ELEMENTOS ALEANTES Y SU INFLUENCIA EN LAS PROPIEDADES DE LOS ACEROS.doc

7/23/2019 ELEMENTOS ALEANTES Y SU INFLUENCIA EN LAS PROPIEDADES DE LOS ACEROS.doc

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ELEMENTOS ALEANTES Y SUINFLUENCIA EN LAS PROPIEDADES DE

LOS ACEROS

ALUMINIO:- EL ALUMINIO ES UN FUERTE DESOXIDANTE Y SECOMBINA CON EL NITROGENO REDUCIENDO LA SUSCEPTIBILIDADDE DEFORMACION POR ENVEJECIMIENTO, EN PEQUEASCANTIDADES RESTRINGE EL CRECIMIENO DEL GRANO. JUNTO CONEL NITROGENO FORMA NITRUROS DE ALTA DUREZA. MEJORA LARESISTENCIA A LA ESCAMACION (OXIDACION) A TEMPERATURAS

ALTAS.

CARBONO:- (C) EL CARBONO ES UN ALEANTE QUE SEENCUENTRA PRESENTE EN TODOS LOS ACEROS HASTA EN UN 2%,PERO GENERALMENTE DE 0.04 A 0.50 %, ALCANZANDO AMPLIAINFLUENCIA SOBRE ELLOS. EL CARBONO PUEDE EXISTIR EN ELACERO EN FORMA COMBINADA COMO CARBURO DE FIERRO, ADEMASDEL CARBONO, TODOS LOS ACEROS NO ALEADOS CONTIENEN SILICIO,MANGANESO, FOSFORO Y AZUFRE QUE SON INTRODUCIDO SIN NINGUNAINTENCION DURANTE EL PROCESO DE FABRICACION. SE OBTIENE UNACERO ALEADO CON LA ADICION DE OTROS ELEMENTOS PARA LAOBTENCION DE EFECTOS ESPECIFICOS Y EL INCREMENTOINTENCIOANAL DE MANGANESO Y SILICIO. CONFORME AUMENTA ELCONTENIDO DE CARBONO, MEJORAN LAS PROPIEDADES MECANICAS DERESISTENCIA Y DUREZA, PERO LAS PROPIEDADES DE ELASTICIDAD,FORJABILIDAD, SOLDABILIDAD Y CORTE TIEDEN A DESMOJORAR. ELCONTENIDO DE CARBONO NO INFLUYE SUSTANCIALMENTE EN LARESISTENCIA A LA CORROSION EN AGUA, ACIDOS O GASES CALIENTES.EN ACEROS QUE TRABAJAN A TEMPERATURAS ALTAS (850 1100C), LA

RESISTENCIA A LA TENSION AUMENTA SIGNIFICATIVAMENTE, COMOOCURRE CON LOS ACEROS CON ALTO CONTENIDO DE CROMO Y NIQUELAL 0.40% DE CARBONO FUNDIDOS EN FORMA ESTATICA OCENTRIFUGADA, PERO NO ROLADOS NI FORJADOS. EL CARBONOFORMADOR DE AUSTENITA (30 VECES MAS QUE EL NIQUEL) EN ALGUNASOCACIONAS PUEDE REMPLAZAR AL NIQUEL CON LA CONSECUENTEELIMINACION DE LAS FASES FERRITA Y SIGMA. EN CANTIDADES DE 0.2%


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O MAYORES, REDUCE LA DUCTILIDAD A TEMPERATURAS AMBIENTES YELEVADAS DEBIDO A LA PRECIPITACION DE CARBUROS.

COBALTO (Co):- EL COBALTO NO FORMA CARBUROS, IMPIDE ELCRECIMIENTO DEL GRANO A TEMPERATURAS ALTAS; MEJORA

NOTABLEMENTE LA RESISTENCIA DEL TEMPLE Y DE TENSION ENCALIENTE, ES UN ELEMENTO ALEANTE COMUN EN LOS ACEROS DEALTA VELOCIDAD EN LOS ACEROS PARA TRABAJAR EN CALIENTE

