CLASIFICACION DE LOS ACEROS COMPONENTES DE UNA ALEACIÓN
Los componentes de una aleación modifican las propiedades:
Así tenemos que mientras el carbono influye en la dureza, resistencia y alargamientos del acero, para otras propiedades tecnológicas son decisivos diversos elementos de Aleación.
EL CROMO.- Aumenta la resistencia y la dureza, así como la resistencia a la corrosión y al calor.
EL COBALTO.- Hace más duro al acero, utilizado en aceros rápidos.
EL MANGANESO.- Hace más resistente al acero en el desgaste.
EL NÍQUEL.- Actúa afinando los gramos y comunica al acero tenacidad, resistencia mecánica y resistencia a la corrosión.
EL SILICIO.- Proporciona elasticidad, el temple penetra y mejora la resistencia del acero a los ácidos. Si el silicio es superior al 0,2% disminuye considerablemente la fragilidad y soldabilidad.
VANADIO Y MOLIBDENO.- Proporcionan dureza y tenacidad, resistencia al calor y a la corrosión.
TUNGSTENO.- Hace al acero tenaz resistente a la corrosión y al calor así como consistente al corte.
PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCIÓN DEL ACERO
El acero se obtiene por transformación química del hierro bruto a temperaturas superiores a los 1.600°C. En esta transformación se desprenden el carbono en forma de dióxido de carbono y el azufre y el fósforo en forma de óxidos.
Existen diferentes formas de obtener acero y así tenemos:
 PROCEDIMIENTO DE INYECCIÓN DE OXÍGENO
Aproximadamente el 70% de todos los aceros se obtienen por el procedimiento de inyección de oxígeno ya que este procedimiento es más económico que el procedimiento SIEMENS – MARTÍN.
El convertidor se llena de hierro bruto líquido o esponja de hierro chatarra y aditivos, mediante la adición de cal, se ayuda a que se unan los componentes como el azufre, fósforo, silicio y manganeso para formar la escoria.
Para aumentar la calidad se añaden al final los elementos de la aleación. Los aceros obtenidos se llaman aceros al oxígeno.
PROCEDIMIENTO SIEMENS - MARTÍN
La importancia de obtener acero por este procedimiento es que permite obtener directamente acero de calidad partiendo de chatarra.
Este horno se lo llena con 70% de chatarra de acero y el resto con hierro bruto y cal para formar escoria.
Igual que en el caso anterior el silicio, fósforo y manganeso al unirse con la cal forma la escoria.
Si le añadimos elementos de aleación (cromo, níquel y otros) antes de terminar el proceso de fusión, se obtienen aceros de baja aleación.
PROCEDIMIENTO ELÉCTRICO
Los aceros altamente aleados o aceros finos se obtienen en hornos eléctricos.
Mediante este procedimiento utilizamos los aceros elaborados por el procedimiento de Inyección de Oxígeno o Siemens – Martín, donde el Horno Eléctrico purifica este acero y se le añaden los elementos de aleación como: Cromo, Tungsteno, Molibdeno, Vanadio, Manganeso, Tántalo, Titanio, Cobalto, Níquel y de esta manera se obtienen aceros rápidos, aceros resistentes a altas temperaturas y aceros resistentes a la oxidación y a los ácidos.
Por su pureza se llaman aceros finos y por su forma de fabricación aceros al horno eléctrico.
PROCEDIMIENTO DE REFUNDICIÓN
Mediante el procedimiento de refundición y el tratamiento al vacío del acero líquido se consigue una mejora de la calidad del acero, este procedimiento se lo utiliza cuando en el interior de bloques de acero existen fisuras en los granos y poros, y para la obtención de aceros Inoxidables.
ELEMENTOS QUÍMICOS EN EL ACERO
Como hemos visto hasta ahora, en la Producción del Acero debemos bajar el contenido de carbono así como los diferentes elementos como el Manganeso, Fósforo, Silicio y Azufre y así tenemos que:
EL CARBONO.- En el acero puede variar desde 0,01 hasta el 1,7%. La cantidad de carbono determinará la fragilidad, dureza y resistencia del acero.
