Universidad Nacional “Pedro Ruiz Gallo”
TRABAJO MONOGRAFICOTRABAJO MONOGRAFICO
““CLASIFICACION DE LOS MATERIALES “CLASIFICACION DE LOS MATERIALES “
DOCENTE : .
ALUMNO : MONTALVO CÉSPEDES MARCO ANTONIO.
CURSO : MATERIALES Y PROCESOS DE FABRICACIÓN
CICLO : 2014- I
LAMBAYEQUE, OCTUBRE DEL 2014
CLASIFICACION DE LOS MATERIALESCLASIFICACION DE LOS MATERIALES
OBJETIVO:
Tener la capacidad de diferenciar los materiales según las características y
propiedades.
MATERIALES:
Los materiales son las sustancias que se componen de materias primas transformadas
mediante procesos físicos y/o químicos, y que son utilizados para fabricar productos.
Ejemplo de materiales son los tableros de madera, el plástico, láminas de metal, etc.
Desde el comienzo de la civilización, los materiales junto con la energía han sido utilizados
por el hombre para mejorar su nivel de vida. Como los productos están fabricados a base
de materiales, estos se encuentran en cualquier parte alrededor nuestro.
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES:
El comportamiento de los materiales queda definido por su estructura, a nivel
microscópico, la estructura electrónica de un átomo determina la naturaleza de los enlaces
atómicos que a su vez contribuye a fijar las propiedades mecánicas.
En forma general, las propiedades se separan para su estudio en:
Propiedades Mecánicas:
Están relacionadas con la forma en que reaccionan los materiales al actuar fuerzas sobre
ellos.
Un ejemplo lo constituye la transmisión de la energía del motor de un automóvil hasta las
ruedas.
Conformarse por técnicas de deformación plástica.
Permitir deslizamientos superficiales.
Trabajar en el campo de las bajas, medias o altas temperaturas.
Ejemplos: Aceros, aluminio, polímeros, súper aleaciones, refractarios, cerámicos y otros.
Propiedades Físicas:
Se refiere a las características de los materiales debido al ordenamiento atómico o
molecular del mismo. Dependen de la estructura y procesamiento del material. Describen
características como color, conductividad eléctrica o térmica, magnetismo y
comportamiento óptico, generalmente no se alteran por fuerza que actúan sobre el
material. Pueden dividirse en: eléctricas, magnéticas y ópticas.
Propiedades Eléctricas:
Describe el comportamiento eléctrico del metal. Existe también el comportamiento
dieléctrico, propio de los materiales que impiden el paso de la corriente eléctrica.
La energía eléctrica, Ee, viene definida por la interacción de la intensidad eléctrica, I, con el
campo, de diferencia de potencial V.
Los materiales destinados a transmitir energía eléctrica deben ser capaces de
permitir el paso de intensidades, I, en campos eléctricos, V, y tiempos definidos, t. Se
distinguen aplicaciones muy diferenciadas según la permisividad a transmitir la energía
eléctrica. Permisividad que es indicada por la relación I/V denominada conductancia.
Propiedades Magnéticas:
El comportamiento magnético está determinado por las interacciones entre dipolos
magnéticos, estos dipolos a su vez están dados por la estructura electrónica del material.
Por lo tanto, al modificar la micro estructura, la composición o el procesamiento se pueden
alterar las propiedades magnéticas.
La energía magnética, EB, viene definida por la interacción entre la intensidad
magnética, inducción B, y el campo magnético, H.
En una primera aplicación, los materiales destinados a transmitir energía magnética
son capaces de permitir el paso de flujos magnéticos, B, en campos magnéticos, H. La
permisividad a conducir flujos magnéticos es definida por la permeabilidad, como la
conductancia en conducción eléctrica, relaciona la intensidad inducida, B, con el campo
magnético, H.
