¿Qué es el Acero?

Es básicamente una aleación o combinación de hierro y carbono.

Algunas veces otros elementos de aleación como el Cromo o Níquel se agregan con propósitos determinados. El acero es básicamente hierro altamente refinado, su fabricación comienza con la reducción de hierro el cual se convierte más tarde en acero.

El acero es uno de los materiales de fabricación y construcción más versátil, más adaptable y ampliamente usado. A un precio relativamente bajo, el acero combina la resistencia y la posibilidad de ser trabajado, lo que se presta para fabricaciones mediante muchos métodos. Además, sus propiedades pueden ser manejadas de acuerdo a las necesidades específicas mediante tratamientos con calor, trabajo mecánico, o mediante aleaciones.


INDICE

1. Acero Al carbono

2. Aceros Aleados

3. Aceros De Baja Aleación Ultrarresistentes

4. Aceros Inoxidables

5. El Hierro Fundido

6. Fundición Dúctil

7. Norma UNE-EN 1563

8. El Aluminio

9. El Molibdeno

Tipos de Acero Inoxidable

1. Aceros Inoxidables Martensíticos

2. Aceros Inoxidables Ferríticos

3. Aceros Inoxidables Austeníticos

4. Aceros Inoxidables Austenoferríticos (Dúplex)

Características y Aplicaciones comunes del Acero

1. Acero Inoxidable Serie 200

2. Acero Inoxidable Serie 300

3. Acero Inoxidable Serie 400

4. Acero Inoxidable Serie 600

Los metales y las aleaciones empleados en la industria y en la construcción

1. Materiales Ferrosos

2. Materiales No Ferrosos


1. Aceros Al Carbono

Más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, 0,60% de silicio y 0,60% de cobre. Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras de construcción de acero, cascos de buques, somieres y horquillas.

2. Aceros Aleados

Estos aceros contienen una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros de aleación se pueden sub clasificar en: Estructurales, son aquellos aceros que se emplean para diversas partes de máquinas, tales como engranajes, ejes y palancas. Además, se utilizan en las estructuras de edificios, construcción de chasis de automóviles, puentes, barcos y semejantes. El contenido de la aleación varía desde 0,25% a un 6%.

Estos aceros son de alta calidad y se emplean en herramientas para cortar y modelar metales y no-metales. Por lo tanto, son materiales empleados para cortar y construir herramientas tales como taladros, escarbadores, fresas, terrajas y machos de roscar. Especiales, los aceros de aleación especial son los aceros inoxidables y aquellos con un contenido de cromo generalmente superior al 12%. Estos aceros de gran dureza y alta resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión, se emplean en turbinas de vapor, engranajes, ejes y rodamientos.

3. Aceros De Baja Aleacion Ultrarresistentes

Esta familia es la más reciente de las cuatro grandes clases de acero.

Los aceros de baja aleación son más baratos que los aceros de aleación convencional. Sin embargo, reciben un tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono. Por ejemplo, los vagones de mercancías fabricados con aceros de baja aleación pueden transportar cargas más grandes porque sus paredes son más delgadas que lo que sería necesario en caso de emplear acero al carbono. Además, como los vagones de acero de baja aleación pesan menos, las cargas pueden ser más pesadas.

En la actualidad se construyen muchos edificios con estructuras de aceros de baja aleación. Las vigas pueden ser más delgadas sin disminuir su resistencia, logrando un mayor espacio interior en los edificios.

4. Aceros Inoxidables

Contienen cromo, níquel y otros elementos de aleación, que los mantienen brillantes y resistentes a la oxidación a pesar de la acción de la humedad o de ácidos y gases corrosivos. Algunos aceros inoxidables son muy duros; otros son muy resistentes y mantienen esa resistencia durante largos periodos a temperaturas extremas.

Debido a sus superficies brillantes, en arquitectura se emplean muchas veces con fines decorativos. El acero inoxidable se utiliza para las tuberías y tanques de refinerías de petróleo o plantas químicas, para los fuselajes de los aviones o para cápsulas espaciales. También se usa para fabricar instrumentos y equipos quirúrgicos, o para fijar o sustituir huesos rotos, ya que resiste a la acción de los fluidos corporales. En cocinas y zonas de preparación de alimentos los utensilios son a menudo de acero inoxidable, ya que no oscurece los alimentos y pueden limpiarse con facilidad.

5. El Hierro Fundido

Es la aleación hierro/carbono, con un contenido de carbono entre 1,76 y 4,00 %, en el cual parte del carbono se puede apreciar en la matriz metálica. Los productos de hierro fundido, se obtienen por fusión y colada de chatarra o lingote de hierro.

6. Fundición Dúctil

Es la aleación con alto contenido de carbono y hierro, también es conocida como fundición nodular o fundición grafítica esferoidal. En este tipo de fundición el grafito, gracias a la acción del magnesio durante el proceso de fabricación, se presenta en forma de nódulos o esferoides.

