Propiedades del acero

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8.5. INFLUENCIA DE LOS ELEMENTOS ALEADOS Los elementos aleados con el hierro pueden hacer variar notablemente sus propiedades. Los elementos que aparecen incorporados al hierro son: C, Si, Mn, P (impurezas), S (impurezas), Ni, Cr, Mo, Cu y Co. – CARBONO: un incremento en el contenido de carbono aumenta el límite elástico y la carga unitaria de rotura. El acero aumenta su dureza. Influye negativamente en la Ductilidad y se reduce la deformación en rotura. – MANGANESO: es un elemento habitual en los aceros de construcción porque se añade durante el afino como desoxidante y desulfurante. Aumenta la resistencia del acero al Desgaste con más del 12% de manganeso, el acero no podrá siquiera labrarse. También mejorar las propiedades mecánicas pero en menor medida que el carbono. Una parte de Carbono tiene el efecto de ocho partes de manganeso. – MANGANESO: actúa de una manera muy similar al carbono, pero con una intensidad menor (aproximadamente 1/8 la del carbono). Aumenta la resistencia a tracción y el límite Elástico. También, mejora la templabilidad (gran kIC) y la resistencia al desgaste. Disminuye la deformación en rotura y hace el metal muy frágil en bajas proporciones cuando Está entre 850 y 985ºC. Afecta mucho a la soldabilidad del material. – SILICIO: se utiliza en el afino para desoxidar, es muy habitual en aceros de construcción. También mejorar las propiedades mecánicas de forma análoga al manganeso. Silicio: Aumenta la resistencia a tracción y el límite elástico, así como la resistencia a fatiga. Mejora la trabajabilidad. Sin embargo, hace que el material tenga una resistencia a Corrosión mala cuando se encuentra en bajas proporciones. Afecta también a la soldabilidad, aunque en una proporción menor que el manganeso. – VANADIO: se utiliza como afinador del grano, se introduce en la metalurgia secundaria y se obtiene un acero con mayor resiliencia, más tenaz…. Los siguientes elementos se introducen en las aleaciones para mejorar sus propiedades: – NÍQUEL: también es un afinador del grano con un 8% a de níquel y un 18% de cromo me da un acero inoxidable. El níquel en cantidades altas me dan aceros Invar que tienen un Coeficiente de dilatación térmica nulo entre acero y 100 grados. Se utilizan en equipos de medida de gran precisión (calibre, regla…). Níquel: fue el primer elemento usado en las Aleaciones en proporción importante. En la actualidad, se usa en proporciones considerables, de alrededor de un 5%. Los aceros para puesta en obra suelen contener alrededor De un 3,5% de níquel. Aumenta la dureza, la resistencia a tracción y el límite elástico, así como la resilencia y la tenacidad (capacidad de absorber energía en choques). Sin Embargo, produce una disminución porcentual del alargamiento en rotura. También impide la formación de granos muy grandes. Se combina, generalmente, con molibdeno y Cromo. Además, disminuye la corrosión y, por ello, junto con el cromo, crea los llamados aceros inoxidables. Es de destacar que el acero invar (que posee el menor coeficiente De dilatación térmica conocido, invariable) posee un 36% de níquel. – MOLIBDENO: es un elemento que permite obtener aceros que no pierden propiedades mecánicas trabajando altas temperaturas. Se utiliza en hornos con aplicaciones altas Temperaturas (hasta 300°C). Molibdeno: aumenta notablemente la resistencia a tracción y, también el límite elástico (en menor proporción).Mejora la templabilidad y se usa en Elementos estructurales que van a trabajar a elevadas temperaturas, por aportar una elevada resistencia en caliente. – COBRE: es importante en aceros de construcción, porque se utiliza para la fabricación de los aceros corten, con un 0,30- 0,45% de cobre. Mejorar la resistencia a la corrosión Atmosférica, porque en presencia de oxígeno y humedad el acero se recubre de una capa de óxido de hierro enriquecido en cobre, que da una capa compacta de entre 1 y 1,5mm de espesor, evitando que avanza la corrosión. Cobre: aumenta la resistencia a tracción y el límite elástico. Produce una película de óxido que mejora la resistencia a la Corrosión cuando se encuentra en una proporción del 0,045%. – COBALTO: en una cantidad elevada del 12%, se obtienen aceros que son resistentes a la corrosión atmosférica y a la corrosión en ambientes químicamente agresivos. Cobalto: Mejora las propiedades frente a la corrosión. En un 12%, hace el metal inatacable. – CROMO: en el acero de construcción, se encuentra en una proporción de entre 0,5 y 1,5%, junto con el níquel y el molibdeno. Aumenta la dureza, la resistencia a tracción, el Límite elástico y disminuye la corrosión. Los aceros inoxidables se hacen con el níquel, también, y poseen de un 11 a un 15% de cromo. El cromo forma una película de óxido fina Y densa, que es pasivante y protege al acero. Todos los elementos anteriores se añaden en aceros de construcción, pero tiene un inconveniente, que aumentan la templabilidad, que significa que velocidades de enfriamiento al Aire pueden originar el temple en el acero apareciendo estructuras martensíticas muy frágiles que nunca deben tener los aceros de construcción. Se debe a que desplazan las curvas de la S Hacia la derecha. Por tanto todos ellos tienen un contenido limitado en aceros de construcción. El fósforo y el azufre son muy perjudiciales en los aceros de construcción, ya que el fósforo Origina la aparición de fisuras cuando se enfría la pieza, que originan una zona de rotura. – FÓSFORO se utiliza como elemento de aleación en piezas mecánicas, pues mejorar el límite elástico, carga de rotura y evita la corrosión. Fósforo: tiene un efecto similar al Carbono: aumenta la dureza, el límite elástico, la resistencia a tracción y a la corrosión. Sin embargo, es indeseable porque fragiliza extraordinariamente en frío. Por ello, se Tiene una limitación muy estricta de su proporción. – AZUFRE se combina con el acero formando sulfuro de hierro que tiene un punto de fusión bajo, de 900°C, y hace que aparezca una fisuración en caliente en el acero. El azufre Además aumenta el riesgo de corrosión. El fósforo y el azufre están extremadamente limitados en el acero. La normativa determina el umbral para cada elemento por encima del cual el acero se considera aleado. Los ACEROS INOXIDABLES son aquellos que no se corroen en medios medianamente agresivos. Básicamente, tienen un porcentaje de cromo mínimo del 11%. Este cromo crea una Capa de óxido de cromo pasivante, que se regenera. Este efecto se mejora con níquel en una proporción mayor al 6%. Así, se mejoran las propiedades mecánicas: ductilidad, tenacidad (en Muy frio y en caliente) y la soldabilidad.
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