Propiedades Ópticas:
Se relacionan con la interrelación entre un material y las radiaciones electromagnéticas en
forma de ondas o partículas de energía, conocidas como fotones. Estas radiaciones pueden
tener características que entren en nuestro espectro de luz visible, o ser invisibles para el
ojo humano. Esta interacción produce una diversidad de efectos como absorción,
transmisión, reflexión, refracción y un comportamiento electrónico.
Determina como pasa la luz a través de los sólidos. Pueden ser transparentes, traslúcidos u
opacos.
Propiedades Térmicas:
Observamos en esta energía dos funciones: almacenamiento y transmisión. En el
almacenamiento, la energía térmica, Q, viene definida por la interacción de la
capacidad térmica, Cp, en la masa, m, y la temperatura, T. La transmisión de energía
térmica, Q, se realiza por la interacción del coeficiente de transmisión, K, característico
del material, y la temperatura. El almacenamiento y transmisión de calor incide en
variaciones de los niveles térmicos, T, y ello implica variaciones dimensionales, ∆L.
Estas variaciones dimensionales ∆L se plantean como función del coeficiente de
dilatación a y del incremento de temperatura ∆T.
Ejemplos: Refractarios, aleaciones en alta temperatura.
Propiedades Químicas:
La energía química, Eq, involucra las reacciones electroquímicas, tanto en la
electrodeposición, forma directa, como en la corrosión, forma inversa; y viene definida
por la interacción de la diferencia de potencia, E, entre los estados inicial y final del
elemento, y la carga electrónica intercambiada.
OTRAS PROPIEDADES:
Adherencia:
Atracción o unión entre las moléculas próximas de los cuerpos.
Maleabilidad:
Propiedad que tienen los materiales para formar aleaciones que dan lugar a nuevos
materiales mejorando sus prestaciones. En todas las aleaciones un componente como
mínimo tiene que ser un metal.
Capilaridad:
Es la cualidad que posee una sustancia de absorber a otra.
Compresibilidad:
Es una propiedad de la materia a la cual se debe que todos los cuerpos disminuyan de
volumen al someterlos a una presión o compresión determinada manteniendo constantes
otros parámetros. Los sólidos a nivel molecular no se pueden comprimir.
Divisibilidad:
Propiedad en virtud de la cual los cuerpos sólidos pueden fraccionarse hasta el límite
molecular.
Extensión:
Capacidad para ocupar una parte de espacio. (Superficie, volumen, longitud).
Impenetrabilidad:
Propiedad que impide que un cuerpo esté en el lugar que ocupa otro.
Inercia:
Resistencia que opone un cuerpo para salir de su estado de reposo, para cambiar las
condiciones de movimiento o cesar en él sin aplicación de alguna fuerza.
Magnetismo:
Propiedad que tienen algunos metales para a atraer al hierro. El acero puede convertirse
en imán si se desea. También se pueden producir electroimanes.
NATURALEZA Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
La manera más general de clasificación de los materiales es la siguiente:
A. Metálicos B. No metálicos
Ferrosos Orgánicos
No ferrosos Inorgánicos
A. MATERIALES METALICOS
Metales Ferrosos
Los metales ferrosos como su nombre lo indica su principal componente es el fierro, sus
principales características son su gran resistencia a la tensión y dureza. Las principales
aleaciones se logran con el estaño, plata, platino, manganeso, vanadio y titanio.
Los principales productos representantes de los materiales metálicos son:
Fundición de hierro gris
Hierro maleable
Aceros
Fundición de hierro blanco
Su temperatura de fusión va desde los 1360ºC hasta los 1425ªC y uno de sus principales
problemas es la corrosión.
Metales no Ferrosos
Por lo regular tienen menor resistencia a la tensión y dureza que los metales ferrosos, sin
embargo su resistencia a la corrosión es superior. Su costo es alto en comparación a los
materiales ferrosos pero con el aumento de su demanda y las nuevas técnicas de
extracción y refinamiento se han logrado abatir considerablemente los costos, con lo que
su competitividad ha crecido notablemente en los últimos años.
