micrografica de un acero hipoeutectoide normalizado (es decir, enfriado al aire desde el estado austenitico) seguira siendo ferrita y perlita. La disminucion de A3 origina un afino de grano de la ferrita proeutectoide y, por otro lado, para igual contenido de carbono, la proporcion de perlita varia en el mismo sentido que el manganeso: aumenta cuando el % de Mn es mayor.

Gafico 9: Efecto del % de Manganeso. Fuente: Evaluacin de la resistencia al desgaste adhesivo del acero austentico al manganeso sometido a ciclos trmicos. Higuera Cobos, Moreno Tellez.El manganeso puede estabilizar la fase a temperatura ambiente dando aceros Hadfield (acero austenitico).Son aleaciones en las que la transformacion martensitica de endurecimiento ha sido suprimida por una combinacion de alto contenido de manganeso y carbono, y la presipitacion de carburos por una alta velocidad de enfriamiento desde las temperaturas de austenizacion. Endurecen por transformacion alotropica. Estos aceros estan caracterizados por: Alta resistencia a la traccion y compresion. Alta ductilidad. Muy tenaces (estructura FCC). Exelente resistencia al desgaste. No magneticos. Capacidad de endurecimiento por trabajo en frio. Son dificiles de maquinar. Resistencia a la fluencia 345 a 415Mpa.

Usos: Industria pesada en general. Orugas de tanques. Cruces de vias. Mordazas de trituradoras. Excavadoras.Al adicionar Mn el punto eutectoide se desplaza hacia la izquierda, por lo que aumenta el % de perlita, quedando diluida (menos rica en carbono para contenidos crecientes de Mn). Esto hace que aumenta la carga de rotura del acero.La carga de rotura de un acero hipoeutectoide con estructura ferrito-perlitica puede estimarse:

Carga de rotura de la perlita = 800MPaCarga de rotura de la ferrita = 300MPaAl aumentar el contenido de Mn aumenta, al menos, el % de perlita; la carga de rotura del acero cera mas elevada que la del acero sin manganeso.La presencia de Mn da lugar a la disminucion de A3, que origina un afino de grano de ferrita proeutectoide. Produce algo similar al aumento de la velocidad de enfriamiento. Con el afino de grano (d) mejora el limite elastico. Ademas hay distorsion de las celdas, lo que hace que tambien aumente el limite elastico por solucion solida.Cuando se adiciona Mn a un acero el contenido de ferrita en la perlita es mayor que en el caso en que el % Mn es nulo.Estos materiales son mas propensos al sobrecalentamiento, esto indica la tendencia del material a que tenga un tamao de grano muy grande, lo cual es malo, ya que merma sus propiedades.La propension al sobrecalentamiento se mide mediante el valor Ts T (Ts = Temperatura solidus). Cuanto mayor sea esta diferencia menor es la propension al sobrecalentamiento y cuanto mas cerca estemos de Ts mayor es la propension al sobrecalentamiento. Alaumentar el % de Mn, la propension al crecimiento de grano aumentara. Al bajar A3 aumenta esta tendencia.La modificacion de A3 tiene concecuencias industriales. Para igual contenido de carbono, los contenidos crecientes en Mn disminuyen la temperatura A3 y permiten conformar el acero (por ejemplo: laminacion, forja) en estado austenitico hasta temperaturas mas bajas que las correspondientes al acero simplemente binario sin Mn; tambien el temple de aceros con Mn puede hacerce desde temperaturas mas bajas. Consideraciones sobre los elementos gammagenos: En el rango de contenidos de carbono del 0.7% al desplazarse el punto eutectoide hacia la izquierda (baja su contenido de C), se puede convertir en hipereutectoide un acero hipoeutectoide al aadir elementos gammagenos. Riesgos de sobrecalentamiento, si se realiza un TT de austenizacion completa. Si no se tiene en consideracion la existencia de Mn y se realiza el TT indicado en el grafico se obtendra un tamao de grano grande, con lo que, durante el enfriamiento se obtendria una estructura tipo Widmanttten[10].