Y EN MATERIAS PRIMAS RESISTENTES AL CALOR. ACTUAFAVORABLEMENTE EN LA FORMACION DE GRAFITO E INCREMENTANOTABLEMENTE EL MAGNETISMO RESIDUAL, LA FUERZACOERCITIVA Y LA CONDUCTIVIDAD TERMICA, ESTO LA VUELVEBASICO PARA LOS ACEROS Y LAS ALEACIONES CON ALTO GRADODE MAGNETISMO PERMANENTE, AGREGADO HASTA EN UN 15% ENACEROS CON ALTO CONTENIDO DE CROMO Y NIQUEL, AUMENTA

LA DUREZA Y MEJORA LA RESISTENCIA AL CALOR POR ELINCREMENTO QUE PROPORCIONA A LA TEMPERATURA LIMITESUPERIOR, PERMITIENDOLES TRABAJAR EN CONDICIONES MASSEVERAS.

CROMO (Cr):- EL CROMO INCREMENTA LA DUREZA, LARESISTENCIA Y REDUCE LIGERAMENTE LA ELASTICIDAD. MEJORALA RESISTENCIA AL CALOR A LA EXCAMACION (OXIDACION ) A

TEMPERATURAS ALTAS. JUNTO CON EL CARBONO FORMA UNCARBURO DE ALTA REISTENCIA AL DESGASTE, CONFORMEAUMENTA EL CONTENIDO DE CROMO, LAS PROPIEDADES DESOLDABILIDAD DECAEN, AUMENTA LA RESITENCIA A LA TENSIONDEL ACERO DE 8 A 10 Kg./mm2. POR CADA PUNTO PORCENTUALDE CROMO AGREGADO, TAMBIEN INCREMENTA EL PUNTO DECEDENCIA PERO NO A LA MISMA VELOCIDAD Y LA RESISTENCIA ALIMPACTO SE REDUCE. LOS ACEROS CON ALTO CONTENIDO DECROMO SON REISTENTES A LA CORROSION. EL CROMO ESSOLUBLE EN FIERRO Y SE UTILIZA AMPLIAMENTE PARAPROPORCIONAR RESISTENCIA A LA CORROSION, ABRASION YDESGASTE SUPERFICIALES, EN CANTIDADES DE 11.5 A 30%MEJORA NOTABLEMENTE LA RESISTENCIA A LA OXIDACION YCARBURACION A ALTAS TEMPERATURAS, TAMBIEN ES FUERTEFORMADOR DE FERRITA, PERO UN EXCESO DE ESTA, REDUCE LAESTABILIDAD METALURGICA POR LA FORMACION DE LA FASE


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SIGMA, DANDO POR RESULTADO UNA ESTRUCTURA FRAGIL,AUMENTO DE DUREZA, RESISTENCIA A LA CORROSION REDUCIDA

Y TENECIDAD MUY POBRE.

COBRE (Cu):- EL COBRE ELEVA LA RESISTENCIA Y EL PUNTO DECEDENCIA DEL ACERO, PERO REDUCE SUS PROPIEDADES DEELASTICIDAD. UN BAJO CONTENIDO DE COBRE EN EL ACEROMEJORA LAS PROPIEDADES DE RESISTENCIA A LA CORROSION(HERRUMBRE) CUANDO SE EXPONE A LA INTEMPERIE, ES UNAGENTE ROBUSTECEDOR DE LA ESTRUCTURA METALURGICA.

MANGANESO (Mn):- EL MANGANESO SE ENCUENTRA PRESENTEEN TODOS LOS ACEROS EN CANTIDADES QUE ALCANZAN HASTAEL 2%. ES UN ELEMENTO IMPORTANTE PARA CONTROLAR LAESCORIA EN FUNDICIONES. MEJORA LAS PROPIEDADES DERESISTENCIA DEL ACERO, DAANDO LIGERAMENTE SUELASTICIDAD E INFLUYE FAVORABLEMENTE SOBRE LASPROPIEDADES DE SOLDABILIDAD Y FORJA, INCREMENTA LARESISTENCIA A LA TENSIONAPROXIMADAMENTE EN 10 Kg/mm2POR CADA PUNTO PORCENTUAL DE MANGANESO AGREGADODENTRO DE UN RANGO DE 1 A 3%. EN UN RANGO DE 3 A 8%, EL

