Investigación de Metalúrgica - acero

2. Definición:
 El acero es una aleación de hierro con pequeñas cantidades de
otros elementos, es decir, hierro combinado con un 1%
aproximadamente de carbono, y que hecho ascua y sumergido en
agua fría adquiere por el temple gran dureza y elasticidad. Hay
aceros especiales que contienen además, en pequeñísima
proporción, cromo, níquel, titanio, volframio o vanadio. Los
aceros son una combinación de una gran cantidad de elementos
que pueden perjudicar o beneficiar el producto final, es por esta
razón que las fundidoras actuales son tan cuidadosas en la
composición química de sus productos.
 Los aceros están conformados por conglomerados de átomos
unidos por enlaces covalentes por lo que tiene un
comportamiento físico que se puede explicar a nivel atómico.

3. Tipos de Acero:
 Acero aleado o especial.
Acero al que se han añadido elementos no presentes en los aceros al carbono o en que el
contenido en magnesio o silicio se aumenta más allá de la proporción en que se halla en los
aceros al carbono.
 Acero auto templado
Acero que adquiere el temple por simple enfriamiento en el aire, sin necesidad de sumergirlo
en aceite o en agua. Este efecto, que conduce a la formación de una estructura martensitica
muy dura, se produce añadiendo constituyentes de aleación que retardan la transformación
de la austenita en perlita.
 Acero calmado o reposado
Acero que ha sido completamente desoxidado antes de colarlo, mediante la adición de
manganeso, silicio o aluminio. Con este procedimiento se obtienen lingotes perfectos, ya que
casi no hay producción de gases durante la solidificación, lo que impide que se formen
sopladuras.
 Acero de construcción
Acero con bajo contenido de carbono y adiciones de cromo, níquel, molibdeno y vanadio.

4.  Acero de rodamientos
Acero de gran dureza y elevada resistencia al desgaste; se obtiene a partir de aleaciones del
1% de carbono y del 2% de cromo, a las que se somete a un proceso de temple y revenido. Se
emplea en la construcción de rodamientos a bolas y en general, para la fabricación de
mecanismos sujetos al desgaste por fricción.
 Acero dulce
Denominación general para todos los aceros no aleados, obtenidos en estado fundido.
 Acero duro
Es el que una vez templado presenta un 90% de martensita. Su resistencia por tracción es de
70kg/mm2 y su alargamiento de un 15%. Se emplea en la fabricación de herramientas de
corte, armas y utillaje, carriles, etc. En aplicaciones de choque se prefiere una gradación de
dureza desde la superficie al centro, o sea, una sección exterior resistente y dura y un núcleo
más blando y tenaz.
 Acero efervescente
Acero que no ha sido desoxidado por completo antes de verterlo en los moldes. Contiene
gran cantidad de sopladuras, pero no grietas.
 Acero fritado
El que se obtiene fritando una mezcla de hierro pulverizado y grafito, o también por
carburación completa de una masa de hierro fritado.

5.  Acero fundido o de herramientas
Tipo especial de acero que se obtiene por fusión al crisol. Sus propiedades principales son:
1) resistencia a la abrasión
2) resistencia al calor
3) resistencia al choque
4) resistencia al cambio de forma o a la distorsión al templado
5) aptitud para el corte
Contienen de 0,6 a 1,6% de carbono y grandes proporciones de metales de aleación:
tungsteno, cromo, molibdeno, etc.
 Acero indeformable
El que no experimenta prácticamente deformación geométrica tanto en caliente( materias
para trabajo en caliente ) como en curso de tratamiento térmico de temple( piezas que no
pueden ser mecanizadas después del templado endurecedor ).
 Acero inoxidable
Acero resistente a la corrosión, de una gran variedad de composición, pero que siempre
contiene un elevado porcentaje de cromo (8-25% ). Se usa cuando es absolutamente
imprescindible evitar la corrosión de las piezas. Se destina sobre todo a instrumentos de
cirugía y aparatos sujetos a la acción de productos químicos o del agua del mar (alambiques,
válvulas, paletas de turbina, cojinetes de bolas, etc.).

6.  Acero magnético
Aquel con el que se fabrican los imanes permanentes. Debe tener un gran magnetismo
remanente y gran fuerza coercitiva. Los aceros de esta clase, tratándose aplicaciones
ordinarias, contienen altos porcentajes de tungsteno (hasta el 10%) o cobalto (hasta el
35%).Para aparatos de calidad se emplean aceros de cromo-cobalto o de aluminio-níquel
(carstita, coercita).
 Acero no magnético
Tipo de acero que contiene aproximadamente un 12% de manganeso y carece de propiedades
magnéticas.
 Acero moldeado
Acero de cualquier clase al que se da forma mediante el relleno del molde cuando el metal
esta todavía líquido. Al solidificar no trabajado mecánicamente.
 Acero para muelles
Acero que posee alto grado de elasticidad y elevada resistencia a la rotura. Aunque para
aplicaciones corrientes puede emplearse el acero duro, cuando se trata de muelles que han
de soportar fuertes cargas y frecuentes esfuerzos de fatiga se emplean aceros al sicilio con
temple en agua o en aceite y revenido.
 Acero pudelado
Acero no aleado obtenido en estado pastoso.

