Tipos de acero

El acero es una aleación de hierro principalmente con carbono, en la cual, la concentración de carbono varía, sin rebasar el 2.1%, ya que si rebasa esta concentración, se vuelve demasiado frágil.

Las fundiciones corrientes de acero pueden llegar a contener también: silicio, manganeso y azufre. Por otro lado se suele agregar fósforo en pequeñas cantidades, mejorando así las características mecánicas y su resistencia al desgaste, a estas fundiciones de les llama “fundiciones fosforosas”.

Los tipos de acero son:

Existen numerosas formas de clasificar el acero, sin embargo las 5 clases principales son:

1. Aceros al Carbono

Este tipo de aceros representa el 90 % de los aceros existentes, éstos contienen diferentes porcentajes de carbono y pequeñas cantidades de manganeso, silicio y cobre, 1.65%, 0.60% y 0.60% respectivamente.

En la industria este tipo de acero es utilizado para la fabricación de cascos de buques, estructuras de acero, máquinas, carrocerías de autos, horquillas o pasadores para pelo.

Existen varios tipos de aceros al carbono y son:

Aceros al carbono por su polimorfismo o fase:

El acero al carbono puede presentar diferentes fases o diferentes formas polimórficas, las cuales se describen a continuación. Éstas se obtienen, mediante un proceso lento de enfriamiento.

• La ferrita (?)

Blanda y dúctil, con estructura cúbica centrada en el cuerpo (BCC), estable hasta los 721 °C.

• La austenita (?)

La más dúctil de las fases del diagrama Fe-Fe3C, estructura cúbica centrada en las caras (FCC). Difusión con el carbono más rápida, 2.11% a 1148°C y decrece a 0.8% a 723°C. Ésta mayor disolución de los átomos de carbono, justifica el endurecimiento de la mayoría de los aceros.

• Cementita (Fe₃)

Es una fase muy frágil del acero al carbono, ya que contiene 6.67%.

• Perlita

Es una fase en la que se pueden encontrar tanto ferrita, como cementita, en porcentajes de 88% y 12% respectivamente.

Aceros por su porcentaje de Carbono

• Aceros hipoeutectoides

Los aceros hipoeutectoides, son aquellos que poseen menos de 0.77% de carbono y su estructura está formada por ferrita y perlita

• Aceros eutectoides

Aquellos que poseen 0.77% de carbono, en su microestructura solo se encuentra perlita.

• Aceros hipereutectoides

Éstos contienen más de 0.77% de carbono. Su microestructura consiste en cementita y perlita.

Acero por su contenido de Carbono

• Aceros de bajo carbono

Porcentaje de carbono menor a 0.2%. Dúctiles, de baja resistencia, fácilmente deformables.

• Aceros de medio carbono

El porcentaje de carbono en éste caso, va de 0.2% a 0.5%. Constituyen la mayoría de los aceros en el mercado.

• Aceros de alto carbono

Su contenido de carbono es mayor al 0.5%, baja ductilidad, elevada resistencia, fragilidad y dureza.

• Aceros Aleados

Los aceros aleados, contienen, vanadio, molibdeno y otros elementos, por otro lado contienen una cantidad mayor de manganeso, cobre y silicio que los aceros al carbono. Son ampliamente utilizados para fabricar engranajes y ejes de motores, así como cuchillos de corte y patines.

2. Aceros de Baja Aleación Ultrarresistentes

Los aceros de baja aleación, suelen ser más baratos que los aleados, pues levan menores cantidades de los elementos de aleación, a pesar de esto, tienen una mayor resistencia que los aceros al carbono, otorgada por el tratamiento especial que reciben.

Un ejemplo claro de la ventaja que otorga esta resistencia superior, se encuentra en los vagones de mercancías fabricados con aceros de baja aleación ya que pueden transportar grandes y pesadas mercancías, economizando espacio, ya que las paredes de estos contenedores son más delgadas de lo que sería necesario en caso de emplear acero al carbono.

3. Aceros Inoxidables

El acero inoxidable, contiene cromo, níquel y algunos otros elementos que les confieren, resistencia a la herrumbre y oxidación que causan, la exposición a la humedad, ácidos y gases corrosivos. Suelen ser utilizados en diferentes industrias para elaborar diferentes productos como tuberías, equipos quirúrgicos, utensilios de cocina, tanques, fuselajes de aviones, entre otros productos.

4. Aceros de Herramientas

Como el nombre lo sugiere, este acero formado por aleaciones que contienen, volframio y molibdeno, es utilizado para la fabricación de diferentes herramientas, por su alta resistencia, dureza y durabilidad.

Exiten otras maneras de clasificar el acero:

5. Tipos de acero por el tratamiento térmico al que fue sometido

Al exponer a los aceros a un tratamiento térmico, lo que se busca es modificar el acomodo de los átomos en la estructura de éstos, sin afectar la composición química de los mismos.

Las propiedades que puedan o no tener los diferentes tipos de aceros, dependen de su composición y su estructura, he ahí la razón por la que existen tantos tipos de tratamientos térmicos.

Se pueden aplicar distintos tratamientos térmicos consecutivamente hasta obtener la estructura cristalina deseada.

Los tratamientos térmicos son:

• Templado

Tiene como objetivo aumentar la dureza y la resistencia del acero.