Entre sus principales características destacamos la ductilidad, resistencia mecánica (aproximadamente entre 40 y 80 Kgf/mm2), su buena maquinabilidad y sostenibilidad, ya que debido a su vida útil es un metal duradero.

7. Norma UNE-EN 1563

Se diferencia de la Fundición Gris o fundición grafítica laminar (grafito = carbono) por la forma en que se presenta el grafito incluido en la masa o matriz metálica. Las piezas de Fundición Gris son más frágiles, tienen escasa resistencia mecánica (Aproximada entre 15 y 35 Kgf/mm2), aunque presentan una buena resistencia a la compresión, a la corrosión y a la vibración.

8. El Aluminio

Es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata de un metal no ferroso. Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales. Como metal se extrae del mineral conocido con el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio mediante electrólisis. Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería mecánica, tales como su baja densidad (2.700 kg/m3) y su alta resistencia a la corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar sensiblemente su resistencia mecánica (hasta los 690 MPa). Es buen conductor de la electricidad, se mecaniza con facilidad y es relativamente barato. Por todo ello es el metal que más se utiliza después del acero. Fue aislado por primera vez en 1825 por el físico danés H. C. Oersted. El principal inconveniente para su obtención reside en la elevada cantidad de energía eléctrica que requiere su producción. Este problema se compensa por su bajo coste de reciclado, su dilatada vida útil y la estabilidad de su precio.

9. El Molibdeno

Es un elemento químico de número atómico 42 que se encuentra en el grupo 6 de la tabla periódica de los elementos y se simboliza como Mo.

El molibdeno es un metal esencial desde el punto de vista biológico y se utiliza sobre todo en aceros aleados, no se produce como el metal libre en la naturaleza, sino en varios estados de oxidación en los minerales.

Industrialmente, los compuestos de molibdeno se emplean en aplicaciones de alta presión y alta temperatura, como pigmentos y catalizadores. El molibdeno es un metal de transición.

Este metal puro es de color blanco plateado y muy duro; además, tiene uno de los puntos de fusión más altos de entre todos los elementos. En pequeñas cantidades, se emplea en distintas aleaciones de acero para endurecerlo o hacerlo más resistente a la corrosión, es uno de los pocos metales que resisten adecuadamente el ácido clorhídrico, siendo el Tantalio el más fuerte ante este medio corrosivo en específico. La adición de cantidades mínimas del metal afectan a la resistencia a las soluciones clorhídricas que normalmente afectan a los aceros (incluso a los inoxidables), a veces con un porcentaje mínimo de 2% de Mo en masa, los aceros adquieren la resistencia necesaria para operar en ambientes marinos. El aumento del molibdeno en los aceros inoxidables aumenta su tenacidad y sobre todo su resistencia al ataque de los compuestos de cloro.


Tipos de Acero Inoxidable

1. Aceros Inoxidables Martensíticos

Los Martensíticos son esencialmente aleaciones de cromo y carbono. El contenido de cromo es generalmente de 10.5 a 18% y el de carbono es alto, alcanzando valores de hasta 1.2%. 
Estos aceros suelen ser usados por su elevada resistencia y resistencia en caliente desde turbinas de gas, agua, vapor, ejes, hasta cubiertos para el hogar entre otras cosas, entre sus características principales destacan su buena resistencia a la corrosión, posibilidades de endurecer por medio de tratamiento térmico y por lo tanto se pueden desarrollar altos niveles de resistencia mecánica y dureza.

2. Aceros Inoxidables Ferríticos

Aceros Inoxidables Ferríticos son aleaciones de hierro, cromo y carbono, con contenidos típicos de carbono menor de 0.10%, cromo entre el 16 y el 18% y muy bajo contenido de Níquel.

Son magnéticos y poseen una buena ductilidad, son resistentes a la corrosión y oxidación y soportan temperaturas elevadas.

3. Aceros Inoxidables Austeníticos

Se obtienen adicionando elementos formadores de Austenita (también conocida como acero gamma y es una forma de ordenamiento específico de los átomos de hierro y carbono, tales como níquel, manganeso y nitrógeno. El contenido de cromo generalmente varía del 16 al 26% y su contenido de carbono es del rango de 0.03 al 0.08%.

El cromo proporciona una resistencia a la oxidación en temperaturas aproximadas de 650 grados centígrados en una variedad de ambientes.

Esta familia se divide en dos categorías:

SERIE 200 AISI (Aleaciones cromo-manganeso-nitrógeno) y SERIE 300 AISI (Aleaciones cromo-níquel).

Entre las características del acero austenítico se encuentra su excelente resistencia a la corrosión, fácil soldabilidad, moldeabilidad en el manejo y endurecimiento en frío. Este tipo de acero tienen altas cualidades de funcionalidad a temperaturas extremas y excelente factor de higiene y limpieza.

Las empresas de fabricación de acero ofrecen diferentes grados de acero inoxidable, incluyendo los tipos 304 y 316. Hay dos diferencias y similitudes entre estos grados grado.

