9 propiedades clave del acero:definiciones, características y aplicaciones prácticas

En este artículo aprenderá ¿Qué es el acero?  Su Definición, características y propiedades del acero Todos se explican con imágenes.

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¿Qué es el acero?

A diferencia de otras formas de hierro, el acero está hecho de hierro mezclado con carbono para mejorar su resistencia y resistencia a la fractura. Además, pueden estar presentes o añadidos muchos otros elementos. Como metal base para el acero, el hierro juega un papel muy importante.

La resistencia y el bajo costo del acero lo convierten en un material excelente para la construcción, infraestructura, herramientas, barcos, trenes, automóviles, máquinas, electrodomésticos, armas y cohetes. La producción de acero comenzó en hornos de florería hace miles de años, pero su uso industrial comenzó con la introducción del alto horno en el siglo XVII, que fabricaba acero al crisol.

Las propiedades mecánicas del acero determinan si dura mucho tiempo y de manera eficiente en las aplicaciones más abrasivas y de mayor desgaste o si falla frecuente o catastróficamente. Hay muchos tipos de acero y cada tipo tiene propiedades únicas que afectan su rendimiento.

Al seleccionar el grado de acero resistente a la abrasión adecuado, es fundamental comprender estas propiedades. Así que comencemos.

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Las siguientes son las características importantes del acero:

1. Maquinabilidad
2. Soldabilidad
3. Templabilidad
4. Trabajabilidad (doblado o conformado)
5. Resistencia al desgaste
6. Resistencia a la corrosión

Maquinabilidad n.º 1

En el caso de cortar o eliminar material para diseños únicos, la propiedad de maquinabilidad del acero debería influir en la selección del material. La maquinabilidad depende de muchos factores, como cuando el material se endurece, reducirá la vida útil de la herramienta y aumentará el costo de la pieza.

Generalmente, el contenido de carbono del acero afecta significativamente su maquinabilidad. Los materiales de acero con alto contenido de carbono son mucho más difíciles de mecanizar porque son más resistentes y pueden contener carburos que corroen la herramienta de corte.

Alternativamente, los aceros con bajo contenido de carbono son problemáticos debido a su suavidad. Los aceros con bajo contenido de carbono tienden a adherirse a la herramienta de corte, lo que produce un filo acumulado que acorta la vida útil de la herramienta. Así, el acero con una cantidad moderada de carbono, alrededor del 0,20%, tiene la mejor maquinabilidad.

Soldadura n.º 2

La soldabilidad es una propiedad del acero que describe la facilidad con la que se puede utilizar en la fabricación y la fabricación. Como sugiere el nombre, la soldabilidad de un material se refiere a su capacidad para soldar. Los materiales con baja soldabilidad son propensos a agrietarse debido a tensiones locales y al calentamiento en la junta soldada.

La soldabilidad de un material es inversamente proporcional a la dureza del material. Como resultado, si un material es endurecible, tenderá a endurecerse durante el proceso de soldadura, lo que provocará fragilidad y grietas.

Se pueden medir varios modos de falla para determinar la soldabilidad del acero, incluido el agrietamiento en frío inducido por hidrógeno, el desgarro laminar y el desprendimiento de soldaduras por puntos. El más destacado de ellos es el craqueo en frío inducido por hidrógeno.

Templabilidad #3

En términos de templabilidad del acero, es una medida de cuánto se endurecerá el material en presencia de calor después de haber sido tratado con él. Esto no debe confundirse con la dureza, que considera la resistencia de una muestra a las muescas y al rayado.

Es una propiedad esencial para la soldadura, ya que es inversamente proporcional a la soldabilidad, es decir, a medida que aumenta la templabilidad, la soldabilidad disminuye y viceversa. El acero de alta dureza puede tener niveles de dureza específicos durante la fase de diseño.

Es el estándar para herramientas y aplicaciones que exigen durabilidad de la superficie. Es posible personalizar las propiedades de un material ajustando su dureza, ya que la dureza y la ductilidad están inversamente relacionadas.

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#4 Trabajabilidad (doblado o conformado)

La trabajabilidad es la capacidad a la que un material se deforma en un proceso específico de trabajo del metal. Esto afecta la facilidad con la que se puede doblar o formar un material. Se utiliza habitualmente para dar diversas formas a chapas o placas de acero, desde paneles de automóviles hasta enormes tubos de acero laminados.

La dureza y ductilidad de un metal pueden afectar en gran medida la trabajabilidad. El acero con alto contenido de carbono tiene baja ductilidad, lo que los hace menos trabajables que el acero con bajo contenido de carbono, que tiene alta ductilidad. La trabajabilidad también se puede aumentar calentando el metal, lo que se conoce como trabajo en caliente.

A medida que el metal se calienta, su ductilidad aumenta y el límite elástico disminuye, aumentando así su trabajabilidad. Puede usarse para calentar metales de alta resistencia que normalmente se agrietan cuando se conforman en frío.

Resistencia al desgaste n.º 5

Al fabricar un filo o un troquel de estampado, la propiedad de resistencia al desgaste del acero determinará cuánto tiempo se puede utilizar la herramienta antes de fallar. Se refiere a la capacidad de un material para resistir la pérdida de material por alguna acción mecánica como abrasión, erosión, adhesión, fatiga o cavitación.

Los materiales de diamante y zafiro tienen una resistencia al desgaste excepcionalmente alta, lo que los hace ideales para su uso como piedras preciosas o para herramientas de corte exigentes. La resistencia al desgaste de un material se ve muy afectada por la dureza de la superficie. La alta dureza superficial de una lima le permite desgastar otros metales de menor dureza sin experimentar un desgaste significativo.

