El acero al carbono es una aleación hierro-carbono, que contiene hasta un 2,1% en peso de carbono.El manganeso máximoEl contenido de silicio y de cobre debe ser inferior al 1,65%, 0,6% y 0,6% respectivamente.
Tipos de acero al carbono y sus propiedades
El acero al carbono se puede clasificar en tres categorías según su contenido de carbono: acero de bajo carbono (o acero de carbono suave), acero de carbono medio y acero de alto carbono [1].microstructura y propiedades comparar como sigue:
Acero bajo en carbono
El acero de bajo carbono es la forma más utilizada de acero de carbono.No pueden endurecerse mediante tratamiento térmico (para formar martensita), por lo que esto generalmente se logra mediante trabajo en frío.
Los aceros de carbono suelen ser relativamente blandos y tienen baja resistencia. Sin embargo, tienen una alta ductilidad, lo que los hace excelentes para el mecanizado, la soldadura y el bajo costo.
Los aceros de alta resistencia y baja aleación (HSLA) también se clasifican a menudo como aceros de bajo contenido de carbono, sin embargo, también contienen otros elementos como cobre, níquel, vanadio y molibdeno.que contienen hasta 10 wtLos aceros de alta resistencia y baja aleación, como su nombre indica, tienen mayores resistencias, lo que se logra mediante tratamiento térmico.haciendo que sean fácilmente formables y mecanizablesEl HSLA es más resistente a la corrosión que los aceros simples de bajo contenido de carbono.
Acero de carbono medio
El acero de carbono medio tiene un contenido de carbono del 0,25 ± 0,60 por ciento en peso y un contenido de manganeso del 0,60 ± 1,65 por ciento en peso.Las propiedades mecánicas de este acero se mejoran mediante un tratamiento térmico que implica la autentización seguida de calentamiento y templado, dándoles una microestructura martensítica.
El tratamiento térmico solo puede realizarse en secciones muy delgadas, sin embargo, elementos de aleación adicionales, como el cromo, el molibdeno y el níquel,puede añadirse para mejorar la capacidad de los aceros para ser tratados térmicamente y, por lo tanto, endurecido.
Los aceros de carbono medio endurecidos tienen una mayor resistencia que los aceros de bajo carbono, sin embargo, esto se produce a expensas de la ductilidad y la dureza.
Acero de alto contenido de carbono
El acero de alto carbono tiene un contenido de carbono de 0,60 a 1,25 por ciento en peso y un contenido de manganeso de 0,30 a 0,90 por ciento en peso.Los aceros de alto contenido de carbono son muy resistentes al desgaste debido a que casi siempre se endurecen y templan.
Los aceros de herramientas y los aceros de matriz son tipos de aceros de alto contenido de carbono, que contienen elementos de aleación adicionales, incluidos el cromo, el vanadio, el molibdeno y el tungsteno.La adición de estos elementos da como resultado un acero muy resistente al desgaste., que es el resultado de la formación de compuestos de carburo como el carburo de tungsteno ((WC).
El acero al carbono se puede producir a partir de acero reciclado, acero virgen o una combinación de ambos.
El acero virgen se obtiene combinando mineral de hierro, coke (producido por calentamiento de carbón en ausencia de aire) y cal en un alto horno a unos 1650 °C.El hierro fundido extraído del mineral de hierro se enriquece con carbono del coque de combustiónLas impurezas restantes se combinan con la cal para formar escoria, que flota sobre el metal fundido donde se puede extraer.
El acero fundido que se obtiene contiene aproximadamente un 4% de carbono, que se reduce a la cantidad deseada en un proceso llamado descarburización.Esto se logra pasando el oxígeno a través de la fusión, que oxida el carbono en el acero, produciendo monóxido de carbono y dióxido de carbono.
Ejemplos y aplicaciones
Los aceros bajos en carbono a menudo se utilizan en componentes de carrocería de automóviles, formas estructurales (arcos I, canales y hierro de ángulo), tuberías, componentes de construcción y puentes y latas de alimentos.
Debido a su alta resistencia, resistencia al desgaste y dureza, los aceros de carbono medio se utilizan a menudo para vías férreas, ruedas de tren, cigüeñones,y piezas de engranajes y máquinas que requieran esta combinación de propiedades.
Debido a su alta resistencia al desgaste y dureza, los aceros de alto contenido de carbono se utilizan en herramientas de corte, muelles de alambre de alta resistencia y matrices.
Los ejemplos, propiedades y aplicaciones de los distintos aceros de carbono se comparan en la siguiente tabla.