7.  Acero rápido
Acero especial que posee gran resistencia al choque y a la abrasión. Los más usados son los aceros
tungsteno, al molibdeno y al cobalto, que se emplean en la fabricación de herramientas corte.
 Acero refractario
Tipo especial de acero capaz de soportar agentes corrosivos a alta temperatura.
 Acero suave
Acero dúctil y tenaz, de bajo contenido de carbono. También se obtiene este tipo de acero, fácil de
trabajar en frió, aumentando el porcentaje de fósforo (aumentando un 0,15%) y de azufre (hasta un 0,2%).
Tiene una carga de rotura por tracción de unos 40 kg/mm2, con un alargamiento de un 25%.
 Aceros comunes
Los obtenidos en convertidor o en horno Siemens básico.
 Aceros finos
Los obtenidos en horno Siemens ácido, eléctrico, de inducción o crisol.
 Aceros forjados
Los aceros que han sufrido una modificación en su forma y su estructura interna ante la acción de un
trabajo mecánico realizado a una temperatura superior a la de recristalización.

8. Clasificación:
 Según el modo de fabricación
 Acero eléctrico.
 Acero fundido.
 Acero calmado.
 Acero efervescente.
 Acero fritado.
 Según el modo de trabajarlo
 Acero moldeado.
 Acero laminado.

9.  Según la composición y la estructura
 Aceros ordinarios.
 Aceros aleados o especiales.
 Los aceros aleados o especiales contienen otros elementos, además de carbono, que modifican sus
propiedades. Éstos se clasifican según su influencia:
 Elementos que aumentan la dureza: fósforo, níquel, cobre, aluminio. En especial aquellos que
conservan la dureza a elevadas temperaturas: titanio, vanadio, molibdeno, wolframio, cromo,
manganeso y cobalto.
 Elementos que limitan el crecimiento del tamaño de grano: aluminio, titanio y vanadio.
 Elementos que determinan en la templabilidad: aumentan la templabilidad: manganeso, molibdeno,
cromo, níquel y silicio. Disminuye la templabilidad: el cobalto.
 Elementos que modifican la resistencia a la corrosión u oxidación: aumentan la resistencia a la
oxidación: molibdeno y wolframio. Favorece la resistencia a la corrosión: el cromo.
 Elementos que modifican las temperaturas críticas de transformación: Suben los puntos críticos:
molibdeno, aluminio, silicio, vanadio, wolframio. Disminuyen las temperaturas críticas: cobre, níquel
y manganeso. En el caso particular del cromo, se elevan los puntos críticos cuando el acero es de alto
porcentaje de carbono pero los disminuye cuando el acero es de bajo contenido de carbono.

10.  Según los usos
 Acero para imanes o magnético.
 Acero auto templado.
 Acero de construcción.
 Acero de corte rápido.
 Acero de decoletado.
 Acero de corte.
 Acero indeformable.
 Acero inoxidable.
 Acero de herramientas.
 Acero para muelles.
 Acero refractario.
 Acero de rodamientos.

11. Propiedades:
 Propiedades físicas:
• Densidad: relación entre la masa de un material y su volumen. Acero bastante elevado.
• Conductividad eléctrica: permitir y no permitir el paso de corriente.
• Acústica: capacidad de conducir o no, el sonido. (Plástico/metal).
 Propiedad química:
• Oxidación y corrosión: es la propiedad de ciertos materiales sufren cuando están en contacto con el
oxígeno del aire o del agua. Los metales son muy sensibles a la oxidación y a la corrosión.
 Propiedad óptica:
• Porosidad: es la capacidad de ciertos materiales (que tienen poros)
De absorber líquidos.

12.  Propiedades mecánicas:
• Dureza: resistencia de un material al ser rayado.
• Tenacidad/fragilidad: capacidad de un material al romperse cuando es golpeado ejemplo: el metal. La
fragilidad es la propiedad contraria ejemplo: vidrio.
• Maleabilidad: capacidad de un material para deformarse en forma de láminas.
• Ductilidad: capacidad de un material para deformarse en forma de hilos.
• Elasticidad o plasticidad: la capacidad de un material de recuperar su forma original cuando cesa la
fuerza que lo deforma.
• Resistencia mecánica: es la resistencia a la rotura que presenta un cuerpo ante fuerzas externas.
 Propiedades térmicas:
• La Conductividad Térmica: Capacidad de un material para transmitir o no el calor. Los metales son
buenos conductores de calor mientras que la madera y los minerales plásticos son aislantes térmicos.
• Dilatación/contracción: capacidad que tiene ciertos materiales de aumentar o disminuir su volumen con
la temperatura.
• Fusibilidad: algunos materiales pueden pasar de estado sólido a líquido.