• Revenido

Únicamente es aplicado a los aceros que previamente han sido templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, esto, conservando aún, pate de la dureza y aumentando la tenacidad.

• Recocido

Este tratamiento se utiliza para revertir los efectos del temple, haciendo desaparecer así la dureza.

• Normalizado

Como el nombre lo sugiere, este tratamiento busca dejar el material en su estado normal, esto quiere decir, sin tenciones internas y con una distribución uniforme del carbono. Se ocupa como tratamiento preparativo para el temple y al revenido.

Aceros por el tipo de tratamiento termoquímico al que fue sometido

El tratamiento termoquímico, tiene como objetivo, conferir mayor dureza a la superficie del acero y al mismo tiempo ablandando el núcleo de éste, otorgando flexibilidad, a través de calentamiento y enfriamiento y tratamientos con diferentes químicos, también se ve modificada la composición química.

• Cementación

A través del aumento de concentración de carbono en la superficie del acero, aumenta la dureza superficial.

• Nitruración

Como el nombre lo sugiere, incorpora nitrógeno a la superficie del acero, además de aumentar la fuerza superficial.

• Sulfinización

Protege contra el azufre y su acción de desgaste. El proceso se lleva a cabo a bajas temperaturas (565°C).

• Cianuración

A través de baños con cianuro, carbonato y cianato sódico, se endurecen pequeñas piezas de acero (760°C-950°C).

Cada fabricante en la industria, utiliza una nomenclatura diferente para los aceros que produce, causando así, dificultades al momento de comparar los aceros de la misma categoría, por ésta razón, las autoridades de los países han buscado la homogeneidad en sus normas y clasificaciones, para minimizar este problema.

En lo que respecta a la norma mexicana, la clasificación de los aceros, la podemos encontrar en la “NMX-B-323-Canacero-2006”, la cual se encuentra en concordancia con sus iguales de otros países.

Tipos de acero según la clasificación de la norma mexicana:

Tabla 1.- Aceros al carbono

Designación de las serie	Tipo de Acero
10XX	Aceros al carbono no resulfurados y manganeso 1,00% máx.
11XX	Aceros al carbono resulfurados
12XX	Aceros resulfurados y refosforizados
12LXX	Aceros resulfurados y refosforizados  al plomo
15XX	Aceros al carbono-manganeso no resulfurados y manganeso mayor de 1,00%

Nota: Para mayor detalle de la composición química consular la NMX-B-324.

Tabla 2.- Aceros aleados

Designación de las serie	Tipo de Acero
13XX	Aceros al carbono-manganeso
23XX	Acero al níquel
25XX	Aceros al níquel
31XX	Aceros al cromo-níquel
32XX	Aceros al cromo-níquel
33XX	Aceros al cromo-níquel
34XX	Aceros al cromo-níquel
40XX	Aceros al molibdeno
41XX	Aceros al cromo-molibdeno
43XX	Aceros al cromo-níquel-molibdeno
44XX	Aceros al molibdeno
46XX	Aceros al níquel-molibdeno
47XX	Aceros al cromo-níquel-molibdeno
48XX	Aceros al níquel-molibdeno
50XX	Aceros al bajo cromo
50XXX	Aceros al cromo
51XX	Aceros al cromo
51XXX	Aceros al cromo  y alto carbono
52XXX	Aceros al cromo  y alto carbono
61XX	Aceros al cromo-vanadio
71XXX	Aceros al cromo-tungsteno
72XX	Aceros al cromo-tungsteno
81XX	Aceros al cromo-níquel-molibdeno
86XX	Aceros al cromo-níquel-molibdeno
87XX	Aceros al cromo-níquel-molibdeno
88XX	Aceros al cromo-níquel-molibdeno
92XX	Aceros al Manganeso-silicio
93XX	Aceros al níquel-cromo-molibdeno
94XX	Aceros al níquel-cromo-molibdeno
97XX	Aceros al níquel-cromo-molibdeno
98XX	Aceros al níquel-cromo-molibdeno

Nota: Para mayor detalle de la composición química consular la NMX-B-325.

Tabla 3.- Aceros inoxidables

Designación de las serie	Tipo de Acero
302XX	Aceros cromo-níquel
303XX	Aceros cromo-níquel
514XX	Aceros al cromo
515XX	Aceros al cromo

Nota: Para mayor detalle de la composición química consular la NMX-B-326.

Tabla 4.- Aceros para válvulas

Designación de las serie	Tipo de Acero
EVXX	Aceros nitrogenados al alto cromo, níquel
NVXX	Aceros al carbono alto manganeso
HNVXX	Aceros al cromo-silicio

Tabla 5.- Aceros grado herramienta

Designación de las serie	Tipo de Acero
W-X	Aceros al alto carbono para temple en agua
S-X	Aceros resistentes al impacto para trabajo en frío
O-X	Aceros templables en aceite para trabajo en frío
A-X	Aceros templables al aire para trabajo en frío
D-X	Aceros al alto carbono, alto cromo, para trabajo en frío
H-XX	Aceros para trabajo en caliente
T-X	Aceros alta velocidad en tungsteno
M-X	Aceros alta velocidad al molibdeno
L-X	Aceros para aplicaciones especiales, baja aleación