Grafico 10: Tratamiento termico que da como resultado un grano grande.Elementos ALFAGENOS:Elementos con Si, P, Al, Be, Sn, Sb, As, Ti, Nb, V, Ta, Mo, W, Cr, entre otros, son elementos estabilizadores del hierro en su forma BCC, Fe() y Fe().Tomando como ejemplo el Si, al aumentar el % de este, el campo de cristalizacion de se hace cada vez mas pequeo, llegando casi hasta desaparecer. Para un mismo contenido de C, A3 se presenta a una temperatura mas alta conforme aumenta el contenido de Si. El punto aparece a una temperatura mas alta. En cuanto al contenido de carbono que satura a la austenita eutectica, su % decrece con el aumento de Si. Ello se debe a la distorsion producida por el Si en la red de la austenita al entrar en la solucion solida. El Si, como otros elementos alfagenos, no cristaliza en el sistema FCC y, por lo tanto, solo puede formar soluciones solidas parciales. A su vez la temperatura de maxima solubilidad de la austenita () crece.Cambio sobre las temperaturas: A4 y A5 bajan. La zona + seran mas estables a mayor temperatura. A3 y A1 suben. Aumenta A3: esto hace que aumente la temperatura de formajo por lo que el proceso es mas costoso. A demas aparecen riesgos de recocidos de austenizacion incompleta si no se tienen en cuenta que aumenta A3 (TT defectuosos). Aumenta Acm: Aumenta la precipitacion de carburos.Cambio sobre las composiciones: El limite maximo de saturacion de carbono en la austenita disminuye. La composicion del eutectoide se desplaza hacia la izquierda.

Los elementos aleantes, tanto sean alfagenos o gammagenos, dan lugar al endurecimiento de la ferrita cuando forman con ella soluciones solidas. Este es notablemente mayor en las soluciones solidas de insercion (C y N) que en las de sustitucion.El carcter endurecesdor, de mas a menos, resulta ser: C (el de mayor carcter endurecedor), N, P, Sn, Si, Cu, Mn, Mo. El Ni y el Al apenas endurecen la ferrita. El Cr, posiblemente debido a la remosion de solutos intersticiales, aparentemente ablanda la ferrita.El aumento de la dureza va acompaado, en genera, de perdida de tenacidad. El N y el P elevan notablemente la temperatura de transicion ductil-fragil y, en concecuencia, aumentan la fragilidad de la ferrita de modo importante.Clasificacin de los aceros aleados de acuerdo con su utilizacin:

Composicin y propiedades de aceros de baja aleacinEn la siguiente tabla se recogen las principales propiedades mecnicas y algunas aplicaciones tpicas de los principales aceros de baja aleacin. Para ciertos niveles de resistencia, los aceros de baja aleacin o semialeados muestran mejores combinaciones de resistencia, tenacidad y ductilidad que los aceros al carbono ordinarios. Sin embargo, el mayor coste de los mismos hace que su aplicacin se reserve para cuando se considere necesario. Estos aceros se aplican frecuentemente en la fabricacin de automviles, ejes, rboles de transmisin, engranajes, muelles.

Efecto de los elementos de aleacin sobre la templabilidad de los acerosLa accin que ejercen los elementos de aleacin sobre la templabilidad, es quizs una de las influencias ms importantes y que ms merece ser destacada. El temple de los aceros al carbono resulta difcil muchas veces al tener que someter al material a enfriamientos muy rpidos, en agua, lo que conlleva problemas de elevadas deformaciones en las piezas que impiden su utilizacin posterior, as como la poca penetracin del temple an en el caso de conseguir la transformacin martenstica en la superficie de la pieza. Los aceros aleados no presentan estos problemas pues los elementos de aleacin desplazan hacia la derecha las curvas de las S, o lo que es lo mismo, permiten la transformacin martenstica a menores velocidades de enfriamiento, enfriamientos en aceite e incluso en aire. Por lo tanto, donde muestran una gran importancia es en el aumento de la templabilidad del acero. Recordamos que la templabilidad de un acero se define como la propiedad que determina la profundidad y la distribucin de la dureza inducida por enfriamiento desde la condicin austentica. La templabilidad de un acero depende principalmente de la composicin del mismo y aumenta mayormente con la adicin de elementos de aleacin. Industrialmente, la templabilidad se determina por el ensayo Jominy, en el que una muestra cilndrica de 25 mm de dimetro y una longitud de 100 mm, tras austenizacin, es enfriada por uno de sus extremos mediante un chorro de agua, lo que permite someter a la muestra a las diferentes velocidades de enfriamiento resultantes, desde un enfriamiento brusco en agua del extremo enfriado, a un enfriamiento al aire del extremo opuesto. La obtencin de la dureza en una generatriz de la probeta, nos indicar la aptitud que el material muestra a la transformacin martenstica, al obtener la distancia al extremo templado en la que conseguimos al menos un 50% de estructura martenstica.La curva de templabilidad resultante del ensayo Jominy se ir aplanando, es decir se consigue penetrar u obtener la transformacin martenstica a mayor distancia de la probeta. No debe confundirse esta facilidad de transformacin martenstica con la obtencin de una mayor dureza del acero templado, condicin esta que depende casi exclusivamente del contenido en carbono del acero y nunca de los elementos de aleacin que si influyen por contra en la dureza del revenido, al disminuir el efecto de ablandamiento de la estructura que tiene lugar durante este proceso. Algunos elementos de aleacin formadores de carburos, como el Mo, V y Nb, producen un efecto de endurecimiento secundario tras el revenido a elevadas temperaturas, producido por la precipitacin de finos carburos que distorsionan grandemente la matriz.

