CLASI CLASIFI FICA CACI CION ON DE LOS LOS ACEROS CEROS SEGÚ SEGÚN N NORM NORMAS AS ASTM, ASI – SAE. 3.4- Según ASTM La norma ASTM (American Society for Testing and Materials) no especifica la composición directamente, sino que más bien determina la aplicación o su ámbito de empleo. or tanto, no e!iste una relación directa y biun"#oca con las normas de composición. $l esquema general que esta norma emplea para la numeración de los aceros es% YXX donde, Y es Y es la primera letra de la norma que indica el grupo de aplicación seg&n la siguiente lista% A% si se trata de especificaciones especificaciones para aceros' aceros' % especificaciones para no ferrosos' % especificaciones para *ormigón, estructuras ci#iles' +% especificaciones para qu"micos, as" como para aceites, pinturas, etc. $% si se trata de mtodos de ensayos' -tros...
$emplos% A36: especificación A36: especificación para aceros estructurales al carbono' A2!: especificación A2!: especificación para aceros al carbono de baa e intermedia resistencia para uso en planc*as de recipientes a presión'
A32!: espe especi cififica caci ción ón para para pern pernos os estr estruc uctu tura rale less de acer acero o con con tratamiento trmico y una resistencia a la tracción m"nima de /012/13 4si' A!"4: especificación A!"4: especificación para planc*as aleadas de acero templadas y re#enidas con alta resistencia a la tracción, adecuadas para soldar' A continuación se adunta una tabla con las caracter"sticas de los aceros que son más comunes, seg&n esta norma%
3.!- Según AISI
La norma A5S5 (American 5ron and Steel 5nstitute ) utili6a un esquema general para reali6ar la especificación de los aceros mediante 7 n&meros% AISI #YXX Además de los n&meros anteriores, las especificaciones A5S5 pueden incluir un prefio mediante letras para indicar el proceso de manufactura. +ecir que las especificaciones SA$ emplean las mismas designaciones numricas que las A5S5, pero eliminando todos los prefios literales. $l significado de los anteriores campos de numeración es la siguiente% XX indica el tanto por ciento (8) en contenido de carbono () multiplicado por /11' Y indica, para el caso de aceros de aleación simple, el porcentae apro!imado del elemento predominante de aleación' # indica el tipo de acero (o aleación). Los #alores que puede adoptar 9 son los siguientes% 9:/% si se trata de aceros al arbono (corriente u ordinario)' 9:0% si se tarta de aceros al ;"quel' 9:<% para aceros al ;"quel=romo' 9:7% para aceros al Molibdeno, r=Mo, ;i=Mo, ;i=r=Mo' 9:3% para aceros al romo' 9:>% si se trata de aceros al romo=?anadio' 9:@% si se trata de aceros Al Tungsteno=romo' 9:% para aceros al ;i=r=Mo' $tc. omo ya se indicó, la anterior designación puede incorpora tambin letras adicionales para indicar lo siguiente%
E . . . . : para indicar Busión en *orno elctrico básico. . . . . $: para indicar Crados de acero con templabilidad garanti6ada. C . . . .: para indicar Busión en *orno por arco elctrico básico. X . . . .: para indicar alguna des#iación del análisis de norma. TS . . .: para indicar que se trata de una ;orma tentati#a. . . % . .: para indicar que se trata de Crados de acero con un probable contenido mayor de 1.11138 en boro. . . . LC: para indicar Crados de acero con e!tra=bao contenido en carbono (1.1<8 má!.). . . . F: Crados de acero automático. A continuación se incluyen algunos eemplos de designación de tipos de aceros seg&n la norma A5S5, que incluyen algunas notas aclaratorias% - AISI "&2&: /% para indicar que se trata de un acero corriente u ordinario' 1% no aleado' 01% para indicar un contenido má!. de carbono () del 1.018. - AISI C "&2&: La letra indica que el proceso de fabricación fue S5$M$;S= MADT5;=básico. uede ser (si es essemer=ácido) ó $ (Eorno elctrico=básico). - AISI "&4!: /% acero corriente u ordinario' 1% no aleado' 73% 1.73 8 en . - AISI 32"!: <% acero al ;"quel=romo'
0% contenido del /.>8 de ;i, /.38 de r' /3% contenido del 1./38 de carbono (). - AISI 4"4&: 7% acero aleado (r=Mo)' /% contenido del /./8 de r, 1.08 de Mo' 71% contenido del 1.718 de carbono ().