La similitudes es que ambos son acero inoxidable Austenítico. Esta propiedad contribuye a su ductilidad y capacidad de ser fácilmente moldeados y soldados. Esto también significa que estos aceros no son magnéticos. El cromo en los aceros inoxidables también añade un cierto nivel de resistencia a la corrosión al metal. El acero inoxidable tipo 304 contiene 18 por ciento de cromo, mientras que el acero inoxidable de grado 316 contiene 17 por ciento de cromo.


Entre sus diferencias está en el contenido de molibdeno, también puede ser añadido al acero para aumentar la resistencia a la corrosión y a las picaduras. La presencia de molibdeno es tal vez la mayor diferencia entre los aceros inoxidables 304 y 316. El acero inoxidable tipo 304 no contiene trazas de molibdeno, mientras que el acero inoxidable 316 contiene 2,1 por ciento de molibdeno.

4. Aceros Inoxidables Austenoferríticos (Dúplex)

Como su nombre lo indica, los aceros inoxidables dúplex están constituidos micro estructuralmente por dos fases: ferrita y ausentita. Estos materiales tienen la ventaja poseer una elevada resistencia mecánica alcanzando valores de limite elástico entre 700-900 (Mpa) Maga páscales, el doble de límite elástico que los aceros inoxidables Austenítico, lo que representa en muchos casos un ahorro significativo en costos de material, por ejemplo en la fabricación de tanques de almacenamiento para los buques de carga, donde el acero inoxidable dúplex ha mostrado tener una resistencia superior al acero inoxidable austenítico y ha permitido un ahorro significativo en peso de la estructura.

Algunas de sus características de este acero inoxidable es que es magnéticos, pueden ser endurecidos por tratamientos térmicos, poseen buena soldabilidad. La estructura dúplex mejora la resistencia a la corrosión de fractura bajo tensión en ambientes con iones de cloruro. o Los dúplex tienen un contenido de cromo de entre 18 y 26% y de níquel de 4.5 a 6.5%. La adición de elementos de nitrógeno, molibdeno, cobre, silicio y tungsteno imparten ciertas características de resistencia a la corrosión.


Características y Aplicaciones comunes del Acero

1. Acero inoxidable serie 200 

Tienen una estructura Austenítica. Esto se refiere a la estructura cristalina del material. Éstos tienen un mayor contenido de cromo y níquel. Los aceros inoxidables Austenítico sueldan más fácilmente que otros aceros inoxidables. Este metal es magnético luego de calentarse, comúnmente lo vemos transformado en la industria en barandas, pasamanos entre otros.

2. Acero inoxidable serie 300 

Ésta mezcla se denomina 18-8, así como también número de serie 300. No son atraídos por los imanes. Es un acero inoxidable Austenítico, así que es más fácil de soldar que otros aceros inoxidables. Puede crearse magnético. El grado 304 es el más comúnmente utilizado de los aceros inoxidables y el grado 316 es el segundo más común. Ambos tienen las mismas características generales de la serie 300. Vajilla, utensilios para cocinar, equipamiento para procesamiento de comida, preparación de comida, lavaplatos, lavamanos, etc.

3. Acero inoxidable serie 400 

Este grupo de aceros inoxidables tiene el agregado de 11% de cromo y 1% de manganeso. La serie 400 es susceptible al óxido y corrosión bajo ciertas condiciones. El tratamiento térmico le otorgará mayor resistencia a la serie 400. Tienen una estructura cristalina martensítica que tiene mayor contenido de carbono. Esto brinda una elevada fuerza y resistencia al uso. Las soldaduras se deteriorarán a medida que aumenta el contenido de carbono. Los aceros inoxidables martensíticos no son tan resistentes a la corrosión como los tipos austeníticos.

4. Aceros inoxidables serie 600

Estos grados tienen aproximadamente 17% de cromo y aproximadamente 4 a 7% de níquel. Los fabricantes construyen las series 600 de acero inoxidable tanto martensíticos como Austenítico.

Las versiones 601 a 619 son martensíticas, mientras que las 630 a 635 son tanto semiausteníticas como martensíticas. Las 650 a 665 son austeníticas.

Estos aceros son resistentes; la industria aeronáutica utiliza algunos grados de la serie 600 aunque también es utilizado por las industrias químicas, de procesamiento de papel, aeroespacial, nuclear, ingeniería e industrias de tratamiento térmico.


Los metales y las aleaciones empleados en la industria y en la construcción pueden dividirse en dos grupos principales:

1. Materiales Ferrosos

Ferroso viene de la palabra Ferrum que los romanos empleaban para el fierro o hierro. Por lo tanto, los materiales ferrosos son aquellos que contienen hierro como su ingrediente principal; es decir, las numerosas calidades del hierro y el acero.

2. Los materiales No Ferrosos

Estos no contienen hierro. Estos incluyen el aluminio, magnesio, zinc, cobre, plomo y otros elementos metálicos. Las aleaciones el latón y el bronce, son una combinación de algunos de estos metales no Ferrosos y se les denomina aleaciones no Ferrosas.