Los principales metales no ferrosos utilizados en la manufactura son:
Aluminio Plomo
Cobre Titanio
Magnesio Zinc
Níquel
Los metales no ferrosos son utilizados en la manufactura como elementos
complementarios de los metales ferrosos, también son muy útiles como materiales puros o
aleados los que por sus propiedades físicas y de ingeniería cubren determinadas
exigencias o condiciones de trabajo, por ejemplo el bronce (cobre, plomo, estaño) y el
latón (cobre zinc).
B. MATERIALES NO METÁLICOS
Materiales orgánicos
Son así considerados cuando contienen células de vegetales o animales. Estos materiales
pueden usualmente disolverse en líquidos orgánicos como el alcohol o los tretracloruros,
no se disuelven en el agua y no soportan altas temperaturas. Algunos de los
representantes de este grupo son:
Plásticos
Productos del petróleo
Madera
Papel
Hule
Piel
Materiales Inorgánicos
Son todos aquellos que no proceden de células animales o vegetales o relacionadas con el
carbón. Por lo regular se pueden disolver en el agua y en general resisten el calor mejor
que las sustancias orgánicas. Algunos de los materiales inorgánicos más utilizados en la
manufactura son:
Los minerales
El cemento
La cerámica
El vidrio
El grafito (carbón mineral)
Los materiales sean metálicos o no metálicos, orgánicos o inorgánicos casi nunca se
encuentran en el estado en el que van a ser utilizados, por lo regular estos deben ser
sometidos a un conjunto de procesos para lograr las características requeridas en tareas
específicas. Estos procesos han requerido del desarrollo de técnicas especiales muy
elaboradas que han dado el refinamiento necesario para cumplir con requerimientos
prácticos. También estos procesos aumentan notablemente el costo de los materiales,
tanto que esto puede significar varias veces el costo original del material por lo que su
estudio y perfeccionamiento repercutirán directamente en el costo de los materiales y los
artículos que integraran.
Los procesos de manufactura implicados en la conversión de los materiales originales en
materiales útiles para el hombre requieren de estudios especiales para lograr su mejor
aplicación, desarrollo y disminución de costo. En la ingeniería la transformación de los
materiales y sus propiedades tienen un espacio especial, ya que en casi todos los casos de
ello dependerá el éxito o fracaso del uso de un material.
ESTRUCTURA DE LOS METALES
Todos los materiales están integrados por átomos los que se organizan de diferentes
maneras, dependiendo del material que se trate y el estado en el que se encuentra. Cuando
un material se encuentra en forma de gas, sus átomos están más dispersos o desordenados
(a una mayor distancia uno de otro) en comparación con los átomos de ese mismo
material pero en estado líquido o sólido. Existen materiales en los que sus átomos siempre
están en desorden o desalineados aún en su estado sólido, a estos materiales se les llama
materiales amorfos, un ejemplo es el vidrio, al que se considera como un líquido
solidificado.
En el caso de los metales, cuando estos están en su estado sólido, sus átomos se alinean de
manera regular en forma de mallas tridimensionales. Estas mallas pueden ser
identificadas fácilmente por sus propiedades químicas, físicas o por medio de los rayos X.
Cuando un material cambia de tipo de malla al modificar su temperatura, se dice que es un
material polimorfo o alotrópico.
Cada tipo de malla en los metales da diferentes propiedades, no obstante que se trata del
mismo material, así por ejemplo en el caso del hierro aleado con el carbono, se pueden
encontrar tres diferentes tipos de mallas: la malla cúbica de cuerpo centrado, la malla
cúbica de cara centrada y la malla hexagonal compacta. Cada una de estas estructuras
atómicas tiene diferentes números de átomos, como se puede ver en las siguientes figuras.
La malla cúbica de cuerpo de cuerpo centrado. Es la estructura que tiene el hierro a
temperatura ambiente, se conoce como hierro alfa. Tiene átomos en cada uno de los
vértices del cubo que integra a su estructura y un átomo en el centro. También se
encuentran con esta estructura el cromo, el molibdeno y el tungsteno.
