CURSO BÁSICO G&J

Designación de los Aceros

www.mdc.org.co - CIMD

DESIGNACIÓN DE LOS ACEROS

1. Aceros aleados

En tanto que un acero al carbono simple es una aleación de hierro y carbono con

pequeñas cantidades de manganeso, silicio, azufre y fósforo, cuando uno o más

elementos diferentes del carbono se agregan al acero en cantidades suficientes para

modificar sus propiedades en forma sustancial, se le denomina acero aleado. Los aceros

aleados, no sólo poseen propiedades físicas más deseables, sino que también permiten

una mayor amplitud en el proceso de tratamiento térmico.

1.1. Cromo

La adición de cromo origina la formación de carburos de cromo que son muy duros; sin

embargo, el acero resultante es más dúctil que un acero de la misma dureza producido

simplemente al incrementar el contenido de carbono. El cromo también refina la

estructura granular, de modo que estos dos efectos combinados dan lugar a aumentos

tanto en la tenacidad como en la dureza. La adición de cromo amplía el intervalo crítico de

temperaturas y desplaza el punto eutectóidico hacia la izquierda. El cromo es, por tanto,

un elemento de aleación muy útil.

1.2. Níquel

La adición de níquel al acero también origina que el punto eutectóidico se desplace hacia

la izquierda y amplía el intervalo crítico de las temperaturas. El níquel es soluble en la

ferrita y no forma carburos u óxidos. Esto aumenta la resistencia sin disminuir la

ductilidad. El endurecimiento superficial de aceros al níquel produce un núcleo o corazón

mejor que el obtenible con aceros al carbono simple. El cromo se utiliza junto con el

níquel con frecuencia para obtener la tenacidad y ductilidad proporcionadas por el níquel

y la resistencia al desgaste y la dureza que aporta el cromo.

1.3. Manganeso

El manganeso se agrega a todos los aceros como agente de desoxidación y desulfuración,

pero si el contenido de azufre es bajo y el de manganeso es superior al 1 %, el acero se

clasifica como un acero aleado al manganeso. Este elemento se disuelve en la ferrita y

también forma carburos. Origina que el punto eutectóidico se mueva hacia la izquierda y

reduce el intervalo crítico de temperatura. También aumenta el tiempo requerido para la

transformación de modo que sea factible el templado en aceite.

1.4. Silicio

CURSO BÁSICO G&J

Designación de los Aceros

www.mdc.org.co - CIMD

Este elemento se agrega a todos los aceros como agente desoxidante. Cuando se adiciona

a aceros de muy bajo contenido de carbono, produce un material frágil con baja pérdida

por histéresis y alta permeabilidad magnética. El uso principal del silicio es junto con otros

elementos de aleación, como el manganeso, el cromo y el vanadio, para estabilizar los

carburos.

1.5. Molibdeno

Aunque el molibdeno se utiliza individualmente en pocos aceros, su mayor empleo es

cuando se combina con otros elementos de aleación, como el níquel o el cromo o ambos.

El molibdeno forma carburos y también se disuelve en ferrita hasta cierto punto, de modo

que intensifica la dureza y la tenacidad. El molibdeno aumenta el intervalo crítico de

temperatura y abate sustancialmente el punto de transformación. Debido a esta

disminución el molibdeno es de lo más efectivo para impartir propiedades deseables de

templado en aceite o en aire. Excepto el carbono, es el que tiene el mayor efecto

endurecedor y, debido a que también contribuye al afinamiento del grano, da por

resultado la retención de una gran tenacidad.

1.6. Vanadio

El vanadio tiene una tendencia muy fuerte a formar carburos; por lo que sólo se utiliza en

pequeñas cantidades. Es un fuerte agente desoxidante y promueve un tamaño fino de

grano. Puesto que una cierta cantidad de vanadio se disuelve en la ferrita, también

aumenta la tenacidad del acero. El vanadio imparte al acero un amplio intervalo de grados

de dureza y la aleación se puede templar desde una temperatura alta. El acero al vanadio

es muy difícil de suavizar por revenido, por lo que se usa ampliamente en aceros para

herramienta.

1.7. Tungsteno o wolframio

Este elemento se emplea extensamente en aceros para herramientas debido a que una de

este material mantendrá su dureza aunque esté al rojo vivo. El tungsteno produce una

estructura densa y fina y agrega tenacidad y dureza. Su efecto es semejante al del

molibdeno, excepto que se debe agregar en mayores proporciones.

2. Nomenclatura de los aceros

Existen tantas formas diferentes para designar un mismo acero como países e

instituciones relacionadas a su fabricación y uso. Las más usados en nuestro medio son las

especificaciones de la American Society for Testing and Materials (ASTM) y del American

Iron Steel Institute (AISI).

