I.s.2022.rrf - Im-4171.001 - Clasificación de Aceros - Clasificacion de Los Aceros

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- 001
CLASIFICACIÓN DE ACEROS
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CLASIFICACION DE LOS ACEROS
CLASIFICACIÓN DE LOS ACEROS

Los aceros se clasifican de acuerdo a su composición, características y resistencia
SEGÚN SU
COMPOSICIÓN
POR CONTENIDO DE CARBONO
BAJO CARBONO
ACERO EXTRASUAVE
El porcentaje de
carbono en este acero es de 0,15%, tiene una resistencia mecánica de 38-48
kg/mm2 y una dureza de 110-135 HB y
prácticamente no adquiere temple. Es un
acero fácilmente soldable y deformable.
Aplicaciones: Elementos de maquinaria de gran tenacidad,

deformación en frío, embutición, plegado, herrajes, etc.
ACERO
SUAVE
El
porcentaje de carbono es de 0,25%, tiene una resistencia mecánica de 48-55
kg/mm2 y una dureza de 135-160 HB. Se puede soldar con
una técnica
adecuada.
Aplicaciones: Piezas de resistencia media de buena tenacidad,

deformación en frío, embutición, plegado, herrajes, etc.
MEDIO CARBONO
ACERO
SEMISUAVE
El porcentaje de
carbono es de 0,35%. Tiene una resistencia mecánica de 55-62 kg/mm2 y una
dureza de 150-170 HB. Se templa bien,
alcanzando una resistencia de 80 kg/mm2 y
una dureza de 215-245 HB.
Aplicaciones: Ejes, elementos de maquinaria, piezas resistentes y

tenaces, pernos, tornillos, herrajes.
ACERO
SEMIDURO
El porcentaje de
carbono es de 0,45%. Tiene una resistencia mecánica de 62-70 kg/mm2 y una
dureza de 280 HB. Se templa bien,
alcanzando una resistencia de 90 kg/mm2,
aunque hay que tener en cuenta las deformaciones.
Aplicaciones: Ejes y elementos de máquinas, piezas bastante

resistentes, cilindros de motores de explosión, transmisiones, etc.
ALTO CARBONO
ACERO
DURO
El porcentaje de
carbono mayor o igual de 0,55%. Tiene
una resistencia mecánica de 70-75 kg/mm2, y una dureza de 200-220 HB. Templa
bien en agua y en aceite, alcanzando una resistencia de 100 kg/mm2 y una dureza
de 275-300 HB.
Aplicaciones: Ejes, transmisiones, tensores y piezas regularmente

cargadas y de espesores no muy elevados.
ACERO
EXTRADURO
Tienen un
contenido en carbono mayor al 0,8%. Tiene una resistencia mecánica de 85/mm2.
Su principal utilidad en la confección de
herramientas, carriles pequeños,
resorte de gran resistencia, cuchillos finos y sierras.
OTRAS
APLICACIONES
Con estos aceros se fabrican los puentes de ferrocarril, las grandes

estructuras de las estaciones, las columnas metálicas de las líneas
eléctricas,
los cascos de los buques, las estructuras de las casas, las carrocerías de los
automóviles, los tubos de las bicicletas, los clavos,
los alfileres, las
cerraduras de las puertas, los asientos de las clases y muchos objetos más que
utilizamos diariamente. En la mayoría de los
casos se utiliza el acero tal como
viene de las acerías, sin darle ningún tratamiento térmico especial.
POR CONTENIDO DE ALEACIÓN

