Grados de aleación de acero
Acero Es uno de los materiales más utilizados a nivel mundial. Se utiliza a diario en edificios, herramientas y vehículos. Aunque la mayoría de la gente asume que se compone solo de hierro y carbono, el acero moderno es mucho más complejo. El acero actual incluye combinaciones precisas de otros elementos para mejorar su resistencia, flexibilidad y durabilidad.
Podrías pensar que el acero es una fórmula fija. En realidad, cambia según su fabricación. Ajustar el contenido de carbono o añadir aleaciones como cromo o manganeso modifica su comportamiento. Estos cambios pueden hacer que el acero sea más duro, más dúctil o más resistente a la corrosión. Por ejemplo, al elegir entre 4130 y 4140 Acero, es útil saber cómo cada tipo maneja la resistencia y la tenacidad de forma diferente. Lo mismo ocurre con el acero inoxidable. 316 y 316L. Parecen muy similares pero tienen ligeras diferencias.. Es por eso que el acero funciona en muchos entornos, desde la construcción hasta la industria aeroespacial.
Existe la creencia popular de que el acero solo se presenta en una o dos formas. Pero, en realidad, existen más de 3,500 grados diferentes de acero. Cada grado cumple una función industrial específica. Se puede identificar un grado de acero observando su porcentaje de carbono, los tipos de elementos de aleación añadidos y su proceso de procesamiento.
Este artículo le brindará un desglose completo de cómo grados de aleación de acero Se clasifican. Explorarás los cuatro tipos principales de acero, la función de los grados de acero y cómo el tratamiento térmico mejora el rendimiento.
4 tipos comunes de grados de aleación de acero que debe conocer
Existen cuatro tipos comunes de acero en general. Cada tipo se fabrica con sus propias características. Todas las industrias lo utilizan. aceros al carbono, aleados, inoxidables y para herramientas. ¿En qué se diferencian entre sí? Lo explicaremos en detalle.
El acero se puede utilizar en construcción pesada y herramientas quirúrgicas, y se adapta rápidamente. Todas las versiones están diseñadas para satisfacer necesidades comerciales específicas. Esto le permite elegir el grado correcto para cualquier tarea.
Aceros al carbono
Componentes mecanizados de acero al carbono
Acero carbono Se compone principalmente de hierro y carbono (hasta un 2.1%), con cantidades limitadas de manganeso, silicio y otros elementos residuales. Aproximadamente 90% El acero producido hoy en día pertenece a esta categoría. Esto se debe a su dificultad de fabricación, su accesibilidad a muchas personas y su bajo coste. Edificios, oleoductos y gasoductos, y carrocerías de automóviles son lugares habituales donde se puede encontrar.
Se distinguen tres categorías según la cantidad de carbono presente. El acero dulce, a veces llamado acero bajo en carbono, contiene hasta un 0.3 % de carbono. Gracias a su dúctilidad, es ideal para soldar y doblar. Se utiliza para fabricar estructuras, láminas o marcos de muebles.
El acero de carbono medio incluye entre 0.3 % y 0.6 % De carbono. Ofrece resistencia y flexibilidad. Por lo tanto, es común en motores y otros tipos de maquinaria. El acero con alto contenido de carbono es muy resistente porque su contenido de carbono es superior al 0.6 %. Sin embargo, no es tan flexible como la hoja de un estilete y sus resortes.
Además, es fácil de producir y económico. Por ello, se utiliza como material principal en grandes proyectos de construcción. Existe una diferencia significativa y deliberada entre el acero dulce y el acero con alto contenido de carbono. (Obtenga más detalles en Acero aleado vs. acero al carbono)
Aceros Aleados
Varillas de acero de aleación
Los aceros aleados contienen acero al carbono y elementos adicionales como cromo, níquel, cobre o aluminio, que suelen añadirse. Estos ingredientes alteran el comportamiento del acero cuando se estira y se desgasta. La aleación aporta propiedades protectoras, flexibilidad y resistencia.
El acero aleado es el más adecuado para piezas de alto rendimiento. Los fabricantes lo utilizan en la industria aeroespacial, en yacimientos petrolíferos en alta mar y en cualquier componente que requiera un reemplazo frecuente. Está disponible en diversos grados, según el trabajo.
Están diseñados para realizar trabajos que resultan demasiado difíciles para el acero al carbono. Esto incluye casos que involucran calor, frío, situaciones de fuerza exigentes y muchos otros usos. El acero aleado destaca por su durabilidad.
