Tipos de acero más comunes | Grados de acero (PDF)

El acero es una aleación que contiene hierro y carbono como elementos primarios. Se le agregan varios otros elementos de aleación para lograr algunas propiedades deseadas en acero. Es un producto básico y encuentra amplios usos en todo el mundo en edificios, herramientas, automóviles, armas, infraestructura, barcos, trenes, máquinas, aparatos eléctricos, etc. El acero se puede clasificar según varios factores o características. En los siguientes párrafos, exploraremos diferentes tipos de acero en detalle.

Grados de acero

Hay varias formas en que se puede clasificar el acero. Sin embargo, la clasificación más popular se basa en su composición química proporcionada por el American Iron & Steel Institute (AISI).

Tipos de acero en función de la composición química

Dependiendo de la composición química, según el AISI, se agrupan claramente los siguientes cuatro tipos básicos de acero. Están:

  1. Acero carbono
  2. Aleación de acero
  3. Acero inoxidable
  4. Herramienta de acero

Acero carbono:

Este tipo de acero representa alrededor del 90% de la producción total de acero. La mayor parte del acero que encontramos por todas partes está hecho de este grado de acero debido a su naturaleza fuerte y duradera. El acero al carbono contiene menos del 2 % de carbono sin adiciones de aleación intencionadas. Según la cantidad de carbono presente, el acero al carbono se clasifica en tres clases principales. Están

  • Acero bajo en carbono o acero suave: este grado de acero es el tipo menos costoso y bastante común en uso. El acero con bajo contenido de carbono o acero dulce contiene hasta un 0,3 % de carbono. Posee muy buena formabilidad y encuentra una amplia aplicación estructural.
  • Acero al carbono medio: este tipo de acero al carbono contiene de 0,31 % a 0,6 % de carbono y de 0,31 % a 1,60 % de magnesio. Los aceros de carbono medio son más fuertes que el acero dulce, pero con un aumento en el contenido de carbono, la formabilidad se reduce. Se pueden encontrar en aplicaciones como engranajes, vías férreas, cigüeñales, piezas de maquinaria, estructuras de presión, etc. Las propiedades del acero al carbono medio se encuentran entre el acero dulce y el acero con alto contenido de carbono.
  • Acero con alto contenido de carbono: los grados de acero con alto contenido de carbono contienen más del 0,6 % de carbono y del 0,31 % al 0,9 % de magnesio. Este tipo de acero tiene la máxima resistencia y dureza con la menor ductilidad y conformabilidad. Los aceros con alto contenido de carbono encuentran su aplicación en barras, placas, acero para muelles, cuchillas, machos de roscar, troqueles de trefilado, cortadores, etc.

Aleación de acero:

Los aceros aleados contienen uno o más elementos de aleación (níquel, manganeso, titanio, cobre, silicio, cromo, molibdeno, cobalto, tungsteno, vanadio y aluminio) en proporciones variables. La adición intencional de estos elementos de aleación se realiza para manipular las propiedades del acero según se requiera para diferentes aplicaciones. Las propiedades específicas como la templabilidad, la resistencia a la corrosión, la resistencia, la conformabilidad, la soldabilidad o la ductilidad se pueden mejorar en los aceros aleados según las aplicaciones. Los aceros aleados están ampliamente disponibles, son más costosos que los aceros al carbono comunes y encuentran sus aplicaciones en tuberías, transformadores, generadores de energía, autopartes y motores eléctricos. Dependiendo de la combinación de adiciones de aleación, hay disponibles diferentes grados de aceros aleados. Los tipos de acero aleado más utilizados se proporcionan a continuación:

  • Acero de tungsteno para alta resistencia al calor.
  • Acero al níquel para mayor dureza.
  • Acero al manganeso para una excelente resistencia al desgaste y endurecimiento por trabajo
  • Acero al vanadio para alta resistencia a golpes y vibraciones.
  • Acero cromado para resistencia a la corrosión y al desgaste.
  • Acero al cromo-vanadio para alta resistencia a la tracción junto con ductilidad.
  • Acero al silicio para producir imanes permanentes.
  • Acero al molibdeno para una buena resistencia a la corrosión, soldabilidad y tenacidad.
  • Acero de cobalto para una tremenda resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste, resistencia a altas temperaturas y propiedades magnéticas.
  • Aluminio Acero para bajo peso junto con alta resistencia.

Acero inoxidable:

Los aceros inoxidables están hechos de 10 a 20% de cromo como principal elemento de aleación. Este grado de acero es muy popular debido a su apariencia y alta resistencia a la corrosión. Los aceros inoxidables con más del 11% de cromo son aproximadamente 200 veces más resistentes a la corrosión en comparación con el acero al carbono. Son caros y se utilizan mucho en forma de placas, láminas, barras, tubos y alambres. Dependiendo de la estructura cristalina y la composición de los aceros inoxidables, este tipo de acero se subdivide en cinco categorías, como se indica a continuación:

Acero inoxidable austenitico:

Los aceros inoxidables austeníticos no son magnéticos ni se pueden tratar térmicamente y, por lo general, contienen un 18 % de cromo, un 8 % de níquel y menos de un 0,8 % de carbono. Forman la porción más grande del mercado mundial de acero inoxidable y se usan ampliamente en equipos de procesamiento de alimentos, utensilios de cocina y tuberías.

Acero inoxidable ferrítico:

Los aceros ferríticos contienen trazas de níquel, 12-17 % de cromo, menos de 0,1 % de carbono y molibdeno, aluminio o titanio en pequeñas cantidades. Son duros, fuertes y magnéticos y pueden fortalecerse aún más mediante el trabajo en frío.

