Tipos de Acero y su Composición: Guía Completa

En este artículo hablaremos de la Clasificación del acero. Los Diferentes Tipos de acero se definen en distintas bases. También veremos constituyentes del acero, qué contiene el acero inoxidable y más.

Clasificación del Acero

Según IS: 7598-1974 los aceros se clasifican como:

1. Aceros no aleados, comúnmente aceros al carbono
2. Aceros aleados

Acero No Aleado o Acero al Carbono

Los factores principales que afectan propiedades del acero al carbono son contenido de carbono y microestructura. El carbono es determinante principal de muchas propiedades. Tiene efecto fortalecedor y endurecedor. Al mismo tiempo, reduce ductilidad (disminuye alargamiento y reducción de área).

Además, aumento de carbono reduce mecanizabilidad y soldabilidad. La cantidad de carbono afecta propiedades físicas y resistencia a corrosión. Con más carbono, conductividad térmica y eléctrica disminuyen, permeabilidad magnética cae drásticamente, y resistencia a corrosión baja.

La microestructura se determina por composición (carbono, manganeso, silicio, fósforo, azufre siempre presentes, y elementos residuales: oxígeno, hidrógeno, nitrógeno) y por operación final de laminación, forjado o tratamiento térmico. Pero la mayoría de estos aceros se usan sin tratamiento térmico final, por lo que laminación y forjado influyen en microestructura.

Los aceros al carbono son predominantemente perlíticos en estado fundido, laminado o forjado. Constituyentes de aceros hipoeutectoides (≤0,87 % C): ferrita y perlita; de hiper eutectoides (≥0,87 % C): cementita y perlita.

Tipos según contenido de carbono. En base al carbono, aceros al carbono se dividen comúnmente:

1. Bajo carbono o acero dulce: 0,05-0,30 % C
2. Medio carbono: 0,30-0,60 % C
3. Alto carbono: 0,60-1,50 % C
4. Acero para herramientas (alto carbono): 0,90-1,50 % C

Los contenidos de carbono no son rígidos; puede haber solapamiento entre tipos.

Tipos de Acero según Práctica de Desoxidación

Los aceros se identifican por el grado de desoxidación durante la producción:

1. Aceros Matados (Killed Steels)

Fuertemente desoxidados, alta uniformidad de composición y propiedades. Todos los aceros para forjado y, en general, todos con >0,25 % C son matados. Cualidad esencial: solidez (ausencia de sopladuras y segregación). Al desoxidar suficientemente, no hay evolución de gas y la superficie superior del lingote se solidifica casi inmediatamente. Símbolo K = acero matado.

2. Aceros Semimatados o Balanceados

Intermedios entre matados y aceros con costra, con uniformidad variable. Aceros estructurales con 0,15-0,25 % C son generalmente semimatados. En acero semimatado el objetivo es metal libre de sopladura superficial y pipa. Superficie debe tener piel sana de espesor considerable. Chapas y productos estructurales normalmente de acero semimatado. Sin símbolo; comprende 90 % de producción total.

3. Aceros con Costra (Rimmed Steels)

En aceración, el acero se desoxida parcialmente. En acero con costra, objetivo: superficie limpia en contenido de carbono. Gran variedad de estampado profundo por proceso de aceración. Especialmente donde facilidad de conformado y acabado superficial son consideraciones mayores. Ideales para laminación. Chapas y tiras de acero con costra tienen excelente calidad superficial y características de conformado en frío. Símbolo R = acero con costra.

Tipos de Acero según Composición Química

El acero se clasifica en cuatro (04) tipos básicos según composición:

1. Acero al Carbono
2. Acero Inoxidable
3. Acero Aleado
4. Acero para Herramientas

1. Acero al Carbono

Acero al carbono: acero con 0,05-2,1 % C en peso.

El más usado en industria, >90 % de producción total. Se clasifica en tres grupos por contenido de carbono:

• Bajo Carbono / Acero Dulce
• Medio Carbono
• Alto Carbono

2. Acero Inoxidable

aceros inoxidables son aleaciones de hierro (Fe) con ~12 % y mayor carbono.

Contienen 10,5 % cromo (mínimo). Por formación de capa fina de Cr₂O₃ en superficie, tienen resistencia a corrosión. Esta capa = capa pasiva. Más cromo = mejor resistencia. Además de cromo, níquel y molibdeno se añaden para propiedades deseadas/mejoradas. Carbono, silicio, manganeso también presentes en cantidades variables.

Clasificación de Aceros Inoxidables

1. Ferríticos
2. Martensíticos
3. Austeníticos
4. Dúplex
5. Endurecimiento por Precipitación (PH)

1. Ferrítico: Aleaciones Fe-Cr con estructura cúbica centrada en cuerpo (BCC). Generalmente magnéticos, no endurecibles por tratamiento térmico, pero fortalecibles por trabajo en frío.

2. Austenítico: Los más resistentes a corrosión. No magnéticos, no tratables térmicamente. Generalmente muy soldables.

3. Martensítico: Extremadamente duros y fuertes, pero menos resistentes a corrosión que los otros dos. Mecanizables, magnéticos, tratables térmicamente.