Grafico 11: Correlacin entre el diagrama de enfriamiento continuo austenita TI con los datos del ensayo de capacidad de endurecimiento por templado de la punta para un acero del tipo 8630.Efecto de los elementos de aleacin en el proceso de revenidoEn el revenido de aceros al carbono, se mostro que los aceros endurecidos se suavizaban mediante recalentamiento. Conforme se incrementaba la temperatura de revenido, la dureza decrece continuamente. El efecto general de los elementos de aleacin es retardar la rapidez de suavizamiento, de manera que los aceros aleados requerirn una temperatura mayor de revenido para obtener una dureza dada. Los elementos que permanecen disueltos en ferrita, como el nquel y el silicio y en alguna extensin el manganeso tienen muy poco efecto sobre la dureza del acero revenido.Sin embargo, los elementos que forman carburos, como el cromo, el tungsteno, el molibdeno y el vanadio, tienen un efecto notable sobre el retardo del suavizamiento. No solo aumentan la temperatura de revenido sino cuando estn presentes en altos porcentajes, las curvas de suavizamiento para estos aceros mostraran un intervalo en el cual la dureza puede aumentar realmente al incrementarse la temperatura de revenido. Este comportamiento, caracterstico de los aceros aleados que contienen elementos de formacin de carburo, se conoce como dureza secundaria y se cree que se debe a la precipitacin retardada de los finos carburos aleados.

Grafico 12: Curva con aumento de la temperatura de revenido para un acero templado al 0.35% de carbono influido por el contenido de cromo.

GLOSARIO[1] Aceros calmados: o reposado es aquel que ha sido desoxidado por completo previamente a la colada, por medio de la adicin de metales. Mediante este procedimiento se consiguen piezas perfectas pues no produce gases durante la solidificacin, evitando las sopladuras. El acero calmado se emplea generalmente para piezas solicitadas dinmicamente, p. ejemplo, en la construccin de maquinaria o para piezas que deben ser sometidas a fuertes conformaciones o para mecanizado con arranque de viruta.[2] Brazing: Soldadura fuerte.[3] Tratamiento termico de globulizacion: consiste en calentar a la aleacion a temperatura justo por debajo del eutectoide (linea A1) en la region + Fe3C del diagrama de fases. Durante este tratamiento el carburo de hierro coaslece para formar particulas de esferoidita.Se utiliza en los aceros medios y altos en carbono que tienen una microestructura perlitica gruesa que puede llegar a ser demasiado dura para la deformacion plastica y para el mecanizado.

Fotomicrografia de un acero con microestructura de esferoidita. Las particulas pequeas son de cementita, la fase continua es ferrita x 1000.

[4] Agrietamiento por corrosion bajo tensiones SCC: en la superficie del metal se producen fisuras muy pequeas de forma ramificada. La cantidad de ramificaciones tiene directa relacion con la concentracion del medio corrosivo y el nivel de tensiones del metal.Cuando en los aceros quedan tensiones residuales o se crean estas por efecto de esfuerzos exteriores, tales como esfuerzos de traccion, deformaciones en frio, soldaduras, y estos se someten a un ambiente corrosivo, especialmente clorados, pueden producirse pequeas fisuras, dando origen a la corrosion por tensiones.

[5] Soplo magnetico: se forma debido a fuerzas electromagnticas, stas actan sobre el arco del electrodo, sobretodo cuando este se encuentra en bordes, extremos partes de piezas con forma aguda, produciendo un ir y venir en el arco, cambiando de direccin y dando violentos movimientos. Cuando aparece es algo imposible de controlar.La distorsin del campo magntico, se debe a que el arco no va por el camino ms corto del electrodo a la pieza, sino que se desva por los campos electromagnticos que aparecen en la misma, producida por la intensidad de corriente necesaria para soldar.