INCREMENTO DE RESISTENCIA SE ELEVA MAS LENTAMENTE Y CONMAS DE 8% EMPIEZA A DECAER. EL PUNTO DE CEDENCIA SECOMPORTA EN FORMA SIMILAR. UN ALTO CNTENIDO DEMANGANESO EN PRESENCIA DE CARBONO, INCREMENTASUSTANCIALMENTE LA RESISTENCIA AL DESGASTE, AUMENTANDOEL ESPESOR DE LA CAPA ENDURECIDA. EL MANGANESO TAMBIENCONTRIBUYE A MEJORAR LA RESISTENCIA Y LA DUREZA, PERO ENMENOR GRADO QUE EL CARBONO, SIENDO MUY NOTARIA ESTAPROPIEDAD EN LOS ACEROS CON BAJO CONTENIDO DE CARBONOEL MANGANESO EN CANTIDADES MODERADAS, TIENEN POCOEFECTO EN LAS PROPIEDADES MECANICAS Y EN LA RESISTENCIAA LA CORROSION A TEMPERATURAS ELEVADAS.

MOLIBDENO (Mo):- LA FUNCION PRINCIPAL DEL MOLIBDENOCONSISTENTE EN AUMENTAR LA DUREZA Y TENACIDAD DEL


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ACERO. MEJORA LA RESISTENCIA A LA TENSION, ESPECIALMENTEA LA RESISTENCIA AL CALOR, E INFLUYE FAVORABLEMENTESOBRE LAS PROPIEDADES DE SOLDABILIDAD, UN ALTOCONTENIDO DE MOLIBDENO EN EL ACERO, DIFICULTA LOSTRABAJOS EN FORJA, NORMALMENTE SE UTILIZA COMBINADO

CON CROMO, SI SE UTILIZA EN COMBINACION CON CROMO YNIQUEL PUEDE OBTENERSE VALORES ALTOS DEL PUNTO DECEDENCIA Y DE RESISTENCIA A LA TENSION, TIENE FUERTETENDENCIA A FORMAR CARBUROS. EL MOLIBDENO ES UNELEMENTO QUE SE PUEDE ESCOGER PARA TRABAJAR CONACEROS DE ALTA VELOCIDAD Y TRABAJO EN CALIENTE; TAMBIENCON ACEROS AUSTENITICOS RESISTENTES A LA CORROSION YALTAS TEMPERATURAS, TIENDE A PROMOVER LA FORMACION DELAS FASES SGIMA DENTRO DE CIERTOS LIMITES DE COMPOSICION

QUIMICA, POR LO QUE DEBERA CONTOLARSE SU BALANCEQUIMICO.

NITROGENO (N):- EN CANTIDADES HASTA DE 0.25% EN ACEROSAUSTENITICOS ESTABILIZA LA ESTRUCTURA E INCREMENTA LADUREZA, ESPECIALMENTE EL PUNTO DE CEDENCIA, ASI COMO LASPROPIEDADES MECANICAS A TEMPERATURAS ALTAS. COMOFORMADOR DE AUSTENITA PROMUEVE LA DUCTILIDAD DE LAESTRUCTURA, ELIMINANDO LA FORMACION DE LAS FASESFERRITA Y SIGMA. REDUCE LA DUCTILIDAD A TEMPERATURAAMBIENTE, POR LO QUE DEBE EVITARSE TRABAJAR CON CARGASREPETIDAS O CICLICAS., EL NITROGENO PERMITE ALCANZAR ALTADUREZA SUPERFICIAL A TRAVES DE LA FORMACION DE NITRURODURANTE EL PROCESO DE NITRURACION. EN CANTIDADESEXCESIVAS PRODUCE POROSIDAD EN FUNDICIONES, POR LO QUEEL NIVEL DE NITROGENO EN ALEACIONES CON ALTO CONTENIDO YNIQUEL FUNDIDAS EN ARENA NO DEBE EXCEDER EL 1% DELCONTENIDO DE CROMO.