EL MANGANESO.- En el acero el bajo carbono, lo hace dúctil y fácil de doblar, lo contrario que el acero de alta velocidad o rápido que lo hace más tenaz, el contenido de manganeso suele ser entre 0,30% y 0,80% pero puede ser mayor en aceros especiales.
EL FÓSFORO.- Es un elemento indeseable que lo hace quebradizo y le reduce la ductibilidad, en los aceros de alta calidad el contenido de fósforo no debe exceder de 0,05%.
EL SILICIO.- Se agrega al acero para eliminar los gases y los óxidos para evitar la porosidad y la oxidación, este lo hace más duro y tenaz, y así tenemos que el acero de bajo carbono contiene alrededor de 0,20% de silicio.
EL AZUFRE.- Es un elemento indeseable y ocasiona la cristalización del acero al calentarlo al rojo. El acero de buena calidad no debe tener contener más de 0,04%.
TIPOS DE ACERO
ACERO AL BAJO CARBONO
Conocido también como acero de máquina o acero dulce contiene de 0,10 a 0,30% de carbono y se lo utiliza para hacer cadenas, remaches, tornillos ejes, etc.
ACERO AL MEDIANO CARBONO
Contienen de 0,30% a 0,60% de carbono se lo utiliza para piezas forjadas, ejes de vehículos, rieles, etc.
ACERO AL ALTO CARBONO
Conocido también como acero de herramientas contiene de 0,60% a 1,70% de carbono y se puede endurecer y templar, los martillos y barretas se hacen con acero de 0,75% de carbono.
Las herramientas de corte como brocas, machuelos, rimas, etc. se hacen con acero de 0,90 a 1,0% de carbono.
LOS ACEROS DE ALEACIÓN
Contienen cromo, níquel, tungsteno, vanadio y otros agregados para darles ciertas propiedades diferentes. Este acero puede ser resistente a la herrumbre (inoxidable) corrosión, abrasión, choques y fatiga.
LOS ACEROS DE ALTA VELOCIDAD O RÁPIDOS
Contienen diversas cantidades y combinaciones de tungsteno, cromo, vanadio, cobalto y molibdeno. Las herramientas de corte hechas con estos aceros se utilizan para trabajar materiales duros a altas velocidades.
ACEROS PUDELADOS El hierro dulce es un metal que contienen menos del 0.01% de carbono y no más de 0.003% de escoria. Para su obtención se requiere del proceso conocido como pudelado, el que consiste en fundir arrabio y chatarra en un horno de reverbero de 230 kg, este horno es calentado con carbón, aceite o gas. Se eleva la temperatura lo suficiente para eliminar por oxidación el carbón, el silicio, y el azufre. Para eliminar todos los elementos diferentes al hierro, el horno de pudelado debe estar recubierto con refractario de la línea básica (ladrillos refractarios con magnesita y aluminio). El material se retira del horno en grandes bolas en estado pastoso y el material producido se utiliza para la fabricación de aleaciones especiales de metales. Existen otros procedimientos modernos como el llamado proceso Aston, en donde en lugar del horno de reverbero se usa un convertidor Bessemer con lo que se obtienen mayor cantidad de material.
CLASIFICACIÓN COMERCIAL DEL ACERO A fin que la composición de los diversos tipos de acero sean constantes y que cierto tipo de acero satisfaga las especificaciones requeridas la SAE (Society of Automotive Engineers) (Sociedad de Ingenieros Automotrices) y la AISI (American Iron and Steel Institute), (Instituto Americano del Hierro y del Acero) han establecido métodos para identificar los diversos tipos de acero. Estos sistemas numéricos son similares y ambos están en uso en la Industria.
SISTEMA DE CLASIFICACIÓN SAE AISI
Podemos decir que ambos sistemas son similares en muchos aspectos. En ambos se usa una serie de cuatro o cinco dígitos para designar el tipo de acero.
