Aceros especiales y sus propiedades

Aceros especiales

Aceros especiales: Aquellos aceros que deben sus propiedades a uno o más elementos de aleación aparte del carbono.

Aceros para herramientas

Aceros especiales de alta calidad utilizados para corte y formado. AISI.

Clasificación AISI

• W: templados al agua
• S: resistentes al impacto
• O: templables al aceite
• A: de media aleación y templables al aire
• D: alto carbono y alto cromo
• H1-h19: a base de cromo
• h20- h39: a base de tungsteno
• h40 h59: a base de molibdeno
• t: al tungsteno
• M: al molibdeno
• P1-p19: de bajo carbono
• L: de baja aleación
• F: al carbono y tungsteno

Níquel

Aumenta elasticidad y tenacidad, aumenta resistencia de aceros recocidos, hace austeníticos los aceros de alto cromo.

Cromo

Aumenta templabilidad, mejora resistencia a la abrasión y al desgaste, aumenta resistencia a corrosión y oxidación, aumenta resistencia a altas temperaturas.

Molibdeno

Aumenta templabilidad, contrarresta la fragilidad de revenido, mejora la resistencia en caliente.

Wolframio

Forma carburos duros resistentes al desgaste a elevadas temperaturas, mejora la dureza a elevadas temperaturas de los aceros.

Vanadio

Dificulta crecimiento de grano en aceros en los calentamientos, aumenta templabilidad al encontrarse disuelto, dificulta ablandamiento en revenido y da lugar al fenómeno de dureza secundaria.

Manganeso

Aumenta la templabilidad siendo su empleo muy económico, contrarresta la fragilidad en caliente por el azufre, actúa como desoxidante.

Silicio

Elemento desoxidante, mejora templabilidad en aceros con no grafitizantes, aumenta resistencia de aceros bajos en carbono.

Fósforo

Aumenta resistencia y dureza en aceros con poco carbono, mejora en casos la maquinabilidad, mejora la resistencia a la corrosión.

Cobalto

Mejora dureza en caliente al aumentar dureza de la ferrita, utilizado para fabricar imanes, con cromo y wolframio.

Aluminio

Acción desoxidante, limita el crecimiento de grano por formación de óxidos y nitruros, es el elemento aleado fundamental de ciertos aceros de nitruración.

Titanio

Fija el carbono en forma de partículas inertes, reduce dureza martensítica y templabilidad, dificulta formación de austenita en aceros altos en cromo, evita pérdida de cromo en zonas de los aceros inoxidables.

Boro

Intensifica la templabilidad.

Propiedades comparativas de los aceros

Templabilidad

Capacidad de los aceros de adquirir dureza en acción del temple.

Indeformabilidad

Capacidad de los aceros a mantener forma y fundamentalmente sus dimensiones cuando se lo somete a temple y revenido.

Tenacidad

Capacidad de los materiales de absorber energía, en aceros especiales es la capacidad que tienen los aceros de recibir golpes sin llegar a la rotura.

Dureza en caliente

Esta capacidad es relativa a la propiedad que tienen algunos aceros especiales de conservar su forma y resistencia aún a altas temperaturas de trabajo.

Resistencia al desgaste

Todos los aceros tienen relativamente buena resistencia al desgaste, pero algunos aceros especiales tienen como característica relevante su resistencia a la abrasión y/o pérdida de tolerancia. Propiedad ligada al nivel de carburos no disueltos que posee el acero.

Maquinabilidad

Capacidad del material a ser mecanizado libremente y producir un buen terminado después de la operación. Tomando como referencia un acero de libre maquinabilidad, ejemplo 1112, todos los aceros especiales tienen baja maquinabilidad, como máximo un 30% de los referidos. La relación en tablas considera como nivel óptimo el de los aceros tipo W.

Resistencia a la descarburación

La descarburación es la pérdida de carbono en la superficie de los aceros en un tratamiento térmico, en los aceros especiales para herramientas, este efecto debe ser más considerado, pues la herramienta debe ser usada tal cual sale del TT.

Pulvimetalurgia en aceros especiales

Método de microcoladas al vacío, distribución uniforme de carburos, tamaño pequeño de carburos, composición química uniforme en la sección transversal y longitudinal, uniformidad mejorada y ausencia de segregación.

PVD, nitruro de titanio

Proceso: consiste en aplicar titanio vaporizado en un plasma de argón y nitrógeno. Se incorpora una capa fina de nitruro de titanio que se adhiere a la superficie de las herramientas, sin alterar la forma. Se hace en una cámara de alto vacío a 450°. Reduce el desgaste, mejora acabado superficial, protege de la erosión, corrosión, fricción, abrasión.

Aceros inoxidables

La propiedad de resistencia a la corrosión se debe a una película delgada adherente estable de óxido de cromo y/o de níquel que protege al acero contra muchos medios corrosivos, se evidencia cuando el contenido de cromo supera el 10%.

Austeníticos

Serie AISI 300 y en menor proporción Serie 200. Son los de mayor resistencia a la corrosión y temperatura. No se endurecen por TT (Estructura austenítica a temperatura ambiente). No son magnéticos.

Ferríticos

Serie AISI 400. Menor resistencia a la corrosión que los austeníticos. Aleados al cromo pero sin níquel. No son endurecibles por TT, estructura ferrítica a la temperatura ambiente. Son magnéticos.

Martensíticos

Serie AISI 410/420/440. Son de menor resistencia a la corrosión que los austeníticos. Aleados al cromo y algo de carbono, hasta un 1%. Templables y endurecibles por TT logrando martensita, son magnéticos.