Los elementos de
aleación se añaden a los aceros para muchos propósitos, como ser: 1) Aumentar
la templabilidad. 2) Mejorar la
resistencia a temperaturas comunes. 3) Mejorar
las propiedades mecánicas tanto a altas como a bajas temperaturas. 4) Mejorar
la
tenacidad a cualquier dureza o resistencia mínima. 5) Aumentar la
resistencia al desgaste. 6) Aumentar la resistencia a la corrosión. 7)
Mejorar
las propiedades magnéticas.
Los elementos de
aleación pueden clasificarse e acuerdo en la forma como se distribuyen en los
dos constituyentes principales de un acero
recocido.
Grupo 1: Elementos
que se disuelven en la ferrita
Grupo 2: Elementos
que se combinan con el Carbono para formar carburos simples o compuestos. Como
la microestructura del acero
determina la mayoría de sus propiedades y aquella
está determinada por el tratamiento y la composición química; uno de los
sistemas más
generalizados en la nomenclatura de los aceros es el que está
basado en su composición química.
INFLUENCIA
DE LOS ELEMENTOS DE ALEACIÓN SOBRE EL DIAGRAMA FE / C : Cuando
un tercer elemento es agregado a la
combinación binaria Fe / C, los puntos
críticos son alterados. La posición del punto eutectoide y la localización de
los campos alfa y gamma
son alterados. El Ni y el Mn tienden a disminuir la
temperatura critica de calentamiento, en tanto, el Mo, Al, Si, W y el V,
tienden a aumentarla.
Este cambio en la temperatura, es importante en el
tratamiento térmico de los aceros aleados, ya que aumentará o disminuirá la
temperatura
critica de endurecimiento comparada con la correspondiente a un
acero ordinario. El punto eutectoide cambia de posición con respecto al
diagrama Fe / C. Todos los elementos de aleación tienden a reducir el contenido
de C del eutectoide, pero solo el Ni y el Mn reducen la
temperatura
eutectoide.. Aumentar las cantidades de Ni y Mn puede disminuir la temperatura
critica lo suficiente para evitar la
transformación de la austenita durante el
enfriamiento lento, se conocen como elementos estabilizadores de la austenita.
La austenita se
retendrá a temperatura ambiente y representa a los aceros
austeniticos inoxidables. Elementos como el Mo, Cr, Si, y el Ti, tienden a
contraer
la región pura austenitica aumentando el campo del Fe alfa.
Grupo 1:
Elementos que se disuelven en la ferrita El Ni, Mn, Cu, Co, son formadores de
austenita, (elementos gammagenos) por que su
adición a la aleación Fe / C
incrementa la temperatura a la que se transforma la martensita en ferrita delta
y rebaja mucho las temperaturas
de A ₃. Añadiendo suficiente
cantidad de estos elementos, se incrementa el campo de la austenita y la
estructura centrada en las caras se
hace estable a temperaturas ambiente. Estos
elementos no forman carburos por lo que el C permanece disuelto en la austenita.
Estos
aceros tienen muchas propiedades útiles como materiales de alta
estabilidad, resistencia y ductilidad, incluso a elevadas temperaturas.
Grupo
2: Elementos que se combinan con el Carbono para formar carburos simples o
compuestos. El Cr, Mo, W, Va, Al y Si, tienen un efecto
opuesto al precedente y
son formadores de ferrita (elementos alfagenos). Estos elementos elevan la
temperatura A ₃
y algunos forman
carburos estables, estabilizando la ferrita con red cristalina
centrada en el cubo, incluso a altas temperaturas.
En el sistema SAE y AISI, los aceros se

clasifican con cuatro dígitos XXXX. Los primeros dos números se refieren a los
dos elementos de
aleación mas importantes y los dos o tres últimos dígitos dan
la cantidad de carbono presente en la aleación. Un acero 1040 AISI es un
acero
con 0.4%C; un acero 4340 AISI, es un acero aleado que contiene o.4%C, el 43
indica la presencia de otros elementos aleantes.
ACEROS PARA HERRAMIENTA

Los distintos tipos de
aceros se categorizan dentro de una serie de clases en concordancia con la
clasificación que realiza la AISI
(American Iron and Steel Institute) y la SAE
(Society of Automotive Engineers). Se identifican por una letra que representa
la química, una
característica única o el uso de esa clase de acero. La Tabla 1
lista las composiciones químicas nominales y las distintas clases de aceros
para herramientas que existen. Las designaciones listadas para los aceros para
herramientas serán las utilizadas en lo que resta del capítulo
y a continuación
se da un breve resumen de las características principales de cada clase de
aleación. Los aceros para herramientas
endurecibles en agua, AISI tipo W,
(water-hardening tool steel) tienen el menor contenido de aleantes y, por lo
tanto, la menor templabilidad
de todos los tipos. Como resultado, los aceros
tipo W frecuentemente requieren temple en agua y las secciones grandes
endurecen sólo
hasta una mínima profundidad. Las secciones delgadas pueden
endurecer por temple en aceite para minimizar las fisuras por temple y las
distorsiones.
Los aceros para

herramientas resistentes al impacto, AISI tipo S, (shock-resistant tool steel)
tienen menores contenidos de carbono y
contenidos de aleantes un tanto mayores
que los tipos W. El contenido medio de carbono mejora la tenacidad y hace que
los aceros tipo S
sean apropiados para aplicaciones de cargas de impacto.
TABLA 1: ACEROS HERRAMIENTA