Acero inoxidable martensítico:

Los aceros inoxidables martensíticos contienen de 11 a 17 % de cromo, menos de 0,4 % de níquel y hasta 1,2 % de carbono. Estos aceros magnéticos y tratables térmicamente se utilizan en cuchillos y herramientas de corte, así como en equipos dentales y quirúrgicos.

Aceros inoxidables dúplex:

Este tipo de inoxidable contiene una combinación de estructuras ferríticas y austeníticas en su estructura cristalina. Los materiales DSS son soldables, resistentes a la corrosión y poseen una alta resistencia. Ya he publicado más detalles sobre el acero inoxidable dúplex. Haga clic aquí para acceder a ese artículo.

Acero inoxidable endurecido por precipitación:

Este tipo de acero inoxidable está compuesto por un 17 % de cromo y un 4 % de níquel. Además, también se agregan pequeñas cantidades de aluminio, cobre y niobio. Como sugiere el nombre, este grupo de aceros inoxidables es una variedad de aceros inoxidables endurecidos y encuentra aplicación en componentes de motores y contenedores de desechos nucleares.

Herramienta de acero:

Los aceros para herramientas son una variedad de tipos de acero de alta dureza y resistentes a la abrasión que los hacen adecuados para su uso como herramientas de fabricación. Los aceros para herramientas están disponibles en forma de barras redondas, cuadradas o planas y se utilizan para fabricar martillos, matrices, moldes, herramientas de corte, etc. Los elementos de aleación comunes de los aceros para herramientas son el molibdeno, el vanadio, el tungsteno y el cobalto, lo que hace que resistente, duradero y fuerte. Seis grados de aceros para herramientas son ampliamente utilizados en las industrias. Están

  • Aceros para herramientas de temple al aire
  • endurecimiento por agua
  • Alta velocidad
  • trabajo en caliente
  • Tipos resistentes a los golpes
  • aceite de endurecimiento

La siguiente imagen en la Fig. 1 proporciona algunas propiedades en el gráfico de grados de acero.

Gráfico de grados de acero
Fig. 1: Tabla de grados de acero

Sistemas de numeración de acero

Dos sistemas principales de numeración son ampliamente seguidos en las industrias del acero. Están:

  • Sistema de numeración de acero por AISI y
  • Sistema de numeración de acero por SAE (Sociedad de Ingenieros Automotrices)

Los sistemas de numeración de acero AISI y SAE consisten en un sistema de designación de cuatro dígitos. Sin embargo, tenga en cuenta que hay ciertos tipos de aceros aleados designados por cinco dígitos. El primer dígito explica el tipo de acero. Si es “1”, entonces indica acero al carbono. Entonces, todo el acero al carbono en este sistema de numeración comienza con 1. De manera similar, el significado del primer dígito se proporciona a continuación:

  • “2” denota aceros al níquel.
  • “3” denota aceros al cromo-níquel.
  • “4” denota aceros al molibdeno.
  • “5” denota aceros al cromo.
  • “6” denota aceros al cromo-vanadio.
  • “7” denota aceros al cromo-tungsteno.
  • “8” denota aceros al níquel-cromo-molibdeno, y
  • “9” denota aceros al silicio-manganeso y varios otros grados

El segundo dígito generalmente indica la concentración del principal elemento de aleación. Los dos últimos dígitos del sistema de numeración del acero se refieren a la cantidad de carbono presente en ese grado de acero. Por ejemplo, SAE 1010 se refiere al acero dulce que contiene 0,1 % de carbono. De manera similar, SAE 5130 se refiere al acero al cromo con 1% de cromo y 0,3% de carbono.

La imagen de la Fig. 2 explica claramente en detalle la filosofía del sistema de numeración de acero AISI/SAE.

Sistema de numeración de acero AISI/SAE
Fig. 2: Sistema de numeración de acero AISI/SAE

Tipos de aceros basados ​​en el proceso de fundición (desoxidación) del acero

Dependiendo del grado de oxidación, hay tres tipos de acero disponibles. Están:

  • Acero rebordeado: aceros de bajo costo y calidad desigual que no están completamente desoxidados.
  • Acero Muerto: Acero completamente desoxidado de alta calidad y costo.
  • Acero semicalmado: acero parcialmente desoxidado que tiene una calidad y un costo entre el acero rebordeado y el acero calmado.

Tipos de acero por método de fabricación

Según el proceso utilizado para la fabricación de productos de acero, se agrupan de la siguiente manera:

  • Las piezas de acero fabricadas mediante laminación en frío se conocen como acero laminado en frío .
  • Los componentes de acero producidos por laminación en caliente se conocen como acero laminado en caliente .
  • Acero estirado en frío: productos fabricados mediante una operación de estirado en frío.
  • Acero fundido: formas complejas hechas por el proceso de fundición
  • Acero Forjado: productos fabricados por varios métodos de forja.

Tipos de acero según la aplicación

Según la aplicación prevista, el acero se puede clasificar en varios grupos, como se indica a continuación:

  • Aceros estructurales utilizados en aplicaciones estructurales.
  • Aceros para herramientas utilizados para la fabricación de herramientas.
  • Acero marino utilizado en aplicaciones de agua de mar.
  • Calderería de acero para hacer partes de servicios de vapor.
  • puente de acero
  • Acero para muelles
  • Recipiente a presión de acero, etc.

Otros tipos de acero

Se pueden hacer varios otros tipos de clasificación de acero como se indica a continuación:

  • Basado en el método de producción de acero: acero de colada continua, acero de horno eléctrico, etc.
  • Basado en microestructura: acero ferrítico, acero perlítico, acero martensítico, etc.
  • Basado en tratamiento térmico: acero recocido, acero templado, acero templado, etc.
  • Según la nomenclatura de calidad: acero calidad comercial, acero calidad trefilado, acero calidad recipiente a presión, etc.
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