ACEROS AL CARBONO

Aceros al carbono

Juan Manuel García Bermúdez

INTRODUCCIÓN:

El acero al carbono, constituye el principal producto de los aceros que se producen, estimando que un 90% de la producción total producida mundialmente corresponde a aceros al carbono y el 10% restante son aceros aleados. La composición química de los aceros al carbono es compleja, además del hierro y el carbono que no supera el 2%, hay en la aleación otros elementos necesarios para su producción, tales como silicio y manganeso, y hay otros que se consideran impurezas por la dificultad de excluirlos totalmente –azufre, fósforo, oxígeno, hidrógeno. El aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la tracción y su dureza, incrementa el índice de fragilidad en frío y hace que disminuya la tenacidad y la ductilidad.

INFLUENCIA DE LOS ELEMENTOS

1-Silicio: Es un elemento desoxidante. No conviene que este en una concentración superior al 0,20% ya que así puede dificultar la operación de soldadura por formación de sílice. A pesar de que no conviene que el Si este por encima del 0,20% , en algunos aceros al carbono se añade hasta un 0,30%. Esto se hace en aceros al carbono que van a ser modelados El Si da fluidez a los metales fundidos, ayudándolos a llenar los huecos del molde.

2-Azufre: Es un elemento que perjudica mucho a las propiedades del acero. El azufre es prácticamente insoluble en Fe metálico de forma que forma un eutectico a 988 ºC, que es responsable de la fragilidad el caliente de los aceros. Para luchar contra esto añadimos manganeso para que en vez de formarse FeS se forme sulfuro de manganeso. Este sulfuro de manganeso pasa con facilidad a la escoria básica y el que no queda en el acero formando inclusiones que incluso ayudan al acero a aumentar su maquinabilidad.

3-Manganeso: Es un desoxidante y también desulfurante. Forma sulfuro de manganeso evitando la fragilidad en caliente de los aceros como ya se dijo anteriormente.

4-Fósforo: Es un elemento que aumenta la fragilidad de los aceros sobre todo en la ferrita, la martensita y constituyentes del revenido en aceros. Tiene tendencia a la segregación dando lugar a una segregación complementaria de carbono. Cuando aparece en mas de un 1% de fósforo puede precipitar en Fe3P. El carbono se deposita en las zonas donde hay poco fósforo. Así, en las zonas donde hay poco carbono tienen una estructura ferrifica (zona blanca) y donde se concentra mas hay una estructura perlitica (zona oscura). Este fenómeno, que se conoce con el nombre de bandas fantasmas, no es bueno ya que ya que se obtiene un acero con propiedades distintas en función de la zona.

CLASIFICACIÓN DE LOS ACEROS POR SU CONTENIDO EN CARBONO

Acero extrasuave: el contenido de carbono varia entre el 0.1 y el 0.2 % , tiene una resistencia mecánica de 38-48 kg/mm2 y una dureza de 110-135HB 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 contenido de carbono esta entre el 0.2 y 0.3 % , tiene una resistencia mecánica de 48-55 kg/mm2 y una dureza de 135-160HB. Se puede soldar con una técnica adecuada.

Aplicaciones: Piezas de resistencia media de buena tenacidad, deformación en frío, embutición, plegado, herrajes, etc.

Acero semisuave: El contenido de carbono oscila entre 0.3 y el 0.4 % . Tiene una resistencia mecánica de 55-62 kg/mm2 y una dureza de 150-170HB. Se templa bien, alcanzando una resistencia de 80 kg/mm2 y una dureza de 215-245HB.

Aplicaciones: Ejes, elementos de maquinaria, piezas resistentes y tenaces, pernos, tornillos, herrajes.

Acero semiduro: El carbono esta presente entre 0.4 y 0.5 %. Tiene una resistencia mecánica de 62-70kg/mm2 y una dureza de 280HB. 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.

Acero duro: la presencia de carbono varia entre 0.5 y 0.6 %. Tiene una resistencia

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