TABLA1.1 CONTINUACIÓN ACEROS HERRAMIENTA
ACEROS INOXIDABLES
Los aceros inoxidables no son indestructibles, sin embargo con una selección cuidadosa, sometiéndolos a procesos de
transformación
adecuados y realizando una limpieza periódica, algún integrante de la familia de los aceros inoxidables
resistirá las condiciones corrosivas y
de servicio más severas.
● Serie 400 - Aceros Inoxidables Martensíticos.

Se emplean después de un temple en aceite a 1000 – 1050 ℃ y un revenido a temperaturas
de 180 – 200 ℃.
Son la primera rama de los aceros inoxidables, llamados simplemente al Cromo y fueron los primeros desarrollados
industrialmente (aplicados en cuchillería). Tienen un contenido de Carbono relativamente alto de 0.2 a 1.2% y de Cromo
de 12 a 18%.
Los
tipos más comunes son el AISI 410, 420 – Dureza elevada. Alta resistencia mecánica. Baja resistencia a la corrosión
y 431.
Las propiedades
básicas son: Elevada dureza (se puede incrementar por tratamiento térmico) y gran facilidad de
maquinado, resistencia a la corrosión
moderada.
Principales aplicaciones: Ejes, flechas, instrumental quirúrgico y cuchillería.
● Serie 400 - Aceros Inoxidables Ferríticos.

Llevan un temple en aceite a temperaturas de 1000 – 1100 ℃ y un revenido a 700 – 750 ℃.
También se consideran simplemente al Cromo, su contenido varia de 12 a 18%, pero el contenido de Carbono es bajo
<0.2%.
Los tipos más
comunes son el AISI 430 – Resistencia a la corrosión moderada. 409 – Resistencia a la corrosión a altas
temperaturas y 434
Las
propiedades básicas son: Buena resistencia a la corrosión. La dureza no es muy alta y no pueden incrementarla por
tratamiento térmico.
Principales aplicaciones: Equipo y utensilios domésticos y en aplicaciones arquitectónicas y decorativas.
● Serie 300 - Aceros Inoxidables Austeníticos.

Para obtener la estructura austenitica, se templa en agua desde temperaturas de 1100 – 1150
℃, con lo que se
consigue una gran resistencia a la corrosión.
Son los más utilizados por su amplia variedad de propiedades, se obtienen
agregando Níquel a la aleación, por lo que la
estructura cristalina del material se transforma en austenita y de aquí adquieren el nombre. El
contenido de Cromo varia
de 16 a 28%, el de Níquel de 3.5 a 22% y el de Molibdeno 1.5 a 6%.
Los tipos más comunes son el AISI 304 –
Excelente resistencia a la corrosión, 304L, 316 – Mas resistente que el 304,
316L, 310 y 317.
Las propiedades básicas son: Excelente
resistencia a la corrosión, excelente factor de higiene - limpieza, fáciles de
transformar, excelente soldabilidad, no se endurecen por
tratamiento térmico, se pueden utilizar tanto a temperaturas
criogénicas como a elevadas temperaturas.
Principales aplicaciones: Utensilios
y equipo para uso doméstico, hospitalario y en la industria alimentaria, tanques,
tuberías, etc.
CLASIFICACION POR TEMPLABILIDAD

a) De bajo % de carbono, para cementar
1) De baja templabilidad (series SAE 4000, 5000, 5100, 6100 y 8100)
2) De templabilidad intermedia (series SAE 4300, 4400, 4500, 4600, 4700, 8600 y 8700)
3) De alta templabilidad (series SAE 4800 y 9300).

Estos últimos se seleccionan para piezas de grandes espesores y que soportan cargas
mayores. Los otros para piezas
pequeñas, de modo que en todos los casos el temple se pueda efectuar en aceite. La dureza del núcleo
depende del %
de C básico y de los elementos aleantes. Esta debe ser mayor cuando se producen elevadas cargas de compresión, de
modo
de soportar las deformaciones de la capa. Cuando lo esencial es la tenacidad, lo más adecuado es mantener baja
la dureza del núcleo.
b) De alto % de carbono, para temple directo.