Igualmente se indica el proceso de producción con una letra antes del número y así tenemos:
1.- Acero al carbono
2.- Acero al Níquel
3.- Aceros al Níquel Cromo
4.- Aceros al Molibdeno
5.- Aceros al Cromo
6.- Aceros al Cromo Vanadio
8.- Aceros de Triple Aleación
9.- Aceros al Manganeso – Silicio
POR PROCESOS DE PRODUCCIÓN
A.- Aceros Básicos
B.- Aceros por procedimiento de Inyección de Oxígeno
C.- Aceros Básicos al carbono
D.-Aceros Ácido al carbono
E.- Acero de Horno Eléctrico
IDENTIFICACIÓN DE LOS METALES
Los metales se suelen identificar por uno de los siguientes 4 métodos:
1.- Aspecto
2.- Prueba de chispa
3.- Marca de Fabricante
4.- Una marca de color pintada en la pieza de metal.
Los dos últimos métodos son los de uso más común y, quizás los más confiables. Cada fabricante puede usar su propio sistema de marca o claves de color.
 CLASIFICACIÓN SAE DE ACEROS
La inmensa variedad de aceros que pueden obtenerse por los distintos porcentajes de carbono y sus aleaciones con elementos como el cromo, níquel, molibdeno, vanadio, etc., ha provocado la necesidad de clasificar mediante nomenclaturas especiales, que difieren según la norma o casa que los produce para facilitar su conocimiento y designación.
La SAE emplea, a tal fin, números compuestos de cuatro o cinco cifras, según los casos, cuyo ordenamiento caracteriza o individualiza un determinado acero.
El significado de dicho ordenamiento es el siguiente:
Primera cifra 1 caracteriza a los aceros al carbono
Primera cifra 2 caracteriza a los aceros al níquel
Primera cifra 3 caracteriza a los aceros al cromo-níquel
Primera cifra 4 caracteriza a los aceros al molibdeno
Primera cifra 5 caracteriza a los aceros al cromo
Primera cifra 6 caracteriza a los aceros al cromo-vanadio
Primera cifra 7 caracteriza a los aceros al tungsteno
Primera cifra 9 caracteriza a los aceros al silicio-manganeso
En los aceros simples (un solo elemento predominante).
Las dos últimas cifras establecen el porcentaje medio aproximado de C en centésimo del 1%, cuando el mismo no alcanza al 1%.
Por último, la cifra intermedia indica el porcentaje o, en forma convencional, el contenido preponderante de la aleación, tal el caso de los aceros al Cr-Ni, en los que la segunda cifra corresponde al % de Ni.
Mediante el número SAE, los aceros al carbono, de hasta 1% de C, pueden ser fácilmente identificados; así un SAE 1025 indica:
Primera cifra 1 acero al carbono
Segunda cifra 0 ningún otro elemento de aleación predominante
Últimas cifras 25 0,25% de carbono medio aproximado de carbono
La composición química porcentual de los aceros que corresponden a esta designación es:
C = 0,22-0,28 %; Mn = 0,30-0,60 %; S = 0,05 % máx.; P = 0,04 % máx.
Donde puede observarse que el manganeso (Mn), azufre (S) y el fósforo (P) no son considerados como factores capaces de dotar a la aleación de propiedades especiales, por no alcanzar el porcentaje mínimo de 1,5 %, 0,08 % y 0,1 %, respectivamente, requerido para ello.
Para ampliar la gama de aceros posibles de clasificar, la SAE los determina, en algunos casos, con cinco cifras, de manera que la segunda y la tercera indiquen el por ciento del elemento preponderante; así por ejemplo: el acero SAE 71660 resulta al tungsteno con 16 % de W (15 al 18 %) y 0,60 % de C (0,50 al 0,70 %).-
Aclaramos que, si bien la primera cifra (elemento que le da su nombre a la aleación de acero) y las dos últimas (% de carbono) cumplen casi rigurosamente con lo indicado precedentemente, no ocurre lo mismo con la intermedia (segunda y tercera si son cinco), debido a que por necesidad o conveniencia se las elige, algunas veces, en forma arbitraria y de manera que el número completo defina perfectamente a un tipo de acero.
En la clasificación SAE se han determinado a los metales de mayor uso en automotores; es por ello que los aceros al carbono sólo tienen designación convencional para aquellos de hasta 1 % y los cuaternarios (Cr-Ni; Cr-Mo, etc.) y complejos (Cr-Ni-Mo, etc.) no responden en sus números, a los vistos, como se verifica en la tabla y ejemplos siguientes.
CLASIFICACIÓN SAE DE LOS ACEROS
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