4. Dúplex: Microestructura bifásica de granos ferríticos y austeníticos (Ferrita + Austenita). Resistencia ~2x que austeníticos o ferríticos.

5. Endurecimiento por Precipitación (PH): Por endurecimiento por precipitación, tienen resistencia extremadamente alta.

3. Acero Aleado

En acero aleado, proporciones variables de elementos de aleación logran propiedades mejoradas: soldabilidad, ductilidad, mecanizabilidad, resistencia, endurecibilidad, resistencia a corrosión, etc. Elementos comunes y efectos:

• Manganeso: Aumenta resistencia y dureza, reduce ductilidad y soldabilidad
• Silicio: Desoxidante en fabricación de acero
• Fósforo: Aumenta resistencia y dureza, reduce ductilidad y tenacidad al entalle
• Azufre: Reduce ductilidad, tenacidad al entalle, soldabilidad. Como inclusiones sulfuro
• Cobre: Mejora resistencia a corrosión
• Níquel: Mejora endurecibilidad y resistencia al impacto
• Molibdeno: Aumenta endurecibilidad y resistencia a fluencia en aceros de baja aleación

4. Acero para Herramientas

Aceros para herramientas tienen alto carbono (0,5-1,5 %). Más carbono = mayor dureza y resistencia. Usados para herramientas y matrices. Contienen tungsteno, cobalto, molibdeno, vanadio para mejorar resistencia a calor, desgaste y durabilidad. Ideales para herramientas de corte y perforación.

Constituyentes del Acero

El acero es aleación hierro-carbono. Puede contener trazas de silicio, fósforo, azufre, oxígeno.

Contenido de carbono: 0,08-1,5 %. Más duro que hierro forjado, menos frágil que fundición. Combinación distinta de dureza, flexibilidad y resistencia a tracción. Más duradero y filo más duradero que hierro forjado blando. Más resistente a choque y tensión que fundición frágil.

Propiedades dependen principalmente del carbono y en gran medida de silicio, manganeso, azufre, fósforo. Entender efecto de cada elemento es necesario para selección de acero. Constituyentes:

Carbono

Aumenta resistencia, elasticidad (punto de cedencia) y dureza; reduce ductilidad (alargamiento) y resistencia al impacto. Dato importante: >0,3 % C, el acero puede endurecerse calentando y templando en agua u aceite.

Silicio

En acero terminado: 0,05-0,30 %. Se añade a aceros al carbono para evitar porosidad. Buen desoxidante: elimina gases y óxidos, previene sopladuras, hace acero más tenaz y duro.

Manganeso

Valioso desoxidante y purificante. Combina con azufre disminuyendo su efecto dañino. En aceros al carbono ordinarios, da ductilidad y buenas cualidades de doblado. Contenido usual <1,00 %, comúnmente 0,30-1,00 %.

Azufre

En acero como sulfuro de hierro o manganeso. Sulfuro de hierro (punto fusión bajo) produce fragilidad en rojo (redshortness): mayor fragilidad a temperaturas elevadas; sulfuro de manganeso afecta menos. Por tanto, sulfuro de manganeso menos objetable. Cantidad sustancial de azufre (inclusiones) afecta desfavorablemente: resistencia a tracción, punto de cedencia, límite de fatiga, etc., y reduce resistencia a corrosión.

Fósforo

Confiere fragilidad en frío (cold-shortness): alta fragilidad a temperaturas normales y especialmente bajas. Aumenta resistencia a tracción pero reduce resistencia al impacto y ductilidad. A ~0,2 % P, resistencia al impacto ≈ 0. Efecto embritelante aumenta con carbono. Suma C+P usualmente no supera 0,25 %. Mejores aceros para herramientas: ≤0,02 % P.

Contenido de azufre y fósforo estrictamente limitado por su efecto dañino en calidad.

¿Qué contiene el Acero Inoxidable?

Al menos 10,5 % cromo, <1,2 % carbono y otros elementos de aleación. Resistencia a corrosión y propiedades mecánicas mejorables con níquel, molibdeno, titanio, niobio, manganeso, etc.

¿Qué contiene el acero inoxidable al 10 %?

Contienen 10,5 % Cromo (mínimo).

¿Contiene cobre el acero inoxidable?

Cobre común como elemento residual. Se añade a algunas aleaciones para endurecimiento por precipitación o mejorar resistencia a corrosión, especialmente en agua de mar y ácido sulfúrico.

¿Cuál es el tipo de acero más fuerte?

Tungsteno tiene la mayor resistencia a tracción de cualquier metal puro: hasta 500.000 psi a temperatura ambiente. Mantiene máxima resistencia incluso >1500 °C. Pero es frágil, menos útil en forma pura.

¿Qué grado de acero es mejor?

Acero inoxidable 304 es el más usado mundialmente por su superior resistencia a corrosión y valor. Soporta la mayoría de ácidos oxidantes. Por durabilidad, fácil de desinfectar, excelente para cocina y aplicaciones culinarias.

Hemos cubierto detalles sobre aceros: tipos, constituyentes y FAQs como qué contiene el acero inoxidable. ¡Esperamos que te gustara! Déjanos feedback en comentarios.