Aceros y Fundiciones: Tipos, Propiedades y Usos

Aceros

Aceros Baja Aleación o al Carbono

Aceros en que el principal elemento aleante además del Hierro es el Carbono. Poseen porcentajes marginales de otros elementos como: Mn, Si, Cu.

Aceros Alta Aleación o Aleados

Aceros que además del carbono poseen cantidades mayores de elementos aleantes agregados intencionalmente para potenciar alguna característica útil. Algunos elementos aleantes son: Mg, N, Ni, Si, Cu, Cr, Mo, V, W.

Características de los elementos aleantes y otras propiedades

Se definen según normas en las aleaciones No Ferrosas.
Normas:

• AISI: Instituto Americano del Hierro y el Acero
• ASTM: Sociedad Americana de Ensayo de Materiales
• SAE: Sociedad Americana de Ingenieros Automotrices.

Ej: En Aceros al Carbono: 10xx, donde xx/100 es el % de C.

Aceros Bajo Carbono (Aceros Dulces)

Poseen menos de 0.25% de C. Aceros fabricados en mayor cantidad y los más usados en la industria. Dúctiles, fáciles de conformar, buena tenacidad, no se pueden tratar térmicamente para endurecerlos (temple), la única forma de aumentarles la resistencia es por deformación plástica y aleación.

Ej: 1010, Alambres, Clavos y 1020, Planchas, carrocerías. A₃₆, uso en Vigas y Perfiles de Acero. Excede un poco el % de C y tiene Cu, Mn. A₆₅₆, grado 1, tiene además Cr, Mn, Cu, Mo. Se usa en chasis de camión.

Acero Medio Carbono

Entre 0.25 y 0.6% de C. Son más resistentes pero poseen aún un buen valor de tenacidad y ductibilidad. Sobre el 0.4%C se pueden templar (austenizar y luego enfriar). Poseen mayor % de elementos aleantes y sus principales usos son en piezas de máquinas, herramientas de mano, martillos, ejes, barras.

Aceros Alto Carbono

Mas de 0.6%C, por lo general, un 1.5%C es lo usado. Son extremadamente duros y frágiles, por lo que en general se usan templadas y revenidos para construir herramientas de corte. Poseen en algunos casos gran % de elementos aleantes como Cr, Mo, V, Ni, N y W. Esto los vuelve además Aceros Aleados. En muchos de estos aceros se forman compuestos en forma de carburos de alta pureza como el Cr₂₃C₆, V₄C₃ y WC.

Herramientas de corte: Las que arrancan viruta del material cortando o desbastando: brocas, sierras, herramientas de torno y fresadora.

Fundiciones

Aleaciones Fe, C, Si en que el %C es alto y supera al de los aceros.

Fundición Gris

Fundición con alto %C (3 a 4%) y con 1 a 3% si el Carbono esta en forma de escamas o láminas lo que a veces es denominada fundición laminar. Su nombre viene del grafito que tiñe oscuro las zonas de fractura. Material frágil, pero con uso en aplicaciones que requieren buena tolerancia a las vibraciones. Tolera mejor la corrosión que algunos aceros y no es Magnetita. Económico. Clase 20, 30, 40, 60.

Ej: Clase 30, 30ksi, 30000psi de límite a la tensión. Usos: Block de motor, impulsor de bombas, carcasas de discos de frenos, tambor de freno.

Fundición Dúctil (Esferoidal)

La acción del magnesio a la fundición líquida y una serie de procesos complejos de tratamiento hacen que el grafito forme esferoides. Esto aumenta la deformación tolerable por la fundición antes de la fractura, se vuelve más dúctil y esto permite aumentar sus usos.

Ej: 60-40-18, donde 60ksi límite a la tensión, 40ksi esfuerzo de fluencia, 18% de elongación.

Fundición Blanca

Cuando el %C no es muy alto, apenas el 2%C, esta fundición aparece como parte de la Cementita. A esta fundición sin Grafito se le llama Hierroblanco o Fundición Blanca, la cual es extremadamente frágil y dura, se puede alear con Cr, V, W, Mo, pero sus usos son muy limitados por su excesiva fragilidad. Se utiliza en rodillas de laminación. No posee clasificación numérica.

Fundición Maleable

La mayoría de las veces es el fin de la fundición blanca. Usando tratamientos térmicos se logra que parte del C pase de la Cementita a formar racimos de grafito. Con esto se obtiene un material duro pero que puede ser trabajable para dar forma maleable.

Ej: 32510, 50000psi, 32500psi, 10%. 50005. 70000psi, 50000psi. 5%.

Aceros Inoxidables

Por su composición química son inmunes a la corrosión en casi todos los ambientes. Deben tener sobre el 11%Cr. Cr estabilizador de la Ferrita. Ni estabilizador de la Austenita.

Aceros Inoxidables Ferríticos

Hasta 30%Cr y Menos de 0.12% de C. Tiene estructura BBC, posee resistencia mecánica y ductibilidad moderada debido al endurecimiento por solución sólida. Se pueden conformar con relativa facilidad. Económicos.

Ej: 430, 442. Usos: Piezas de máquina, válvulas, algunos tubos de escapes y elementos estructurales.

Aceros Inoxidables Martensíticos

Un 17%Cr y 0.5%C puede ser calentado a 1200°C y templado en aceite para producir martensita. Luego el material es rebenido y se obtiene un acero de alta resistencia y dureza.

Ej: 416, 440C, 440L. Usos: Cuchillería, instrumental quirúrgico, algunas herramientas.

Aceros Inoxidables Austeníticos

La adición de un %Ni permite estabilizar la Austenita a temperaturas más bajas, un % bajo de C. Evita la formación de Carburos. El Acero Inoxidable obtenido presenta una alta ductibilidad y conformabilidad. Sus usos son principalmente en todo tipo de recipientes, para la industria de alimentos y en tuberías.

Ej: 204. 310. 316, 316L.