A continuación se adunta una tabla resumen de distintos tipos de aceros y su contenido apro!imado de elementos principales de aleación, seg&n A5S5%
;o obstante, la composición de los aceros no es e!acta, sino que e!iste un rango de tolerancia aceptable en referencia a los #alores indicados en normas o catálogos. As" por eemplo, las tolerancias en la composición del acero A5S5 7/71 que indicamos anteriormente ser"an las siguientes% % 1,<=1,7< 8 Mn % 1,@3=/,11 8 r % 1,1=/,/1 8
Mo % 1,/3=1,03 8 Si % 1,/3=1,<3 8 menor o igual que 1,1<3 8 S menor o igual que 1,171 8 or otro lado, la norma A5S5 n*'/0e+ utili6ando < n&meros% - A(e)*+ In*'/0e+ 1')en+(*+:
especifica
a
los '(e)*+
7FF% ase r. Medio=alto carbono. 3FF% ase r, Mo. ao carbono. $emplos% A5S5 7/1, A5S5 7/>, A5S5 7. - In*'/0e+ '5+en(*+: , A5S5 <1<, A5S5 010.
ara los aceros para *erramientas, la norma A5S5 *a formulado códigos espec"ficos seg&n la siguiente tabla% Codificación de Aceros para Herramientas, según AISI Grupo Símbolo Descripción Alta velocidad (rápidos) T Base Tugsteno (%W !!"#$!&) Alta velocidad (rápidos) ' Base 'olibdeno (%'o "$!*"*)
Traba+o en caliente Traba+o en /río Traba+o en /río Traba+o en /río 1esistencia al impacto 2ropósitos especí/icos 2ropósitos especí/icos 'oldes Templables al agua
, A D 0 S 3 4 2 W
Base -r. W. 'o 'edia aleación. temple al aire Alto -r. alto - (%-r !!"$!"$) Templables al aceite 'edio carbono. al Si Ba+a aleación. medioalto carbono Alto carbono. al W Ba+a aleación. ba+o carbono Alto carbono
3.6- Según SAE La norma SA$ (Society of Automoti#e $ngineers) clasifica los aceros en distintos grupos, a saber% = Aceros al carbono' = Aceros de media aleación' = Aceros aleados' = Aceros ino!idables' = Aceros de alta resistencia' = Aceros de *erramienta, etc.
= A$D-S AL AD-;-% La denominación que emplea la normati#a SA$ para los aceros al carbono es seg&n el siguiente esquema% SA$ /1FF, donde FF indica el contenido de arbono (). $emplos% SA$ /1/1 (con un contenido en carbono entre 1,1 = 1,/< 8) SA$ /171 (1,< = 1,7< 8)
Los demás elementos que puedan estar presentes no están en porcentaes de aleación al ser pequeGo su #alor. As", los porcentaes má!imos para los elementos que a continuación se indican son% ontenido má! : 1,178 ontenido S má! : 1,138 ontenido Mn : 1,<1 = 1,>18 para aceros de bao carbono (H1.<18) 1,>1 = 1,I18 para aceros de alto carbono (J1,>18) y aceros al para cementación.
or otro lado, dentro de los aceros al carbono, seg&n su contenido, se pueden diferenciar los siguientes grupos% K Aceros de muy bao 8 de carbono (desde SA$ /113 a /1/3) $stos aceros son usados para pie6as que #an a estar sometidas a un conformado en fr"o. Los aceros no calmados se utili6an para embutidos profundos por sus buenas cualidades de deformación y terminación superficial. Los calmados son más utili6ados cuando #an a ser sometido a procesos de forados o de tratamientos trmicos. Son adecuados para soldadura y para bra6ing. Su maquinabilidad se meora mediante el estirado en fr"o. Son susceptibles al crecimiento del grano, y a fragilidad y rugosidad superficial si despus del conformado en fr"o se los calienta por encima de >11.