NIOBIO COLUMBIO, TANTALIO (Nb-Cb, Ta):- ESTOSELEMENTOS APARECEN CASI SIEMPRE JUNTOS Y SON MUYDIFICILES DE SEPARSE, POR LO GENERAL SON ALEADOS JUNTOS

Y SE USAN PRINCIPALMENTE COMO ESTABILIZADORES. EVITAN LAPRECIPITACION DE CARBUROS ENTRE 500 Y 800C. SIENDO UNOS


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ESTABILIZADORES EFECTIVOS CONTRA EL ATAQUE CORROSIVOEN ZONAS DESPROVISTAS DE CROMO, FACTOR MUY IMPORTANTEPARA LOS ACEROS AL CROMO-NIQUEL CON BAJO CONTENIDO DECARBONO (MENOS DE 0.10%), QUE PUDIERAN SER SUSCEPTIBLESEN LA ZONA DE SOLDADURA Y PARA DETERMINADAS

CONDICIONES DE TRABAJO, PRODUCTOS CORROSIVOS,EESFUERZOS REPETIDOS O CICLICOS. MEJORA LA RESISTENCIA YLA DUREZA A TEMPERATURAS ELEVADAS. DIFIERE CON ELTITANIO COMO ESTABILIZADOR POR NO PRESENTAR PROBLEMASEN LA FUNDICION (FUNDUCION DEFECTUOSA, INCLUSIONES DEOXIDO Y SEGREGACION). EN CANTIDADES MAYORES AL 1%,ORIGINA PROBLEMAS EN LA SOLDADURA DE ACEROSINOXIDABLES TIPO 18% Cr 8% Ni CON BAJO CONTENIDO DECARBONO EN ESPESORES DE 25 mm. (1) Y MAYORES, POR

FRACTURACION DEL MATERIAL BASE.

NIQUE (Ni):- EN EL CAMPO DEL ACERO ALEADO, EL NIQUEL ESUN ELEMENTO ALEADO PARA USARSE ESPECIALMENTE ENACEROS AUSTENITICOS, ACEROS RESISTENTES A LA CORROSION

Y A LA ESCAMACION, ASI COMO CON ACEROS TRATADOSTERMICAMENTE PARA MEJORAR SU TENACIDAD, INCREMENTA LARESISTENCIA DEL ACERO, PERO MENOS QUE EL SILICIO Y ELMANGANESO, CON REDUCCION MUY LIGERA DE ELASTICIDAD, ENCOMBINACION CON CROMO PROPORCIONA BUENAS PROPIEDADESDE SOLDABILIDAD E INCREMENTA NOTABLEMENTE LARESISTENCIA AL IMPACTO EN ACEROS ESTRUCTURALES,ESPECIALMENTE A TEMPERATURAS CRIOGENICAS. ENCANTIDADES DE 8 A 60%, SIENDO UN FUERTE FORMADOR DEAUSTENITA, MANTIENE LA ESTABILIDAD METALURGICAELIMINANDO LAS FASES FERRITA Y SIGMA. AUMENTA LARESISTENCIA A LA FATIGA Y A LA DUCTIBILIDAD, AUMENATA LARESISTENCIA ELECTRICA Y REDUCE LA CONDUCTIVIDAD TERMICA.

MEJORA LA RESISTENCIA EN ATMOSFERAS CARBURANTES YREDUCTORAS. REDUCE LA TENDENCIA EN ATMOSFERASSULFUROSAS.

FOSFORO (P):- GENERALMENTE, EL FOSFORO SE HACONSIDERADO PERJUDICIAL AL ACERO, POR LO QUE SIEMPRE SE


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HA PROCURADO CONSERVAR SU CONTENIDO EN ACEROS (CONALTO GRADO) A UN NIVEL MAXIMO DE 0.03 A 0.05%.

AZUFRE (S):- EL AZUFRE PRODUCE FRAGILIDAD, HACIENDOQUEBRADIZO EL ACERO CUANDO SE ENCUENTRA EN CANTIDADESMAYORES QUE 0.04%. PARA PROPORCIONAR MEJORESCONDICIONES DE MAQUINADO EN ALGUNOS ACEROS, SE AGREGAHASTA 0-30% PARA QUE LAS PEQUEAS INCLUSIONES DESULFURO DISTRIBUIDAS ALTEREN LA COHESION METALICA YCONTRIBUYEN A LA FORMACION DE VIRUTAS CORTAS.

SELENIO (Se):- AL IGUAL QUE EL AZUFRE, EL SELENIO SEUTILIZA PARA MEJORAR LAS CONDICIONES DE MAQUINABILIDAD.EN LOS ACEROS INOXIDABLES REDUCE LA RESISTENCIA A LACORROSION EN MENOR GRADO QUE EL AZUFRE.