13. Aplicaciones:
El acero en sus distintas clases está presente de forma abrumadora en nuestra vida cotidiana en forma de herramientas, utensilios,
equipos mecánicos y formando parte de electrodomésticos y maquinaria en general así como en las estructuras de las viviendas que
habitamos y en la gran mayoría de los edificios modernos. En este contexto existe la versión moderna de perfiles de acero
denominada Metalcón.
Los fabricantes de medios de transporte de mercancías (camiones) y los de maquinaria agrícola son grandes consumidores de acero.
También son grandes consumidores de acero las actividades constructoras de índole ferroviario desde la construcción de
infraestructuras viarias así como la fabricación de todo tipo de material rodante.
Otro tanto cabe decir de la industria fabricante de armamento, especialmente la dedicada a construir armamento pesado,
vehículos blindados y acorazados.
También consumen mucho acero los grandes astilleros constructores de barcos especialmente petroleros, y gasistas u otros
buques cisternas.
Como consumidores destacados de acero cabe citar a los fabricantes de automóviles porque muchos de sus componentes
significativos son de acero.
A modo de ejemplo cabe citar los siguientes componentes del automóvil que son de acero:
 Son de acero forjado entre otros componentes: cigüeñal, bielas, piñones, ejes de transmisión de caja de velocidades y brazos de
articulación de la dirección.
 De chapa de estampación son las puertas y demás componentes de la carrocería.
 De acero laminado son los perfiles que conforman el bastidor.
 Son de acero todos los muelles que incorporan como por ejemplo; muelles de válvulas, de asientos, de prensa embrague,
de amortiguadores, etc.
 De acero de gran calidad son todos los rodamientos que montan los automóviles.
 De chapa troquelada son las llantas de las ruedas, excepto las de alta gama que son de aleaciones de aluminio.
 De acero son todos los tornillos y tuercas.
Cabe destacar que cuando el automóvil pasa a desguace por su antigüedad y deterioro se separan todas las piezas de acero, son
convertidas en chatarra y son reciclados de nuevo en acero mediante hornos eléctricos y trenes de laminación o piezas de fundición
de hierro.

14. Designaciones: NORMAS
 • AISI: American iron and Steel institute.
 • SAE: Society of automotive engineers.
 • ASTM: American society for testing and material.
 • UNS: Unified numbering system.
 Las designaciones AISI/SAE constan de 4 dígitos que indican el tipo de acero y su contenido de carbono.
 El primero de los 4 dígitos indica el tipo al que pertenece el acero
 1 Aceros al carbono 6 Aceros al Cr-V
 2 Aceros al níquel
 3 Aceros al NI-CR 7 Aceros al CR-NI-Mo
 4 Aceros al molibdeno 8 Aceros al Si-Mn
 5 Aceros al cromo
 El segundo digito significa el porcentaje aproximado del elemento principal de aleación
 ACEROS ALCARBONO
 Al carbono simple 10 xx
 Aceros maquinables, con alto %S 11xx
 Aceros maquinables, con alto %PyS1 2xx
 Aceros al Manganeso, con1, 75 % Mn 13xx

15.  ACEROS AL NIQUEL:
 0,50% de níquel 20xx
 3,50% de níquel 23xx
 5,00% de níquel 25xx
 ACEROS AL NIQUEL-CROMO:
 1.25% níquel, 0.65% cromo 31xx
 1.75% níquel, 1.00% cromo 32xx
 3.50% níquel, 1.57% cromo 33xx
 3.00% níquel, 0.80% cromo 34xx
 Aceros resistentes a la corrosión y al calor. 303xx
 Los dígitos tercero y cuarto denotan siempre el porcentaje de carbono en centésimas.
 EJEMPLO:
 SAE1055: 1 Acero al carbono
 0 Acero no aleado
 55 porcentaje de carbono, 0,55%
 SAE2345:
 2 acero al níquel
 3 elemt. Predominante, níquel 3%
 45 porcentaje de carbono, 0,45%
 SAE3310
 3 acero al Níquel-Cromo
 3 elemento predominante Níquel 3%
 10 porcentaje de carbono, 0,10%
 Acero aleado con aproximadamente 5% de Ni
 Acero 2520
 Y con un contenido promedio de 0.2% de C

16. Especificación Descripción y uso final
SAE 1010 y 1012 Aceros de bajo carbono para
fabricación de perfiles,
tuberías soldadas, etc.
SAE 1015, 1018, 1020, 1022,
1025, 1030, 1035 y 1040
Aceros de medio carbono
para fabricación de piezas
estructurales, piezas de
maquinaria, herramientas.
SAE 1045, 1050, 1055 y 1060 Aceros de alto carbono en
piezas de maquinaria e
implementos agrícolas.
SAE 1552 Acero de alto Manganeso,
resistentes al desgaste, para
piezas templadas, cuchillas y
gavilanes
SAE 15B21, AHM 130-B Aceros al Boro, resistentes al
desgaste para piezas
templadas, implementos
agrícolas, discos de arado.
ACEROS SAE DE BAJO, MEDIO Y ALTO CARBONO