K Aceros de bao 8 de carbono (desde SA$ /1/> a /1<1) $ste grupo tiene mayor resistencia y dure6a, pero menor capacidad de deformación. Son los com&nmente llamados aceros de cementación. Los calmados se utili6an para foras.
$l comportamiento al temple de estos tipos de aceros depende del 8 de y Mn. As" los que presentan mayores porcentaes de tienen mayor templabilidad en el n&cleo, y los de más alto 8 de Mn, se endurecen más principalmente en el n&cleo y en la capa. Son aptos para soldadura y bra6ing. La maquinabilidad de estos aceros meora con el forado o normali6ado, y disminuye con el recocido.
K Aceros de medio 8 de carbono (desde SA$ /1<3 a /13<) $stos aceros son seleccionados en usos donde se necesitan propiedades mecánicas más ele#adas y frecuentemente lle#an tratamiento trmico de endurecimiento. Se utili6an en amplia #ariedad de pie6as sometidas a cargas dinámicas, como ees y árboles de transmisión. Los contenidos de y Mn son #ariables y dependen de una serie de factores, como las propiedades mecánicas o la templabilidad que se requiera. Los de menor 8 de carbono se utili6an para pie6as deformadas en fr"o, aunque los estampados se encuentran limitados a plaqueados o doblados sua#es, y generalmente lle#an un recocido o normali6ado pre#io. Todos estos aceros se pueden aplicar para fabricar pie6as foradas y su selección depende del tamaGo y propiedades mecánicas despus del tratamiento trmico. Los de mayor 8 de , deben ser normali6ados despus de forados para meorar su maquinabilidad. Son tambin ampliamente usados para pie6as maquinadas, partiendo de barras laminadas. +ependiendo del ni#el de propiedades necesarias, pueden ser o no tratadas trmicamente. $stos tipos de aceros pueden soldarse pero deben tenerse precauciones especiales para e#itar fisuras debido al rápido calentamiento y posterior enfriamiento.
K Aceros de alto 8 de carbono (desde SA$ /133 a /1I3)
Se usan en aplicaciones en las que es necesario incrementar la resistencia al desgaste y conseguir altos ni#eles de dure6a en el material que no pueden lograrse con aceros de menor contenido de . $n general no se utili6an conformados en fr"o, sal#o plaqueados o el enrollado de resortes. rácticamente todas las pie6as con acero de este tipo son tratadas trmicamente antes de usar, debindose tener especial cuidado en estos procesos para e#itar distorsiones y fisuras.
= A$D-S +$ M$+5A AL$A5;% Son aceros al Mn, y su denominación seg&n SA$ es del tipo SA$ /3FF, donde el porcentae de Mn #ar"a entre /,01 y /,>3, seg&n el 8. $emplos% SA$ /307, con contenido en el rango de /,01 = /,31 8Mn, y son empleados para construcción de engranaes' SA$ /370, indica un contenido del /,<3 = /,>3 8Mn, y son empleados para temple.
= A$D-S +$ D$SPLBPDA+-S%
BN5L MAOP5;A5L5+A+
A$D-S
$l esquema de denominación de estos aceros, seg&n SA$, es de la siguiente forma% SA$ //FF y SA$ /0FF Son aceros de alta maquinabilidad. La presencia de gran cantidad de sulfuros genera #iruta pequeGa y dado que los sulfuros poseen alta plasticidad, stos act&an como lubricantes internos. ;o son aptos para soldar, ni para someterlos a tratamientos trmicos, ni fora debido a su bao punto de fusión.
$emplos% SA$ //FF, donde el contenido de S oscila entre 1,1 = 1,/< 8S' SA$ /0FF, para este acero el contenido oscila entre 1,07 = 1,<< 8S.
$ste tipo de aceros pueden di#idirse a su #e6 en tres grupos% K Crupo 5 (SA$ ///1, ////, ///0, ///<, /0L/<, /0L/7, y /0/3)% Son aceros efer#escentes de bao 8 de carbono, con e!celentes condiciones de maquinado. Los de la serie /011 incorporan el fósforo y los L contienen plomo. $stos elementos influyen en fa#orecer la rotura de la #iruta durante el corte con la consiguiente disminución en el desgaste de la *erramienta. uando se los cementa, para lograr una meor respuesta al tratamiento, deben estar calmados.