SILICIO (Si):- AL IGUAL QUE EL MANGANESO SE ENCUNTRAPRESENTE EN TODOS LOS ACEROS DEBIDO A QUE LOSMINERALES UTILIZADOS EN LA FABRICACION LO CONTIENEN EN

UNA CANTIDAD VARIABLE. EN CANTIDADES QUE ALCANZANHASTA EL 2%, MEJORA SIGNIFICATIVAMENTE LA RESISTENCIA ALA ESCAMACION (OXIDACION) A ALTAS TEMPERATURAS.PROPORCIONAN BUENA RESISTENCIA A LA CARBURACION YAUMENTA LA TEMPERATURA CRITICA EN TRATAMIENTOSTERMICOS. AFECTA LIGERAMENTE LA ELASTICIDAD, MIENTRASQUE INCREMENTA LA RESISTENCIA A LA TENSIONAPROXIMADAMENTE EN 10 Kg/ mm2. POR CADA PUNTOPORCENTUAL DE SILICIO AGREGADO, TAMBIEN ELEVAN EL PUNTODE CEDENCIA EN LA MISMA PROPORCION, LOS ACEROS CON ALTO

CONTENIDO DE SILICIO TIENE UNA ESTRUCTURA GRANULARASPERA, PUEDEN RESISTIR EL ATAQUE QUIMICO, PERO NOPUEDEN SER FORJADOS, COMO FORMADOR DE FERRITA, ELSILICIO PROMUEVE LA PRESIPITACION DE LA FASE SIGMA Y PORTANTO LA FRAGILIZACION. EL ALTO CONTENIDO DE SILICIOAFECTA SERIAMENTE LAS PROPIEDADES DE SOLDABILIDAD ENACEROS RESISTENTES AL CALOR EN PORCENTAJE ALTOS DE


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CROMO Y NIQUEL, PARA EVITAR ESTO LA RELACION SILICIOCARBONO NO SERA MAYOR QUE DOS.

TITANIO (Ti):- EL TITANIO ES UN ELEMNTO ALEANTE UTILIZADOPRINCIPALMENTE EN ACEROS INOXIDABLES PARA LAESTABILIZACION CONTRA LA CORROSION INTERGRANULAR, ESFUERTE FORMADOR DE CARBUROS, ADEMAS DE TENERPROPIEDADES DE REFINAMIENTO DEL GRANO.

VANADIO (V):- EL EFECTO PRINCIPAL DEL VANADIO CONSISTEEN REFINAR EL GRANO Y MEJOR LAS PROPIEDADES MECANICAS,

EN PEQUEAS CANTIDADES MEJORA LA DUREZA EN CALIENTE YREDUCE EL CRECIMIENTO DEL GRANO. EL VANADIO ACTUAESPECIAL Y FAVORABLEMENTE EN ACEROS ESTRUCTURALES YPARA HERRAMIENTAS. INCREMENTA Y MEJORA LAS PROPIEDADESDE CORTE EN LOS ACEROS DE ALTA VELOCIDAD. MEJORA LARESISTENCIA A LA TENSION Y AL PUNTO DE CEDENCIAESPECIALMENTE LAS PROPIEDADES DE DUREZA EN CALIENTE, ESFUERTE FORMADOR DE CARBUROS. EN COMBINACION CONCROMO, SE PREFIERE PARA ACEROS ESTRUCTURALES YRESISTENTES AL CALOR, EN COMBINACION CON TUNGSTENO,

PARA ACEROS DE ALTA VELOCIDAD Y TRABAJO EN CALIENTE.

TUNGSTENO (W, Tu):- EL TUNGSTENO MEJORA LASPROPIEDADES DE RESISTENCIA, ES UN ELEMENTO ALEANTE PARAACEROS DE ALTA VELOCIDAD Y TRATADOS TERMICAMENTE,AUMENTA SUSTANCIALMENTE LA VIDA DE LOS FILOS CORTANTES

Y LA RESISTENCIA AL CALOR, LOS VALORES DE RESISTENCIA A LATENSION Y EL PUNTO DE CEDENCIA SE INCREMENTAN

APROXIMADAMENTE 4 Kg/mm2. POR CADA PUNTO PORCENTUALDE TUNGSTENO AGREGADO. ES FUERTE FORMADOR D CARBUROS.


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