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Aceros especiales

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Transcript of Aceros especiales

Aceros especiales
En determinadas aplicaciones industriales, se requieren aceros con
cualidades superiores
a los aceros comunes, con mayor resistencia a la tracción, mayor dureza, mayor resistencia a los impactos o a la corrosión.
Para satisfacer estas exigencias es necesario el
agregado de elementos especiales
, cada uno de los cuales le confiere al acero una propiedad bien definida. Cuando se encuentran varios elementos aleados en el mismo acero, sus influencias reforzarse o anularse.
Níquel:
Aumenta la
resistencia
a la
tracción
sin afectar la ductilidad. También aumenta la resistencia a la
corrosión
. Los
aceros inoxidables
suelen contener, como mínimo 10% de
Cr
y
12% de Ni
. Aumenta la dureza, disolviéndose en hierro alfa.
Con un porcentaje de Ni del
35%
se obtiene una aleación llamada
INVAR
, con un
bajísimo coeficiente de dilatación térmica
, y que se utiliza en la fabricación de piezas de relojería.
Cromo:
Una adición de
1%
de dicho metal
aumenta
la
resistencia
, la
dureza
y se obtiene un acero
resistente a la corrosión
.
Juntos, el Ni y el Cr agregados al acero, forman los
aceros al cromo-níquel
, caracterizados por su elevada resistencia, dureza y resistencia a la corrosión.
El acero inoxidable es un ejemplo de acero al cromo-níquel.
Molibdeno:
nunca se le adiciona solo al acero, s
e lo agrega con Ni y Cr,
en un porcentaje no mayor al 0,5% de Mo.
Junto con el carbono es el elemento más eficaz para
endurecer
el acero. Se lo utiliza para fabricar herramientas de corte de alta velocidad, como hojas de sierras eléctricas y mechas de taladros eléctricos, por su dureza y resistencia al desgaste. Evita la fragilidad. Aumenta la resistencia al ataque por gases corrosivos; aumenta la templabilidad.
Manganeso:
es un elemento
siempre presente
en los aceros, pero en muy bajo porcentaje (menos 0,5%), pero se le puede
agregar
hasta cifras del 12 al 15%, con lo que se obtiene un acero duro y resistente al impacto.
Es un agente
desoxidante y desulfatante
(contrarresta el efecto pernicioso del O y S)
Wolframio o tungsteno
:
adicionado al acero en un porcentaje menor al 6% se lo utiliza para fabricar
herramientas de corte, que deben mantener el filo
por el máximo tiempo posible, por ejemplo en hojas de afeitar.
Aporta una gran dureza al acero a altas y bajas temperaturas. Favorece la
resistencia a la oxidación
.
Azufre
: se encuentra en los aceros como
impureza
. Produce una
gran fragilidad
en los aceros.
Muchas veces se
añade azufre
, en proporciones del 0,1 al 0,3% y
manganeso
que neutraliza el efecto de la fragilidad, obteniéndose los denominados aceros de
fácil mecanizado
, que tienen menor resistencia, pero pueden ser trabajados con
velocidades de corte muy altas
(gran número de revoluciones de la herramienta o pieza)
Cobalto:
aumenta la dureza del acero en caliente.
Se emplea para la fabricación de herramientas de corte.
Aumenta las propiedades magnéticas de los aceros. Aumenta las resistencias a la corrosión, oxidación y abrasión.
Disminuye la templabilidad.
Plomo:
favorece el mecanizado por arranque de viruta, ya que el plomo hace de lubricante de corte. El porcentaje oscila entre 0,15 y 0,30% de Pb.
Nunca debe sobrepasar el 0,5 % del Pb, ya que dificulta la templabilidad del acero y disminuye la tenacidad en caliente.
Silicio
: se emplea como desoxidante, en la obtención de aceros, en forma de ferrosilicios.
Proporciona elasticidad a los aceros.
Si la proporción de silicio está entre 1 y 5%, los aceros tienen buenas propiedades magnéticas. Aumenta la dureza, disolviéndose en hierro .
Vanadio:
se utiliza como desoxidante, igual que el silicio.
Proporciona a los aceros una buena resistencia a la fatiga. Aumenta la resistencia a la tracción. Aumenta la velocidad de corte en aceros para herramientas.
Limita el crecimiento del grano de austenita formando carburos, si el % de C es suficiente; propiedad que conservan a altas temperaturas ( cercanas a los 500 °C)
Identificación de aceros.
La
inmensa variedad
de aceros que pueden obtenerse con distintos porcentajes de carbono y sus aleaciones con elementos como el cromo, níquel, etc. ha provocado la necesidad de
clasificarlos mediante nomenclaturas especiale
s, que difieren según la norma o casa que los produce.
Las Normas Internacionales para el manejo de los aceros son:
S.A.E : SocIedad de Ingenieros Automotores de Estados Unidos
A.I.S.I : Instituto Americano del hierro y del Acero de Estados Unidos
A.S.T.M : Sociedad Americana para el ensayo de materiales de Estados Unidos
D.I.N : Norma Alemana para el manejo de materiales
JIS : Norma japonesa
AFNOR : Norma de Francia
UNE : Norma de España
NOMENCLATURA DE LOS ACEROS GRADO INGENIERíA: SISTEMA S.A.E – A.I.S.I
En el sistema AISI-SAE, los aceros se clasifican con cuatro dígitos.