1) Contenido de carbono nominal 0,30-0,37 %: pueden templarse en agua para piezas de
secciones moderadas o en
aceite para las pequeñas. Ejemplos de aplicación: bielas, palancas, puntas de ejes, ejes de transmisión, tornillos,
tuercas.
CLASIFICACIÓN DE ACEROS POR SU RESISTENCIA

σy
< 40 Ksi: Bajo carbono
Los llamados aceros al carbono, tienen un bajo contenido en
carbono con menos del 0.25%. Su dureza se debe a causa de la acritud y no
por procesos
de temple o tratamientos termoquímicos.
Microestructuralmente están compuestos de ferrita y

perlita, por lo que son blandos y muy dúctiles.
Para aceros de este tipo se determina su resistencia

utilizando la prueba de Charpy V.
Aplicaciones
● Torres de transmisión
● Estructuras remachadas etc
40 ksi < σy < 200 Ksi: Alta resistencia

Estos surgen gracias a la industria del transporte, por la necesidad
de incrementar el rendimiento y seguridad de los materiales a un menor
peso.
Tiene buena soldabilidad y formabilidad con una resistencia a la tensión

de hasta 2000 MPa. Se les considera aceros microaleados ya que
sus aleantes
representan menos de un
0.1% de su composición. (Algunos aleantes son el Nb, Cr, Zr, V, Mo, P,

N y Ti).
Aplicaciones
● Vehículos, principalmente los de carga pesada.
● Barcos.
● Grúas.
● Oleoductos.
● Puentes.
σy >200 Ksi: Ultra alta

resistencia
Se caracterizan por su alta rigidez, la absorción de grandes energías
y su alta capacidad para no deformarse. Los usos más comunes son
aquellos en
los que se requiere una elevada capacidad de absorber energía sin que se
deforme la pieza. Especialmente para carrocerías de
automóviles.
● Aceros
de Fase Doble (DP).
● Aceros
con Plasticidad Inducida por Transformación (TRIP).
● Aceros
de Fase Compleja (CP).
● Aceros
Martensíticos (MS).
● Aceros
Boron
Un gran
número de fabricantes agrupan los aceros anteriormente nombrados en dos grupos,
en función de su límite elástico. El primer
grupo incluirían los aceros con un
límite elástico comprendido entre 450 N/mm2 y 800 N/mm2 , en donde se incluyen
los Aceros de Fase
Doble, los Aceros con Plasticidad Inducida por Transformación
y los Aceros de Fase Compleja.
El otro
grupo que distinguen los fabricantes son los aceros de ultra alta resistencia,
con un límite elástico superior a 800 N/mm2 en donde
se encontrarán los Aceros
Martensíticos y los Aceros Boron.
CONTINUÉ
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ASTM A-569
HIERROS FUNDIDOS ►
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Aplicaciones: Elementos de maquinaria de gran tenacidad,

Aplicaciones: Piezas de resistencia media de buena tenacidad,

Aplicaciones: Ejes, elementos de maquinaria, piezas resistentes y

Aplicaciones: Ejes y elementos de máquinas, piezas bastante

Aplicaciones: Ejes, transmisiones, tensores y piezas regularmente

Con estos aceros se fabrican los puentes de ferrocarril, las grandes

POR CONTENIDO DE ALEACIÓN

En el sistema SAE y AISI, los aceros se

ACEROS PARA HERRAMIENTA

Los aceros para

TABLA 1: ACEROS HERRAMIENTA

● Serie 400 - Aceros Inoxidables Martensíticos.

● Serie 400 - Aceros Inoxidables Ferríticos.

● Serie 300 - Aceros Inoxidables Austeníticos.

CLASIFICACION POR TEMPLABILIDAD

3) De alta templabilidad (series SAE 4800 y 9300).

b) De alto % de carbono, para temple directo.

CLASIFICACIÓN DE ACEROS POR SU RESISTENCIA

Microestructuralmente están compuestos de ferrita y

Para aceros de este tipo se determina su resistencia

● Estructuras remachadas etc

40 ksi < σy < 200 Ksi: Alta resistencia

Tiene buena soldabilidad y formabilidad con una resistencia a la tensión

0.1% de su composición. (Algunos aleantes son el Nb, Cr, Zr, V, Mo, P,

● Vehículos, principalmente los de carga pesada.

σy >200 Ksi: Ultra alta

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