K Crupo 55 (SA$ //1, //1I, ///>, ///@, /// y ///I)% Son un grupo de acero de bao 8 de carbono y poseen una buena combinación de maquinabilidad y respuesta al tratamiento trmico. or ello, tienen menor contenido de fósforo, y algunos de a6ufre, con un incremento del 8 de Mn, para aumentar la templabilidad permitiendo temples en aceite.
K Crupo 555 (SA$ //<0, //<@, // y //3/) $stos aceros de medio contenido 8 de carbono combinan su buena maquinabilidad con su respuesta al temple en aceite.
= A$D-S AL$A+-S% Se considera que un acero es aleado cuando el contenido de un elemento e!cede uno o más de los siguientes l"mites% K /,>38 de manganeso (Mn) K 1,>18 de silicio (Si) K 1,>18 de cobre (u) K ó cuando *ay un 8 especificado de cromo, n"quel, molibdeno, aluminio, cobalto, niobio, titanio, tungsteno, #anadio o 6irconio.
Los aceros aleados se usan principalmente cuando se pretende conseguir cualquiera de las siguientes propiedades% K desarrollar el má!imo de propiedades mecánicas con un m"nimo de distorsión y fisuración' K fa#orecer la resistencia al re#enido, incrementar la tenacidad, disminuir la sensibilidad a la entalla' K meorar la maquinabilidad en condición de temple y re#enido, comparándola con un acero de igual 8 de carbono en la misma condición. Ceneralmente se los usa tratados trmicamente. +e *ec*o el criterio más importante para su selección es normalmente su templabilidad, pudiendo todos ser templados en aceite.
A continuación se indican su denominación SA$ seg&n los elementos de aleación que lle#en incorporados% K ;i +enominación SA$% 0
$l contenido en n"quel (;i) aumenta la tenacidad de la aleación, pero no la templabilidad, por lo que deberá incluir otro elemento aleante como r ó Mo.
K r=;i +enominación SA$% 1 a 1,1 8r), que ofrece una gran tenacidad y templabilidad, no obstante el ele#ado contenido en ;i dificulta la maquinabilidad.
K Mo +enominación SA$% 71FF, 77FF Son aleaciones que aumenta le#emente la templabilidad del acero.
K r=Mo +enominación SA$% 7/FF Son aleaciones que poseen /,11 8r y de 1,/3 a 1,<1 8Mo. Se utili6an para nitrurado, tornillos de alta resistencia, etc.
K r=;i=Mo +enominación SA$% >FF resentan aleaciones del 1,71 a 1,@1 8r, 1,71 a 1,>1 8;i y 1,/3 a 1,<1 8Mo. Son las aleaciones más usadas por su buena templabilidad. $emplos%
SA$ >01, para cementación' SA$ >71, para temple y re#enido.
K Si=Mn +enominación SA$% I0FF oseen apro!imadamente /,71 8Si y /,11 8Mn. Son aceros muy adecuados para resortes, dado que tienen e!celente resistencia a la fatiga y templabilidad. ara resortes de menos e!igencias se suele utili6ar el SA$ /1@1.
or otro lado, los aceros aleados se pueden clasificar en dos grandes grupos seg&n sus aplicaciones%
/.= Aceros aleados de bao 8 de carbono, para cementar% A su #e6, este grupo se puede di#idir, seg&n su templabilidad en% K +e baa templabilidad (series SA$ 7111, 3111, 3/11, >/11 y /11)' K +e templabilidad intermedia (series SA$ 7<11, 7711, 7311, 7>11, 7@11, >11 y @11)' K +e alta templabilidad (series SA$ 711 y I<11). $stos <imos se seleccionan para pie6as de grandes espesores y que soportan cargas mayores. Los otros, de baa o media templabilidad, para pie6as pequeGas, de modo que en todos los casos el temple se pueda efectuar en aceite. La dure6a del n&cleo depende del 8 de básico y de los elementos aleantes. $sta debe ser mayor cuando se producen
ele#adas cargas de compresión, para soportar as" meor las deformaciones de las capas e!teriores. uando lo esencial es la tenacidad, lo más adecuado es mantener baa la dure6a del n&cleo.
