Acero de Carbono Medio: Propiedades, Usos, Tratamientos Térmicos y Ventajas

El acero es una aleación principalmente de hierro con 0,2% a 2,1% de carbono. El término "acero al carbono" se aplica específicamente cuando el carbono es el principal elemento de aleación. El acero de carbono medio contiene 0,30% a 0,60% de carbono y 0,6% a 1,65% de manganeso. Ofrece un buen equilibrio entre resistencia y ductilidad, siendo común en muchas piezas de acero.

Efecto del Carbono y Otros Elementos

El hierro puro es blando porque su red cristalina permite que los átomos se deslicen. El carbono reduce esta tendencia, endureciendo el acero. Otros elementos como cromo, manganeso, tungsteno y vanadio también actúan como agentes endurecedores. Las proporciones precisas determinan las propiedades finales.

Equilibrio Dureza-Ductilidad

Más carbono aumenta dureza pero también fragilidad, requiriendo balance en la fabricación. Usos más comunes: maquinaria pesada (ejes, cigüeñales, acoplamientos, engranajes). Acero con 0,4%-0,6% de carbono se usa en industria ferroviaria para ejes, rieles y ruedas.

Tratamientos Térmicos

El tratamiento térmico cambia significativamente propiedades mecánicas: ductilidad, dureza, resistencia. Afecta ligeramente conductividad térmica y eléctrica. Existen diversos métodos.

Temple y Revenido: Método Principal

El contenido de carbono y manganeso hace que temple y revenido sea el tratamiento térmico más común. Implica calentar repetidamente el acero a menos de 723°C (1.333°F) y enfriar rápidamente sumergiéndolo en aceite o agua. La temperatura y tiempo permiten controlar con precisión las propiedades finales.

Cementación (Case Hardening)

Proceso que endurece solo el exterior del acero, produciendo una superficie dura y resistente al agua con interior más dúctil. El acero al carbono se cementa a menudo porque es difícil endurecer completamente una pieza gruesa. Aceros con más elementos de aleación que el carbono medio tienen mayor capacidad de endurecimiento y pueden no necesitar cementación.