CURSO BÁSICO G&J

Designación de los Aceros

www.mdc.org.co - CIMD

*Cromo-Vanadio

No se fabrican

Níquel-Cromo-*Molibdeno

*Níquel-Cromo-Molibdeno

Las normas del instituto Colombiano de Normas Técnicas (Icontec) no se han terminado

de elaborar y en gran parte están basadas en las mencionadas anteriormente, por eso

entraremos a detallar un poco el sistema AISI-SAE para clasificar los aceros.

2.1. Sistema AISI-SAE

En el sistema AISI-SAE, los aceros se clasifican con cuatro dígitos, donde el primero

especifica la aleación principal, el segundo modifica al primero y los últimos dos dan

cuenta del porcentaje de carbono en centésimas, como se puede apreciar en la Ilustración

1.

Ilustración 1: Sistema de clasificación AISI-SAE

Existe una convención para la asignación del primer dígito de acuerdo al aleante principal,

así:

Ilustración 2: Convención para el primer dígito

Manganeso

Níquel

*Níquel-Cromo

Molibdeno

Cromo

CURSO BÁSICO G&J

Designación de los Aceros

www.mdc.org.co - CIMD

En la Tabla 1, se muestran los tipos de acero con sus dos primeros dígitos según la

proporción de aleantes que contienen:

Tabla 1: Tipos de acero:

CURSO BÁSICO G&J

Designación de los Aceros

www.mdc.org.co - CIMD

Veamos algunos ejemplos de la nomenclatura de aceros:

Acero 1020: Acero ordinario al carbón, 0.2% de carbono.

Acero 1330: Acero con contenido de manganeso entre 1.5% y 2.0% con 0.3% de carbono.

Acero 2340: Acero con 3.5% de Níquel y 0,4% de carbono.

Acero 3120: Acero con 1.25% de Níquel, 0.65% de cromo y 0,2% de carbono.

2.1.1. Designación de los aceros según su proceso de fabricación

Como el proceso de fabricación del acero afecta los elementos residuales, como óxidos,

sulfuros, silicatos, nitruros, entre otros; los que a su vez afectan las propiedades del acero,

a veces se añade una letra como prefijo al número AISI-SAE, como se muestra en la Tabla

2. Del mismo modo, existen unos prefijos que se usan en los aceros para herramientas,

que se pueden apreciar en la Tabla 3.

Tabla 2: Prefijos para designar aceros según el proceso de fabricación

Letra Proceso de fabricación

A Acero Siemens Martins Básico aleado

B Acero al carbono, Bessemer

C Acero al carbono, Siemens Martins Básico

CB Acero al carbono, Bessemer o Thomas

D Acero de Siemens Martins Acido

E Acero de horno eléctrico

MT Acero al carbono Siemens Martins básico para tubos

CURSO BÁSICO G&J

Designación de los Aceros

www.mdc.org.co - CIMD

Tabla 3: Prefijos para designar los aceros para herramientas

Letra Tipo de Acero

W Aceros de temple en agua

S Aceros resistentes al impacto

O Aceros para trabajo en frio (Temple en aceite)

A Aceros para trabajo en frio (Temple en aíre)

D Aceros para trabajo en frio indeformables, alto carbono-alto cromo

H1-H19 Aceros para trabajo en caliente, base en cromo

H20-H39 Aceros para trabajo en caliente, base en tungsteno

H40-H50 Aceros para trabajo en caliente, base en molibdeno

T Aceros rápidos, base tungsteno

M Aceros rápidos, base molibdeno

L Aceros de uso específico, baja aleación

F Aceros de uso específico, carbo-tungsteno

P1-P19 Aceros para moldes, bajo carbono

CURSO BÁSICO G&J

Designación de los Aceros

www.mdc.org.co - CIMD

2.2. Sistema AISI - SAE para Aceros inoxidables

Los aceros inoxidables son aquellas aleaciones ferrosas que contienen un mínimo de 12%

de cromo para lograr resistencia a la corrosión. Para identificarlos, el AISI usa un sistema

numérico de 3 cifras, según la estructura mostrada en la Tabla 4.

Tabla 4: Nomenclatura de aceros inoxidables

Designación Tipo de Acero

2XX Cr-Ni-Mn: No templable, austenítico no magnético.

3XX Cr-Ni: No templable, austenítico no magnético.

4XX Cr: Templable martensítico, magnético.

4XX Cr: No templable, ferrítico magnético.

5XX Cr: Bajo en cromo, resistente a alta temperatura.

3. Bibliografía

Valencia, A. (1992). Tecnología del Tratamiento Térmico de los Metales (2da ed.).

Ed. Universidad de Antioquia.

Shigley, J. E. (1963). Diseño en ingeniería mecánica (4ta ed.). McGraw-Hill.