El primer digito especifica la aleación principal, el segundo modifica al primero y los dos últimos dígitos, dan la cantidad de carbono en centésimas.
1.- Manganeso. (Al carbono)
2.- Níquel.
3.- Níquel – Cromo, principal aleante el Níquel.
4.- Molibdeno.
5.- Cromo.
6.- Cromo – Vanadio, principal aleante el Cromo.
8.- Níquel – Cromo – Molibdeno, principal aleante el Molibdeno.
9.- Níquel – Cromo – Molibdeno, principal aleante el Níquel
Se observa, entonces, que si el primer número de la designación es 1, se sabe que es un acero al carbono; si el dígito siguiente es 0, o sea que la designación
es 10XX, se trata de un acero ordinario al carbono;
1030 significa un acero ordinario al carbono con 0,30% C

Si el segundo dígito es 1, la designación es 11XX y significa que se trata de un acero desulfurado; es decir, se le añade azufre para hacerlo más maquinable, por ejemplo el acero SAE 1108.

Si el segundo dígito es 3, la designación es 13XX y se trata de un acero con contenido de Mn entre 1,5 – 2,0%, por ejemplo, el SAE 1330

Si el primer dígito es 2, se trata de un acero al níquel, la cifra intermedia indica el porcentaje o, en forma convencional, el contenido preponderante de la aleación, tal el caso de los aceros al Cr-Ni, en los que la segunda cifra corresponde al % de Ni.
Por ejemplo el acero SAE 23XX, es un acero con 3,5% de Ni.

Si el primer dígito es 3, se está señalando un acero al Ni – Cr; por ejemplo, el acero SAE 31XX con 1,25% Ni y 0,65% de Cr.
Para ampliar la gama de aceros posibles de clasificar, la SAE los determina, en algunos casos, con cinco cifras,
De manera que la segunda y la tercera indiquen el porcentaje del elemento preponderante; así, por ejemplo: el acero SAE 71660 resulta al tungsteno con 16% de W y 0,60% de C aprox.
No hay aceros numerados 7xxx porque estos aceros resistentes al calor prácticamente no se fabrican.
Aceros inoxidables.
Los aceros inoxidables resisten la corrosión (herrumbre debido al óxido de hierro) en muchos ambientes, especialmente a la atmósfera.
El cromo es el elemento más importante de la aleación con un contenido mínimo del 11 %.
La resistencia a la corrosión mejora con la adición de Ni y Mo.

Los aceros inoxidables se clasifican según la microestructura:
Martensítica
Ferrítica
Austenítica.

Los aceros inoxidables ferríticos se obtienen por recocido y los más comunes son:
a) Fe, C 0.08 %, Cr 11 %, Ti 0.75 % y Mn 1% que se utiliza por ejemplo en os tubos de escape.

b) Fe, C 0.20 %, Cr 25 % y Mn 1.5 % que se utiliza en válvulas a alta temperatura y moldes para vidrio.

Los aceros inoxidables austeníticos también se obtienen por recocido y los más comunes [se tiene la
microestructura austenítica por la presencia de grandes cantidades de Ni]

a) Fe, C 0.08 %, Cr 18 %, Ni 8 y Mn 2% que se emplea en la industria alimentaria
b) Fe, C 0.03 %, Cr 17 %, Ni 12 % Mo 2.5 y Mn 2 % que se utiliza en estructuras soldadas. Son los más comunes.

Los aceros inoxidables martensíticos se obtienen por recocido, templado y revenido, y las dos composiciones más comunes son:
a) Fe, C 0.15 %, Cr 12.5 % y Mn 1% que se emplea por ejemplo en cañones de rifles
b) Fe, C 0.70 %, Cr 17 %, Mo 0.75 y Mn 1 % que se utiliza por ejemplo en cuchillería e instrumental quirúrgico.
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