Acero.

De todos los diferentes metales y materiales que usamos en la actualidad, el acero es por lejos el más importante. Cuando el acero fue desarrollado, revolucionó la industria de los Estados Unidos. Con él vinieron los rascacielos, puentes más fuertes y largos, y las vías de los ferrocarriles que no colapsaban.

El acero es fabricado a partir del hierro de fundición en bruto, reduciendo la cantidad de carbono y otras impurezas, y agregando cantidades específicas de elementos de aleación. No se debe confundir el acero con las dos clases generales de hierro: el hierro fundido (más de 2% de carbono) y el hierro puro (menos de 0,15% de carbono). En la fabricación del acero, cantidades controladas de elementos de aleación se agregan durante la etapa de fundición para obtener la composición deseada.

La composición de un acero está determinada por su aplicación y las especificaciones desarrolladas por las siguientes entidades: American Society for Testing and Materials (ASTM), American Society of Mechanical Engineers (ASME), Society of Automotive Engineers (SAE) y American Iron and Steel Institute (AISI).

Acero al carbono

Este término se aplica a un amplio rango de aceros que van desde el hierro de lingotes comercialmente puro hasta los hierros fundidos. Este rango de acero al carbono puede clasificarse en cuatro grupos:

• Acero de bajo carbono: 0,05% a 0,30% de carbono.
• Acero de carbono medio: 0,30% a 0,45% de carbono.
• Acero de elevado carbono: 0,45% a 0,75% de carbono.
• Acero de muy elevado carbono: 0,75% a 1,70% de carbono.

Acero de bajo carbono

El acero en esta clasificación es tenaz y dúctil, fácilmente maquinado, moldeado y soldado. No responde a ninguna forma de tratamiento térmico, excepto el temple.

Acero de carbono medio

Estos aceros son resistentes y fuertes, pero no pueden ser soldados o trabajados tan fácilmente como los aceros de bajo carbono. Se utilizan en la fabricación de ganchos de grúas, ejes, vástagos, tornillos prisioneros, entre otros.

Aceros de elevado carbono y muy elevado carbono

Los aceros en estas clases responden bien a los tratamientos térmicos y pueden ser soldados. Para su soldadura, se deben usar electrodos especiales, así como procedimientos de precalentamiento y alivio de tensiones para evitar roturas en las áreas soldadas. Estos aceros son utilizados en dados, herramientas de corte, herramientas de molienda, ruedas de vagones de ferrocarril, escofinas, cuchillos, entre otros.

Aceros de baja aleación, alta resistencia y estructurales templados

Un acero especial de bajo carbono que contiene pequeñas cantidades específicas de elementos de aleación y es templado para obtener un rendimiento de resistencia superior a 50.000 psi, con resistencias de tracción entre 70.000 y 120.000 psi.

Los miembros estructurales hechos con estos aceros de alta resistencia pueden tener áreas transversales más pequeñas que los aceros estructurales comunes, manteniendo igual o mayor resistencia. Además, son más resistentes a la corrosión y la abrasión. Los aceros de alta resistencia están cubiertos por las especificaciones ASTM.

Nota: Este tipo de acero es más tenaz que los aceros de bajo carbono. Las máquinas de guillotina para este tipo de acero deben tener el doble de la capacidad de las requeridas para cortar aceros de bajo carbono.

Acero inoxidable

Este tipo de acero está clasificado por la American Iron and Steel Institute (AISI) en dos series generales identificadas como series 200-300. Cada serie incluye varios tipos de aceros con diferentes características.

Las series 200-300 del acero inoxidable son conocidas como austeníticos. Este tipo de acero es muy tenaz y dúctil en estado de soldadura, por lo que es ideal para soldar y no requiere recocido bajo condiciones atmosféricas normales. Los tipos más conocidos dentro de esta serie son el 302 y el 304, comúnmente identificados como 18-8, debido a su composición de 18% de cromo y 8% de níquel. Los aceros al cromo-níquel son los más utilizados y poseen propiedades normalmente no magnéticas.

Cromado ferrítico

Este tipo de acero contiene entre 12% y 27% de cromo y entre 0,08% y 0,20% de carbono. Estas aleaciones son consideradas aceros inoxidables adecuados, ya que no contienen níquel. No son templables por tratamiento térmico y se usan en estado recocido o blando. Son magnéticos y se emplean en recortes decorativos y equipos expuestos a elevadas presiones y temperaturas.

Cromado martensítico

Estos aceros son magnéticos y pueden templarse fácilmente por tratamiento térmico. Contienen entre 12% y 18% de cromo, entre 0,15% y 1,2% de carbono y hasta 2,5% de níquel. Se utilizan en aplicaciones que requieren alta resistencia, resistencia a la corrosión y ductilidad.

Aceros de aleación

Los aceros que derivan sus propiedades principalmente de la presencia de algún elemento de aleación distinto del carbono son conocidos como aceros aleados. No obstante, todos los aceros aleados contienen trazas de otros elementos.

Entre los elementos de aleación más comunes se encuentran níquel, cromo, vanadio, silicio y tungsteno. Uno o más de estos elementos pueden agregarse al acero durante su fabricación para desarrollar propiedades específicas.

Los aceros de aleación pueden producirse en secciones estructurales, hojas, planchas y barras para ser utilizadas en la condición de laminadas en caliente o en frío. Las propiedades físicas obtenidas con estos aceros superan a las de los aceros al carbono laminados en caliente.

Estos aceros se emplean en estructuras donde la resistencia del material es especialmente importante. Algunas aplicaciones incluyen puentes, vagones de ferrocarril, cuerpos de volquetes, filos de topadoras y brazos de grúas.

Tabla 1 - Colores del calor para el acero

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