Aceros inoxidables
Tubería de Acero Inoxidable
El acero debe ser capaz de soportar las inclemencias del tiempo. En este caso, se puede confiar en el acero inoxidable. Tiene 10–20% de cromo Dentro de su composición, el níquel y el silicio son sustancias que hacen que el titanio sea resistente a la corrosión.
Se distingue entre los aceros por su excelente resistencia a la corrosión. Por lo tanto, se comporta bien en exteriores. Se suele ver en puentes, vías férreas y tejados. El aire salado y la lluvia no corroen el acero inoxidable.
El acero inoxidable 304 se utiliza ampliamente en diversas industrias. Protege el cableado y los componentes de condiciones severas. Por ello, también está presente en muchos dispositivos eléctricos.
La razón principal de este acero no siempre reside en su resistencia a la intemperie. El instrumental quirúrgico y el equipo hospitalario se fabrican con acero inoxidable. Es fácil de limpiar; no es un lugar propicio para el crecimiento de bacterias. Por eso, muchas empresas alimentarias, farmacéuticas y médicas recurren a la química.
Aceros para herramientas
Piezas mecanizadas de acero para herramientas
Herramienta de acero Se utiliza para trabajos exigentes como la fabricación de herramientas de corte, punzones y matrices. Su brillo se aprecia en herramientas como sierras, amoladoras y prensas. Los aceros para herramientas pueden deformarse a temperaturas elevadas; los grados para trabajo en caliente (por ejemplo, H13) resisten la deformación hasta ~540 °C (1000 °F), pero no indefinidamente. Esto se debe a la adición de elementos metálicos como tungsteno, cobalto y molibdeno.
El acero para herramientas puede soportar el desgaste que degrada rápidamente otros metales. Es fuerte y duradero, y mantiene el filo durante mucho tiempo. Herramientas de corte como herramientas manuales, matrices y brocas dependen de él. El trabajo diario de precisión en las fábricas es posible gracias a su ayuda.
La presión o tensión constantes no rompen fácilmente el acero para herramientas. No forma hoyuelos, grietas ni deforma. Por eso se utiliza con confianza en la industria pesada y la manufactura.
Ver también: Acero aleado vs. acero inoxidable
Sistema de clasificación de acero
Categorización de grados de aleación de acero
Los sistemas de clasificación del acero permiten clasificarlo por tipo. Se clasifica el acero según su uso. Enfriarlo de cierta manera puede modificar su resistencia. Por lo tanto, dos láminas de acero pueden tener la misma aleación y aun así obtener diferentes grados debido al tratamiento térmico.
En el sistema ASTM, los grados se identifican utilizando una combinación de letras y numeros. El prefijo 'A' de ASTM denota materiales ferrosos, mientras que 'SA' indica aceros inoxidables/aleados para aplicaciones aeroespaciales.. Cada metal tiene un número que indica sus propiedades. Por ello, resulta más fácil elegir el acero adecuado para diferentes propósitos.
A código de cuatro dígitos se utiliza en cambio en el Sistema SAE. Los dos primeros números indican el tipo de aleación utilizada. Los dos últimos dígitos indican el contenido de carbono en centésimas de porcentaje (p. ej., 4140 = 0.40 % C). Esto indica inmediatamente la capacidad de trabajo del acero.
Estos sistemas de clasificación se utilizan en muchos sectores. Quienes trabajan en ciencia, ingeniería y manufactura los usan a diario. Con las normas, el contenido del material se mantiene uniforme y claro. También indican cómo debe fabricarse o aplicarse el acero. Leer más:Fabricación de acero
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Diversos métodos de tratamiento térmico del acero
El calor se utiliza para alterar las propiedades del acero. Diversos métodos buscan aumentar la dureza, ductilidad y tenacidad de los metales. A continuación, se presentan los tratamientos térmicos más críticos.
Esferoidea
Calentar acero al carbono a 1290°F (699°C) por la 30 horas Se realiza durante la esferoidización. La cementita, que antes estaba en capas, ahora se forma en pequeñas esferas. El acero se ablanda y se vuelve más moldeable. Este método se ha aplicado con frecuencia para mejorar el mecanizado y el conformado. El acero dulce se mejora al máximo mediante el proceso de esferoidización.
Recocido completo
Recocido completo
El recocido del acero al carbono implica calentarlo muy cerca de su punto crítico. Tras una hora, se enfría suavemente. Debido a su lento enfriamiento, se forma una estructura perlítica gruesa. El resultado es un acero flexible, insensible a la tensión interna.
