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14/10/2019
Recursos

El Acero Aleado

¿Qué es y cómo se compone? Sus variedades, características y usos típicos.

Qué es el ACERO ALEADO
 
 

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Sólo para refrescar la memoria: Siempre estamos hablando del HIERRO y las miles de combinaciones que lo convierten en el metal más versátil usado por el hombre, además de ser el más cuantioso de nuestro planeta. 

Si al HIERRO le incorporamos una pizca de carbono (0,03% a 2%), éste se convierte en ACERO y aumenta notablemente su resistencia mecánica, entre otras características.

El carbono también es un elemento muy abundante en la naturaleza, lo que propicia la producción siderúrgica y abastecimiento local en cualquier parte del mundo. Otra ventaja del acero es que se puede reciclar ilimitadamente casi sin perder sus propiedades.

Fundición acero

Definición

El ACERO ALEADO es el que incorpora uno o varios elementos químicos, además del carbono, en diversas proporciones desde 1 % al 50 % para mejorar sus propiedades mecánicas o termodinámicas como la resistencia al impacto, elasticidad, dilatación, resistencia a la fatiga, etc.

Éstos se dividen en dos categorías: Aceros de baja aleación y aceros de alta aleación según la cantidad incorporada de otros elementos. La frontera que separa ambas categorías no está muy clara y se halla en torno al 6% de la masa. Por de bajo del 6% se suelen considerar de baja aleación y por encima, de alta aleación.

Normalmente la expresión acero aleado se refiere a los aceros de baja aleación, mientras que los de alta aleación se conocen como aceros especiales y reciben nombres más específicos para cada variante.

Elementos incorporados a la aleación

Los elementos más usados en las aleaciones son el níquel, manganeso, cromo, vanadio, molibdeno, silicio, plomo, selenio y boro. Y con menos frecuencia se utiliza el aluminio, titanio, cobalto, cobre, cerio, niobio, zirconio y tungsteno.




Propiedades del acero aleado

Acero aleado carrocería automóvil

La variedad de aleaciones posibles es casi infinita, como también la diversidad de características que adquiere el acero según la proporción de los aleantes. Se puede dotar al acero aleado de atributos imposibles de alcanzar por su versión ordinaria de acero al carbono. Algunas de las mejoras que se pueden obtener son:

  • Mayor dureza y tenacidad
  • Mayor resistencia al impacto
  • Mayor resistencia a la fatiga
  • Mayor elasticidad
  • Menor desgaste
  • Resistencia a la corrosión (inoxidables)
  • Mayor resistencia a altas temperaturas
  • Mejor templado sin deformarse ni agrietarse

Atributos de cada aleación

Aluminio: Ayuda a desoxidar el acero fundido y un grano fino de mejor calidad.

Boro: Mejora el templado.

Cromo: Aumenta la profundidad del endurecimiento y mejora la resistencia al desgaste y corrosión.

Cobre: Mejora la resistencia a la corrosión.

Manganeso: En cantidades superiores al 1% facilita su laminación, moldeo en caliente. También mejora el temple y aumenta su resistencia y dureza.

Molibdeno: Mejora la dureza y la tenacidad. Facilita el templado en aceite o aire.

Níquel: Reduce la temperatura de endurecimiento, lo cual facilita su moldeado en caliente. También minimiza la deformación al templar. Mejora la resistencia sin sacrificar ductilidad.

Silicio: Se utiliza principalmente como complemento desoxidante y estabilizador para facilitar la aleación con otros elementos.

Titanio: Es desoxidante y aumenta la resistencia a altas temperaturas.

Tungsteno: Aporta dureza a muy altas temperaturas.

Vanadio: Ideal para herramientas, mejora la dureza, resistencia al impacto y disminuye la fatiga.




La clasificación SAE-AISI

La nomenclatura AISI consta de 4 dígitos para organizar los diferentes tipos de acero. Los dos primeros dígitos indican la aleación principal y los dos últimos hacen referencia a la cantidad de carbono. En algunos casos hay números de 5 dígitos, los tres últimos hacen referencia al porcentaje de carbono. También en ocasiones se incorporan letras para casos especiales.

Nomenclatura SAE-AISI acero


AISI

Primer dígito: Aleación principal

La siguiente lista te muestra qué elemento representa cada número de la primera ubicación en la nomenclatura.

  1. MANGANESO
  2. NÍQUEL
  3. CROMO (principal) - NÍQUEL
  4. MOLIBDENO
  5. CROMO
  6. CROMO (principal) - VANADIO
  7. MOLIBDENO (principal) - NÍQUEL - CROMO
  8. NÍQUEL (principal) - CROMO - MOLIBDENO
  9. MANGANESO - SILICIO

Por ejemplo: Si el primer dígito es un 2, se trata de acero al níquel como AISI 23XX que contiene un 3.5% de níquel. Si el primer dígito es un 3, es acero al Níquel-Cromo, por ejemplo, el AISI 31XX tiene 1.25% de níquel y 0.65% de cromo.

Usos más comunes del acero aleado

Aceros al níquel (2XXX)

23XX: Tornillas de biela, pernos, etc.

25XX: Engranajes, levas y cigüeñales.

Aceros al Cromo (5XXX)

51XX: Tornillos para motores, resortes, etc.

52XX: Rulemanes, maquinaria de trituración.

Aceros al Níquel - Cromo  (3XXX)

Ampliamente usado en aceros inoxidables y aplicaciones de trabajo pesado.

31XX: Aceros al manganeso. Usos donde se requiere gran resistencia al desgaste, resistencia general y ductilidad como en dientes de excavadoras, máquinas para esmerilar y triturar, ejes, cilindros para armas y rieles de ferrocarril.

Aceros al Molibdeno (4XXX)

40XX y 44XX: Engranajes y aplicaciones no tan severas. Con mayor porcentaje de carbono son excelentes para resortes de suspensión.

41XX: Se conocen como aceros al cromo-molibdeno. Se utiliza para aviones ultraligeros y cuadros de bicicletas como alternativa al aluminio, aunque su peso es mayor. El 4140 es excelente para cigüeñales, ejes de cardán, bielas, pernos, engranajes, etc. 

Aceros al Vanadio (61XX)

Baño superficial para cigüeñales y herramientas. Excelente dureza y resistencia al desgaste. Excelente opción para cuchillos.

Acero al Silicio (92XX)

De 1 a 2% de silicio se usa para aplicaciones estructurales y navales. El acero Hadfield al silicio (0.01% C y 3% Si) se usa en maquinaria eléctrica.

9260: Resortes, punzones y cinceles.

Esperamos que te haya sido útil este artículo. Si querés saber más, te va a interesar el artículo sobre ACERO INOXIDABLE

 


Fuente: https://www.steel.org/ (American Iron and Steel Institute)

 
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