LOS ACEROS AL CARBONO

Los Aceros al Carbono

Un acero es simplemente una aleación Hierro-Carbono en la cual este último se encuentra en un porcentaje pequeño. El Hierro puro es un material suave y dúctil, pero la adición de carbono lo cambia a un material duro y fuerte. La cantidad de carbono que se añade a la aleación tiene un efecto sobre la dureza y la fuerza que obtiene el material, lo cual se da en términos de la resistencia y la ductilidad que posee el acero. Entre mayor sea el contenido de carbono mayor es la dureza del acero, tanto en el estado recocido como en el estado endurecido; este contenido de carbono se aproxima al 2.11%.

Los aceros de bajo carbono tienen un contenido de carbono de 0.08 a 0.25 %. Generalmente, se consideran como aceros para maquinaria y se endurecen únicamente por carburización. Grados como AISI 1018 0 AISI 1020 son grados comunes de aceros de bajo carbono.

Aceros de mediano contenido de carbono tienen un contenido de dicho elemento entre 0.25 y 0.60 %. Estos aceros se pueden endurecer en la condición en que están; sin embargo, no se desarrollan altos niveles de dureza. Ellos son, generalmente, muy tenaces y fuertes y se emplean en aplicaciones tales como engranes, ejes o en aplicaciones en chumaceras. Grados AISI 1045 o AISI 4140 son aceros de mediano carbono comunes.

Los aceros de alto carbono, cuyo rango de carbono va de 0.6 a 2.11 %, se consideran aceros de alto carbono y con contenidos de entre 0.6 a 2.4 % como aceros para herramienta. Los grados AISI 1095 a aceros de alta velocidad están dentro de este grupo.

El sistema de identificación AISI (American Iron and Steel Institute) para los distintos grados de acero indica cual es el contenido de carbono, así como algunas otras características de acuerdo a lo siguiente:

· AISI establece una categoría para los aceros dentro de un sistema de grados identificados por los dos primeros dígitos. En un grado AISI 1018, el “10” significa que este acero es un acero al carbono no resulfurado. El azufre se añade típicamente al acero para aumentar su maquinabilidad.

· El segundo conjunto de dígitos proporciona el rango de carbono en porcentaje, dado como el nominal. Esto es, un grado identificado como 1018 significa que es un acero al carbono no resulfurado con contenido de carbono nominal de 0.18 %. Así, añadiendo el decimal después de los primeros dos dígitos, permite conocer el contenido nominal de carbono de todos los aceros en el sistema de graduación AISI.

· Si hay una letra en el centro de la designación, tal como 12L14 o 11L17, la letra indica un elemento añadido. Para determinar el contenido de carbono, hay que añadir el decimal después del carácter alfa.

· Otros prefijos comúnmente empleados son:

“11” indica un acero resulfurado.

“12” indica un acero grado maquinaria resulfurado y refosforado.

“3X” (31, 32, 33 y 34) indica un acero al níquel-cromo.

“41” indica un acero al cromo- molibdeno.

“43” indica un acero al níquel- cromo-molibdeno

“5X” (50,51,52) indica un acero al cromo

“61” indica un acero al cromo-vanadio

“86” indica un acero al níquel-cromo-molibdeno

“92” indica un acero al cromo-silicio

Como se mencionó anteriormente, los efectos del carbono cambian la ductilidad y la resistencia de los aceros, sin embargo, el talento real del carbono es la habilidad de poder endurecer el acero y hacerlo utilizable para una amplia variedad de aplicaciones.

Si se intenta tratar térmicamente un material base hierro (metal ferroso) que únicamente contiene carbono, siendo su contenido suficientemente alto, éste le permitirá obtener un revestimiento duro sobre su superficie: El acero AISI 1095 es un buen ejemplo. Este acero tiene una cantidad pequeña de manganeso, el cual añade resistencia, pero no añade nada a su habilidad de aumentar la profundidad de endurecimiento, por la pequeña cantidad en la que se encuentra presente. Por esta razón, cuando se templa un acero 1095 en agua o salmuera, producirá un revestimiento muy duro sobre el acero, sin embargo, el espesor del revestimiento es de únicamente 0.04 a 0.08 pulgadas (1.016 a 2.032 mm). El núcleo o centro del acero permanece sin endurecerse, pero adquiere la calidad de tenaz.