Cómo el carbono moldea el acero: mejorando la resistencia y la versatilidad

La transformación del acero es posible gracias al carbono. El contenido de carbono del acero modifica sus propiedades para diferentes aplicaciones. Las propiedades de tracción pueden crear desde acero de aluminio flexible hasta placas de blindaje resistentes a impactos, utilizando un porcentaje medido de carbono en el acero.

Propiedades del acero

El hierro es el metal base del acero, pero es demasiado blando para ser productivo. Cuando se introducen la austenita y la ferrita (formas de carbono), se pueden lograr diferentes formaciones de acero. Otros elementos de aleación, como la cementita, también pueden usarse para cambiar el valor estructural del acero. Un calentamiento y enfriamiento adicionales en condiciones controladas solidifican el material.

Mejoras en la producción

Antes de 1968, el proceso Bessemer fue la base de la producción comercial de acero. Se utilizaba oxígeno para quemar impurezas como silicio, manganeso y carbono. En 1968, se desarrollaron hornos de oxígeno básico para mejorar el control y la velocidad del oxígeno. Hoy, más del 66 % de toda la producción mundial de acero se realiza mediante este proceso.

Aceros al carbono de uso frecuente

Existen 3 tipos de aceros al carbono que se utilizan habitualmente en diferentes aplicaciones. Los niveles de carbono crean la tracción adecuada para la fabricación, soldadura y la determinación de la seguridad estructural de cada proyecto.

• Acero bajo en carbono tiene el menor porcentaje de carbono por peso (0,05-0,25 %). Se utiliza principalmente para productos laminados en plano, como alambre, chapas de hojalata y paneles de carrocería de automóviles.
• Acero de carbono medio aumenta el porcentaje de carbono al 0,30-0,60 %. Añadiendo una presencia de manganeso del 0,60-1,65 %, la condición de temple cambia a una forma más resistente. El acero estructural, como ejes, engranajes y rieles, puede soportar mayor resistencia usando acero de carbono medio.
• Acero de alto carbono puede oscilar entre 0,60-1,00 % con un manganeso combinado de 0,30-0,90 % por peso. Conocido por sus combinaciones óptimas de resistencia, dureza, tenacidad y resistencia al desgaste, este tipo de acero estructural se reserva para productos como cuchillos, ejes de servicio pesado y varillas de metal duro.

La importancia de las propiedades mecánicas

Existe una cierta química en la creación de acero estructural conocida como metalurgia. A través del estudio e investigación de la oxidación y la adición o eliminación de elementos, se observa que cualquier aumento de carbono por encima del 0,12 % resulta insignificante. Las propiedades mecánicas se introducen luego para perfeccionar aún más el acero estructural y alinearlo con las condiciones atmosféricas. La corrosión atmosférica es común en el acero estructural sin la ayuda de ciertas propiedades mecánicas. El carbono puede formar una tracción deseada en aceros al carbono convencionales, pero una mayor resistencia a los elementos se logra mediante aceros microaleados.

Tratamiento térmico en aceros de baja aleación

Pueden aplicarse regulaciones a los aceros de baja aleación tratados térmicamente, así como a los templados y revenidos, normalizados y revenidos. Las aleaciones, como el acero, se usan para proteger contra la corrosión y otros deterioros ambientales. También ayudan a formar tenacidad después del tratamiento térmico.

1. Los aceros de bajo carbono templados y revenidos son excelentes para forja o fundición.
2. Los aceros de ultra alta resistencia de carbono medio funcionan bien como lingotes, barras, varillas, chapas y tubos.
3. Los aceros para rodamientos se usan en aplicaciones de rodillos y rodamientos de bolas y pueden ser de alto o bajo carbono, según la aplicación.
4. Los aceros al cromo-molibdeno a menudo se requieren en las industrias del petróleo y gas debido a su resistencia a la oxidación, corrosión y protección a altas temperaturas.

Las propiedades químicas y mecánicas del acero estructural pueden ajustarse a casi cualquier tipo de aplicación, pero solo cuando se permite que el carbono desempeñe un papel significativo. Dependiendo de la industria y los requisitos atmosféricos de un trabajo, se puede crear la fórmula perfecta. Tenga en cuenta la resistencia, la resistencia a la corrosión, las preocupaciones ambientales y los estándares de rendimiento establecidos por agencias regulatorias al decidir cómo mejorar su situación actual.

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