La malla cúbica de cara centrada aparece en el hierro cuando su temperatura se eleva a
aproximadamente a 910ºC, se conoce como hierro gamma. Tiene átomos en los vértices y
en cada una de sus caras, su cambio es notado además de por los rayos X por la
modificación de sus propiedades eléctricas, por la absorción de calor y por las distancias
intermoleculares. A temperatura elevada el aluminio, la plata, el cobre, el oro, el níquel, el
plomo y el platino son algunos de los metales que tienen esta estructura de malla.
La malla hexagonal compacta se encuentra en metales como el berilio, cadmio,
magnesio, y titanio. Es una estructura que no permite la maleabilidad y la ductilidad, es
frágil.
Modificar a una malla de un metal permite la participación de más átomos en una sola
molécula, estos átomos pueden ser de un material aleado como el carbón en el caso del
hierro, lo que implica que se puede diluir más carbón en un átomo de hierro. Si se tiene en
cuenta que el carbón es el que, en ciertas proporciones, da la dureza al hierro, entonces lo
que se hace al cambiar la estructura del hierro es permitir que se diluya más carbón, con lo
que se modifican sus propiedades.
Otra de las características de los metales que influye notablemente en sus propiedades es
el tamaño de grano, el cual depende de la velocidad de enfriamiento en la solidificación del
metal, la extensión y la naturaleza del calentamiento que sufrió el metal al ser calentado.
GRANO DE LAS ESTRUCTURAS METÁLICAS
Cuando un metal en su estado líquido se enfría sus cristales se van solidificando formando
estructuras dendríticas, las que crecen uniformes hasta que se encuentran con otra
estructura que también ha estado creciendo, en ese lugar de encuentro de las dos
estructuras se forman los límites de los granos de los materiales. Entre más lento el
enfriamiento de un material, mayor uniformidad en el crecimiento de los granos, o sea
estos serán de menor tamaño.
Un material con granos pequeños será más duro que un con granos grandes, debido a que
los granos grandes tienden a fracturarse y deslizarse uno sobre el otro, lo que no sucede
con los granos pequeños.
La mejor forma de determinar el tamaño de grano de un material es por medio de
microscopio metalúrgico, el que actúa por medio de un rayo de luz que se lanza sobre una
superficie pulida al espejo y limpiada con una mezcla de 3% de ácido nítrico y 97% de
alcohol, para eliminar lo que se conoce como metal untado.
Microscopio para la medición de grano en un metal
SOLIDIFICACIÓN Y ALEACIÓN DE LOS METALES, DIAGRAMA HHC
Los metales al ser calentados pueden modificar su estado físico pasando por varias etapas,
las que van desde la alteración de algunas de sus propiedades hasta en cambio de su
estado sólido al líquido. El qué tan rápido o con qué tanta energía se logra un cambio de
estado en un metal dependerá de los materiales que lo integran. Se debe recordar que casi
nunca se utilizan metales puros. A la combinación química de dos o más metales se le
llama aleación y las propiedades de las aleaciones dependen también de los metales que la
integran.
Algunas de las aleaciones más utilizadas en los procesos de manufactura son:
Latón rojo o amarillo (cobre zinc)
Bronce (cobre, estaño, zinc, plomo)
Aluminio, cobre, magnesio, silicio y zinc
Hierro, carbón, cobalto, tungsteno, vanadio, etc.
Cobre, oro, plata
Existen tablas y normas internacionales que especifican la nomenclatura y los
componentes específicos de cada una de las diferentes aleaciones. Las aleaciones antes
señaladas son sólo algunas de las más, existen cientos más de ellas.
Una de las herramientas que nos permiten conocer de manera sencilla y rápida algunas de
las características de las aleaciones son los diagramas de las aleaciones. Uno de los
diagramas de aleaciones más conocido y utilizado del
Hierro y el carbono. También conocido como diagrama hierro, hierro, carbono
(HHC).