Recocido de proceso
Recocido de acero
El recocido de proceso elimina la tensión causada por el trabajo en frío en acero con bajo contenido de carbono. El proceso dura una hora, ya que el metal se calienta entre 550-650 °C (1022-1202 °F), por debajo de la temperatura crítica inferior. Reorganiza la estructura del acero. Enfriarlo facilita su mecanizado y conformado.
Recocido isotérmico
El acero al carbono tiene un alto contenido de carbono. Generalmente es... recocido isotérmicamenteCalentar la sustancia por encima de la temperatura a la que se puede calentar. Mantener la temperatura, dejar que se enfríe hasta el punto crítico inferior y mantenerla allí. Una vez horneado, dejar que se enfríe gradualmente a temperatura ambiente. Esto mantiene la temperatura y la estructura uniformes en todo el pastel.
La normalización
El acero al carbono se normaliza en la fase austenítica durante una hora. El enfriamiento se realiza al aire, lo que le confiere al acero una estructura fina con granos perlados. El acero es muy resistente, por lo que soporta bien la tensión.
Temple
Temple de acero
El enfriamiento rápido del acero durante el temple ocurre tras alcanzar la temperatura de normalización. Se puede enfriar con agua, aceite o salmuera. Produce una estructura martensítica rígida y fácil de romper. Muchas herramientas de corte y piezas que requieren una larga vida útil se fabrican con este material. Generalmente, el acero templado se somete a un revenido posterior.
Templado de acero templado
Acero templado y revenido
El revenido confiere al acero templado la dureza y tenacidad adecuadas. Se recalienta a una temperatura crítica más baja. Las temperaturas de revenido oscilan entre 150 y 650 °C (300 y 1200 °F), donde las temperaturas más bajas preservan la dureza y las más altas la aumentan. Esto lo hace menos propenso a la rotura y más resistente.
¿Qué grado de acero es mejor?
Ningún grado específico de acero se considera siempre el "mejor". mecanizado de acero Grado. Muchos factores influyen en la elección correcta. Por ejemplo, elementos como la función del acero, sus propiedades mecánicas y físicas requeridas y su inversión.
Algunos tipos de acero se consideran generalmente los mejores en sus respectivos campos. Los aceros al carbono suelen utilizar los grados A36, A529, A572, 1020, 1045 y 4130Los aceros aleados de primera calidad habituales son 4140, 4150, 4340, 9310, 52100 yEntre los aceros inoxidables, los grados importantes que se mencionan a menudo son: 304, 316, 410 y 420Los mejores grados de aceros para herramientas son, con mayor frecuencia, D2, H13 y M2.
Más información:
Piezas mecanizadas de acero aleado 4140
Piezas mecanizadas de acero aleado 4340
Acero 1018 frente a 4140
Conclusión
Elegir el mejor acero grado de aleación Para su proyecto, póngase en contacto con un técnico de Boda. Somos especialistas en mecanizado de metales. Ya sea que necesite acero dulce o especializado piezas mecanizadas de acero aleadoNosotros nos encargamos de todo. En Boda, no solo hacemos que el abastecimiento de acero sea sencillo y sin complicaciones, sino que también proporcionamos un servicio confiable. servicio de mecanizado de acero. Ponte en contacto con nosotros y obtén una opinión para tu proyecto.
FAQ’s
P1. ¿Cuáles son los grados de acero aleado?
El acero aleado viene en los grados 4140, 4340, 8620, 1215 y 6150. Estos grados difieren según su composición y propiedades mecánicas, y están diseñados para aplicaciones industriales específicas.
P2. ¿Cuáles son los cuatro tipos de acero aleado?
Las principales categorías de aceros de aleación son: aceros de baja aleación (≤8 % de elementos de aleación), de alta aleación (>8 % de elementos de aleación), microaleados (adiciones de Nb/V/Ti) y de ultra alta resistencia.
P3. ¿Cuál es el acero de aleación más resistente?
El acero maraging se considera uno de los aceros de aleación más resistentes, conocido por su altísima resistencia y tenacidad. Otros tipos resistentes son el acero 300M y el 4340, de uso frecuente en la industria aeroespacial y de defensa.
P4. ¿Para qué se utiliza habitualmente el acero 4140?
El acero 4140 se utiliza ampliamente en piezas automotrices e industriales, como engranajes, ejes y herramientas. Ofrece un buen equilibrio entre resistencia, tenacidad y maquinabilidad tras el tratamiento térmico.
P5. ¿Qué es más resistente, el acero 12.9 o el 10.9?
El acero de grado 12.9 es más resistente que el 10.9. Tiene una mayor resistencia a la tracción (hasta 1,220 MPa), lo que lo hace más adecuado para aplicaciones de alta tensión, como equipos pesados y fijaciones estructurales.