[6] Pitting: (corrosion) es la disolucion localizada y acelerada de un metal, esto como resultado de la pelicula de oxido.El pitting se debe principalmente a la fatiga del material; la accin de rodamiento continuo y de rozamiento de los dientes de un par de engranajes deforma y solicita elsticamente el material produciendo microfisuras en la superficie de los dientes o debajo de la misma; dichas grietas se ensanchan progresivamente hasta que unos pequeos trozos de material se desprenden y dejan sobre la superficie una pequea cavidad.Posteriormente, puede producirse un ensanchamiento progresivo de los agujeros, o pueden juntarse agujeros contiguos, con desprendimiento de una astilla grande (spalling), que hace inservibles los engranajes.Las formas de pitting ms caractersticas se encuentran en los engranajes templados superficialmente, a causa de la discontinuidad estructural que produce el temple entre la capa superficial y la que queda inmediatamente debajo.Para evitar el pitting es necesario mejorar el tratamiento trmico y el acabado superficial de los materiales, disear los mecanismos cinemticos de manera que se eviten las vibraciones y las cargas imprevistas, o incluso utilizar materiales ms resistentes.[7] Corrosion por rendija (Crevise): es un fenmeno corrosivo que ocurre en espacios en los cuales el acceso del fluido con el que se est trabajado en el medio ve limitada su difusin. Estos espacios son llamados comnmente como rendijas, tambin se les conoce con el nombre que se les da en ingls, es decir, crevices. Ejemplos de rendijas son los espacios y reas de contactos entre piezas, en juntas o sellos, dentro de cavidades, grietas y costuras.[8] Resistencia al Creep: las ms altas tensiones que un material puede soportar durante un perodo especificado de tiempo sin deformacin excesiva. Tambin se lo denomina "lmite de creep".Con cargas aplicadas por corto tiempo, como en un ensayo de traccin esttico, hay una deformacin inicial que aumenta simultneamente con la carga. Si, bajo cualquier circunstancia, la deformacin contina mientras la carga se mantiene constante, a esta deformacin adicional se la conoce como CREEP.

[9] Lineas de transformacion:

[10] Estructura tipo Widmanttten:

Segn ASTMLa norma ASTM (American Society for Testing and Materials) no especifica la composicin directamente, sino que ms bien determina la aplicacin o su mbito de empleo. Por tanto, no existe una relacin directa y biunvoca con las normas de composicin.El esquema general que esta norma emplea para la numeracin de los aceros es:YXXDonde:Y es la primera letra de la norma que indica el grupo de aplicacin segn la siguiente lista:A: si se trata de especificaciones para aceros;B: especificaciones para no ferrosos;C: especificaciones para hormign, estructuras civiles;D: especificaciones para qumicos, as como para aceites, pinturas, etc.E: si se trata de mtodos de ensayos;XX es un codigo numerico que indica su tension de rotura en ksi

Ejemplos:A36: especificacin para aceros estructurales al carbono; A285: especificacin para aceros al carbono de baja e intermedia resistencia para uso en planchas de recipientes a presin; A325: especificacin para pernos estructurales de acero con tratamiento trmico y una resistencia a la traccin mnima de 120/105 ksi; A514: especificacin para planchas aleadas de acero templadas y revenidas con alta resistencia a la traccin, adecuadas para soldar; A continuacin se adjunta una tabla con las caractersticas de los aceros que son ms comunes, segn esta norma:

BIBLIOGRAFIA Analisis metalografico y termoquimico de aceros y fundiciones. TESIS. Ing. Ramiro Robledo Monsivais http://www.slideshare.net/averbakh/clasificacion-de-los-aceros http://www.slideshare.net/raecabrera/capitulo-1-aleaciones-hierro-carbono-mat-ii http://campus.fi.uba.ar/file.php/295/Material_Complementario/Aceros.pdf http://www.armasblancas.com.ar/foros/materiales-materials/18312-pregunta-de-acero-iram-sae-5160-iram-sae-9260-a.html http://es.slideshare.net/albertojeca/tratamientos-termicos-del-acero Introduccion a la Metalugia Fisica Sydney Avner Ciencia e Ingenieria de Materiales Pero Sanz Elorz

Pgina 29

tp clasificacion de aceros

Documents