31/3, 3//3, 3/01, >// y >/3
0.= Aceros aleados de alto 8 de carbono, para temple directo% A su #e6, este grupo se puede subdi#idir seg&n el contenido de carbono% K ontenido de carbono nominal entre 1,<1 = 1,<@ 8% pueden templarse en agua para pie6as de secciones moderadas o en aceite para las pequeGas. $emplos de aplicación% bielas, palancas, puntas de ees, ees de transmisión, tornillos, tuercas.
K ontenido de carbono nominal entre 1,71=1,70 8% se utili6an para pie6as de medio y gran tamaGo que requieren alto grado de resistencia y tenacidad. $emplos de aplicación% ees, palieres, etc., y pie6as para camiones y a#iones.
K ontenido de carbono nominal 1,73=1,31 8% se utili6an en engranaes y otras pie6as que requieran alto dure6a, resistencia y tenacidad.
K ontenido de carbono nominal 1,31=1,>1 8% se utili6an para resortes y *erramientas manuales.
33, I0>1
K ontenido de carbono nominal /,10 8% se utili6an para pistas, bolas y rodillos de coinetes, además de otras aplicaciones en las que se requieren alta dure6a y resistencia al desgaste. omprende tres tipos de acero, cuya templabilidad #ar"a seg&n la cantidad de cromo que contienen.
= A$D-S 5;-F5+AL$S% Se di#iden en los siguientes grupos% K Austen"ticos% $emplos% A5S5 <10FF, donde FF no es el porcentae de /@=/I 8 r ' 7= 8 ;i ' >= 8 Mn
A5S5 <1
K Martens"ticos $emplo% A5S5 3/7FF // = / 8 r $stos son templables. Si se persigue conseguir dure6as más ele#adas se debe aumentar el 8 r (formación de carburos de r). Se
usan para cuc*iller"a, dado que tienen e!celente resistencia a la corrosión.
K Berr"ticos $emplos% A5S5 3/7FF, 3/3FF oseen bao 8 de y alto r (/1 = 0@ 8) por lo que pueden mantener la estructura ferr"tica a&n a altas temperaturas.
= A$D-S +$ ALTA D$S5ST$;5A Q ARA AL$A5;% La denominación SA$ de estos aceros es del tipo IFF, donde FF /1< lb2pulg0, indica el l"mite elástico del acero. $emplo% SA$ I70. Son de bao 8 de y aleados con ?a, ;b, ;, Ti, en apro!imadamente 1,1<8 para cada uno, de manera que precipitan carbonitruros de ?a, ;b, Ti que ele#an el l"mite elástico entre <1 y 31 8. resentan garant"a de las propiedades mecánicas y ángulo de plegado. Son de fácil soldabilidad y tenaces, aunque no admiten tratamiento trmico.
= A$D-S ADA E$DDAM5$;TAS% Se denominan seg&n las siguientes letras% % Templables al agua. ;o contienen elementos aleantes y son de alto 8 de carbono (1,@3 a /.118). Son los más económicos y en general tienen limitación en cuanto al diámetro, debido a su especificación de templabilidad. ara trabaos en fr"o se usan los siguientes%
& para indicar que sólo son aptos para trabao en fr"o, dado que si se aumenta la temperatura disminuye la dure6a. A si están templados al aire. ;o soportan temple en aceite pues se fisurar"an. Se usan para formas intrincadas (matrices) dado que el alto contenido de cromo (r) otorga temple *omogneo. D o de alta aleación. ontienen alto 8 de carbono para formar carburos de r (/,/1 = /,1 8). oseen una gran resistencia al desgaste. ara trabao en caliente% $ Aceros rápidos% T en base a tungsteno M en base a molibdeno Los tres tipos anteriores mantienen su dure6a al roo (importante en cuc*illas), y contienen carburos que son estables a alta temperatura. $l r aumenta la templabilidad ya que se encuentra disuelto, mientras que el tungsteno y el molibdeno son los formadores de carburos. $l más di#ulgado es el conocido como T/=7=/, que indica contenidos de , r y Mo respecti#amente. S son aceros para *erramientas que trabaan al c*oque. Bácilmente templables en aceite. ;o se pueden usar en grandes secciones o formas intrincadas.