Resistencia a la corrosión n.º 6

La resistencia a la corrosión describe qué tan bien un material puede resistir daños debidos a la oxidación u otras reacciones químicas. Los diferentes metales tienen diferentes niveles de resistencia a la corrosión. Los metales expuestos a la lluvia, el agua, la humedad o cualquier cosa que pueda oxidar la superficie del metal son vulnerables a daños por corrosión.

La corrosión se puede controlar fácilmente utilizando acero inoxidable o galvanizado, titanio, aluminio y acero resistente a la intemperie, y se puede mantener una capa selladora como pintura. Estos metales son altamente resistentes a la corrosión pero no resistentes a la corrosión.

Si el metal se expone al vacío, se oxidará después de un tiempo suficiente. Debido a esto, se requiere monitoreo y mantenimiento para prevenir la corrosión de cualquier componente crítico. Debe calcular la tasa de corrosión para determinar las recomendaciones de mantenimiento.

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Propiedades del acero

Algunas de las principales propiedades del acero son las siguientes:

1. Dureza
2. Dureza
3. Límite elástico
4. Resistencia a la tracción
5. Ductilidad
6. Durabilidad
7. Maleabilidad
8. Magnético
9. Conductividad térmica

Dureza n.º 1

Imagen:fractory.com

La dureza se define como la capacidad de resistir la fricción y la abrasión del material y es una medida de su durabilidad. Es la propiedad del material peor definida porque puede indicar resistencia al rayado, resistencia a la abrasión, resistencia a las indentaciones o al moldeo, o resistencia a la deformación plástica localizada.

Dureza n.º 2

La tenacidad es la propiedad del acero que se define como su capacidad para absorber energía sin fracturarse ni romperse. En pocas palabras, es la resistencia de un material a fracturarse cuando se somete a tensión. Depende en gran medida de la fuerza y la flexibilidad.

La tenacidad de un material generalmente se mide en pies-libras, por metro cuadrado, o julios por centímetro cuadrado. El acero puede tener una tenacidad satisfactoria bajo carga estática pero fallar bajo carga dinámica o impacto. Se indica por dureza como un material que se deforma severamente sin romperse, y puede considerarse extremadamente resistente pero no duro.

Límite elástico n.º 3

El límite elástico se refiere a la medida de la fuerza requerida para iniciar la deformación (es decir, flexión o deformación) de un material. Para decirlo en palabras simples, es la fuerza máxima que se aplica a un objeto antes de que cambie su forma y estructura. El límite elástico es importante y ayuda a elegir el material adecuado para la construcción según los requisitos.

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Resistencia a la tracción n.º 4

Imagen:azom.com

La resistencia a la tracción se define como la medida de la fuerza necesaria para romper un material. La resistencia a la tracción del acero es casi igual de alta, lo que lo hace relativamente resistente a grietas o roturas, lo cual es importante para su uso en la construcción de estructuras. Una resistencia a la tracción típica del acero estructural es de 400 megapascales (MPa), mientras que una resistencia a la tracción típica del acero al carbono es de 841 MPa.

#5 Ductilidad

Imagen:thinkco.com

Una de las propiedades mecánicas valiosas del acero es su ductilidad, que es su capacidad de cambiar de forma bajo la influencia de la fuerza que se le aplica de tal manera que no se agriete. Esta es una de las propiedades mecánicas más importantes del acero.

La propiedad que permite darle diversas formas y estructuras se conoce como ductilidad. Esto permite utilizarlo como alambres delgados o como paneles y piezas de automóviles grandes, dependiendo de la forma y estructura.

#6 Durabilidad

Imagen:blog.dahlstromrollform.com

La durabilidad de un metal se refiere a su capacidad para resistir la abrasión, la presión y los daños durante un largo período de tiempo. El acero también es un tipo de metal muy duradero. Ya que el acero también es fuerte y dúctil, lo que lo hace altamente resistente a daños accidentales.

Dado que el acero es un metal compuesto, que está formado por hierro y carbono en una combinación particular, es notablemente impermeable a la mayoría de los componentes, lo que lo hace perfecto para áreas como zonas costeras y ciudades que experimentan fuertes vientos, tormentas frecuentes y condiciones desafiantes. 

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#7 Maleabilidad

Imagen:hevvypumps.com

Cuando los metales son maleables, significa que se pueden golpear, apretar o doblar en láminas delgadas o gruesas sin romperse, lo que indica que tienen la propiedad física de maleabilidad. En pocas palabras, es la propiedad de un metal de deformarse bajo presión y tomar otra forma.

#8 Magnético

Imagen:monnigindustry.com

El acero también es un material magnético, pero depende del tipo de acero al que se haga referencia. En el caso de las jarras de acero, por ejemplo, los componentes que la componen son ferromagnéticos, como el hierro, que es muy atraído por los imanes. El acero inoxidable austenítico no actúa magnéticamente debido a la alta concentración de cromo y níquel.

#9 Conductividad térmica

Imagen:inoxidable-estructurales.com

La conductividad térmica es la velocidad a la que se transporta la energía térmica a través de un material. Generalmente se mide en vatios por metro por grado Kelvin (W/(mK)). Un material de alta conductividad térmica puede transportar el calor de forma más rápida y eficiente que un material de baja conductividad térmica.

El acero al carbono tiene una conductividad muy baja en comparación con el aluminio. Suele ser de unos 45 vatios por cada Kelvin por metro. Conductividad eléctrica a temperatura ambiente de aproximadamente 6 millones de siemens por metro. Es la primera propiedad física que determina la conductividad del acero.

Cerrándolo

Eso es todo. Gracias por leer. Espero haber cubierto todo sobre las "Propiedades del acero. ” Si me perdí algo, o si tienes alguna duda, házmelo saber en los comentarios. Si te gustó este artículo, compártelo con tus amigos.

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