Clasificación y Propiedades de Aceros al Carbono y Aleados

Aleaciones Ferrosas: Hierro, Acero y Fundición

Las aleaciones ferrosas se componen principalmente de hierro aleado con carbono y suelen clasificarse como:

• Hierro: cuando contienen menos del 0.008% de C.
• Acero: cuando la aleación Fe-C tiene un contenido en C mayor de 0.008% y menor de 2% en peso (aunque generalmente contienen menos del 1 %). El acero es una aleación de hierro y carbono que, además, puede contener otros elementos de aleación que influyen en sus propiedades mecánicas y microestructurales, confiriéndoles propiedades específicas para su utilización en la industria.
• Fundición o hierro fundido: cuando la aleación Fe-C tiene un contenido en C superior al 2%, hasta 6.67% (aunque generalmente contienen entre el 3.5% y el 4 % de C).

Clasificación de los Aceros por Composición

Los aceros se pueden clasificar en dos grandes grupos principales según su composición:

Aceros al Carbono

En los aceros al carbono, el principal elemento aleante es el carbono. Aunque por definición el contenido de este no superará el 2% en peso, normalmente suele ser inferior al 1%. Las características y propiedades de estos aceros dependen principalmente del contenido de carbono, ya que los elementos de aleación presentes son concentraciones residuales de impurezas provenientes del mismo proceso de fabricación del acero (Si, Mn, S y P).

Aceros Aleados

Los aceros aleados contienen, además del carbono, otros elementos aleantes añadidos intencionalmente en cantidades o concentraciones específicas. En estos aceros, los elementos aleantes son empleados para modificar o mejorar sus características o propiedades finales, como dureza, tamaño del grano, templabilidad, resistencia a la corrosión, etc.

Clasificación de los Aceros al Carbono por Contenido de Carbono

Los aceros al carbono se suelen clasificar de acuerdo al contenido de este elemento como:

• Aceros de Bajo Carbono: (%C < 0,25)
• Aceros de Medio Carbono: (0,25 < %C < 0,60)
• Aceros de Alto Carbono: (0,60 < %C < 1,25)
• Aceros de Ultra-Alto Carbono: (1,25 < %C < 2,00)

Aceros de Bajo Carbono (%C < 0,25)

La mayor parte de todo el acero fabricado es de bajo carbono. Estos tipos de aceros presentan las siguientes características:

• La microestructura consiste en ferrita y perlita.
• Son relativamente blandos y poco resistentes, pero con extraordinaria ductilidad y tenacidad.
• Son de fácil mecanizado, soldables y baratos.
• Sus propiedades mecánicas típicas son: Límite Elástico alrededor de 275 MPa, Resistencia a la Tracción entre 415 y 550 MPa, y Ductilidad de 25%, aproximadamente.

Aplicaciones de Aceros de Bajo Carbono

Suelen utilizarse para fabricar carrocerías de automóviles, vigas y láminas para tuberías, edificios, puentes y latas estañadas.

Aceros de Medio Carbono (0,25 < %C < 0,60)

Estos aceros presentan las siguientes características:

• Son aceros de baja templabilidad, solo tratables térmicamente en secciones delgadas y con altas velocidades de enfriamiento.
• Tienen mayor resistencia que los aceros de bajo carbono, pero sacrificando la ductilidad y tenacidad.

Aplicaciones de Aceros de Medio Carbono

Se utilizan para fabricar ruedas y rieles de trenes, engranajes, tornillería para automóviles, cigüeñales y otros componentes estructurales que necesitan alta resistencia mecánica, resistencia al desgaste y tenacidad.

Aceros de Alto Carbono (0,60 < %C < 1,25)

Debido a su contenido de carbono, estos aceros ofrecen los valores más altos de resistencia mecánica, siendo más duros y, por ende, menos dúctiles que los otros aceros al carbono. Suelen emplearse en condición de temple y revenido, siendo especialmente resistentes al desgaste y capaces de adquirir y mantener un filo cortante.

Aplicaciones de Aceros de Alto Carbono

Se emplean como material para resortes, alambres de alta resistencia y herramientas de corte. También suelen utilizarse para la fabricación de cuchillos, navajas y hojas de sierra.

Aceros de Ultra-Alto Carbono (1,25 < %C < 2,00)

Estas aleaciones son principalmente de carácter experimental.