Fundamentos y Clasificación de Aceros: Carbono, Aleados y Terminología DIN/SAE
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1. ¿Qué es el acero?
El acero es una aleación formada principalmente por dos elementos: el hierro y el carbono. Este último se encuentra presente en un porcentaje menor al 2 % (aprox.).
2. Clasificación del acero al carbono
Clasificación según la norma SAE
- Aceros de Bajo Carbono: (0.05 - 0.3 % C)
- Aceros de Medio Carbono: (0.31 - 0.6 % C)
- Aceros de Alto Carbono: (0.61 - 1.7 % C)
Clasificación según Euronorm
- Aceros Básicos: Son de escasa pureza y homogeneidad de textura. No están aleados ni son adecuados para tratamiento térmico (bonificado, temple superficial).
- Aceros de Calidad No Aleados: Denominados «aceros de construcción en general».
- Aceros No Aleados: El porcentaje de elementos aleados no alcanza los límites indicados en la tabla (ver apuntes).
3. ¿Qué es un acero aleado?
Los Aceros Aleados son aquellos que contienen, además de hierro y carbono, otros elementos en porcentajes significativos, tales como níquel, cromo, vanadio, tungsteno, manganeso o molibdeno.
4. Clasificación de los aceros aleados
- De Baja Aleación: La suma del porcentaje de elementos de aleación es menor del 6 %.
- De Alta Aleación: La suma de los porcentajes de elementos de aleación es mayor del 6 %.
5. ¿Qué es un acero fino?
Los aceros finos poseen un bajo contenido de inclusiones no metálicas.
- Los aceros finos no aleados son apropiados para el tratamiento térmico.
- Los aceros finos aleados son aceros de construcción de grano fino con un límite de fluencia garantizado de 420 N/mm² como mínimo.
Se emplean en aceros de construcción, aceros para herramientas y aceros con propiedades especiales.
6. ¿Por qué se realizan aleaciones de acero?
Las aleaciones aumentan significativamente la resistencia mecánica y otras propiedades del material, lo que incrementa su aplicabilidad.
7. ¿Qué significa que un acero sea alotrópico?
El hierro y la mayoría de los aceros están sujetos a la transformación alotrópica. Este fenómeno consiste en el reordenamiento de los átomos, lo que produce un cambio en el estado o estructura de la aleación.
Los metales alotrópicos tienen la capacidad de reordenar sus átomos de una estructura cristalina a otra a ciertas temperaturas críticas. Cada estructura resultante posee propiedades distintas y estabilidad dentro de límites muy definidos de temperatura y presión.
8. Terminología y designación de aceros (Normas DIN y SAE)
A continuación, se detalla el significado de los siguientes términos y la norma a la que pertenecen:
- a. St 37.2 (NORMA DIN)
- Acero corriente de construcción con una resistencia a la tracción de 360 N/mm² (37 x 9.81 N/mm²) y grupo de calidad 2.
- b. Ck 45 (NORMA DIN)
- Acero de calidad no aleado, adecuado para tratamiento térmico. El símbolo C indica calidad no aleada. La cifra 45 representa el contenido de carbono multiplicado por 100 (0.45 % C). La letra k indica que es un acero fino con bajo contenido en fósforo y azufre.
- c. Cf 53 (NORMA DIN)
- Acero de calidad no aleado, adecuado para tratamiento térmico. La cifra 53 representa el contenido de carbono multiplicado por 100 (0.53 % C). La letra f indica que es un acero para temple a la llama y por inducción.
- d. SAE 1045 (NORMA SAE)
- Acero al carbono con cero porcentaje de aleación y 0.45 % de carbono.
- e. 20 MnCr 5 (NORMA DIN)
- Acero al manganeso y cromo. Porcentaje de carbono: 20/100 = 0.2 %. El porcentaje de manganeso es 5/4 = 1.25 %. El porcentaje de cromo no se especifica en la designación simplificada.
- f. GS - 45 (NORMA DIN)
- Acero moldeado para aplicaciones con una resistencia a la tracción de 450 N/mm².
- g. GG 20 (NORMA DIN)
- Hierro fundido con grafito laminar (fundición gris) con una resistencia a la tracción de 200 N/mm².
- h. X 5 CrNiMo 18 13 (NORMA DIN)
- Acero inoxidable. Porcentaje de carbono: 0.05 %. Porcentaje de cromo: 18 %. Porcentaje de níquel: 13 %. El porcentaje de molibdeno no se especifica en la designación simplificada.
- i. 11 SMnPb 28 (NORMA DIN)
- Acero para tornos automáticos. Porcentaje de carbono: 0.11 %. Porcentaje de azufre: 2.8 %. Los porcentajes de manganeso y plomo no se especifican en la designación simplificada.