Con este diagrama se pueden obtener las temperaturas de cambio de sus estructuras
cristalinas; también se pueden conocer las temperaturas a las que se da el cambio de fase
de un hierro. En función a la cantidad de carbón que contiene el metal se puede estimar la
temperatura a la que se derretirá y a la que se volverá pastoso.
En el eje horizontal del diagrama de Hierro, hierro, carbono se ubica el porcentaje de
carbono que puede estar diluido en el hierro y en el eje vertical se señalan las
temperaturas a las que van sucediendo los cambios señalados en el cuerpo de la gráfica.
Al conocer la cantidad de carbono que tiene un hierro se pueden estimar la temperatura a
la que se debe elevar para que se den los diferentes cambios de estructura o de estado. Por
ejemplo si se tiene un hierro con 0.4% de carbón, se deberá elevar su temperatura hasta
los 723°C para que el hierro alfa y la perlita empiecen a convertirse en austenita y ferrita.
Aproximadamente a los
800°C ese mismo hierro cambiará su estructura a hierro gamma, en donde su componente
principal es la austenita, a los 1480°C empieza a fundirse y arriba de los 1520°C se ha
fundido todo.
A los hierros que están debajo de 0.8% de carbón se les llama hipoeutectoides y a aquellos
que tienen más de 0.8% de carbón se llaman hipereutectoides. El punto eutéctico es aquel
en el que se logra la máxima dilusión de carbón posible en un hierro a la menor
temperatura. En caso de los hierros con carbón el punto eutéctico se da con 0.8% de
carbón y a 723°C.
Cada vez que se rebasa una zona en la gráfica de HHC, se está cambiando de estructura en
el hierro que se está tratando.
HIERROS Y ACEROS
De acuerdo al diagrama de hierro, hierro, carbono el hierro puede aceptar determinadas
cantidades de carbón diluidas, estas cantidades nunca son superiores al 4%. En los casos
en los que se rebasa el 4% de carbón el hierro es de muy baja calidad.
Los hierros más utilizados en los procesos de manufactura son los siguientes:
Hierro dulce C < 0.01
Aceros C entre 0.1 y 0.2 %
Hierro fundido C > 2.0% pero < 4.0%
Algunos ejemplos de los materiales producidos con los diferentes hierros:
Fierro "puro". Por lo regular es utilizado para la generación de aleaciones
especiales.
Hierro forjado. Lámina negra o material para la formación de objetos por medio de
laminado o forja.
Acero. Materiales con requerimientos especiales de resistencia a la tracción,
fricción y tenacidad.
Hierro fundido. Artículos sin gran calidad pero con gran dureza y muy frágiles.
PROPIEDADES DE LOS METALES
Las principales propiedades de los materiales incluyen densidad, presión de vapor,
expansión térmica, conductividad térmica, propiedades eléctricas y magnéticas, así como
las propiedades de ingeniería.
En los procesos de manufactura son de gran importancia las propiedades de ingeniería, de
las que destacan las siguientes:
Resistencia a la tensión
Resistencia a la compresión
Resistencia a la torsión
Ductilidad
Prueba al impacto o de durabilidad
Dureza
Cada una de las propiedades antes señaladas requiere de un análisis específico y detallado,
lo que se da en asignaturas como las de ciencia de materiales y resistencia de materiales. A
continuación sólo se presentan algunas de sus principales características.
Resistencia a la tensión
Se determina por el estirado de los dos extremos de una probeta con dimensiones
perfectamente determinadas y con marcas previamente hechas.
Al aplicar fuerza en los dos extremos se mide la deformación relacionándola con la fuerza
aplicada hasta que la probeta rebasa su límite de deformación elástica y se deforma
permanentemente o se rompe.
Los resultados de las pruebas de resistencia a la tensión se plasman en series de curvas
que describen el comportamiento de los materiales al ser estirados.
Varias de las características de ingeniería se proporcionan con relación a la resistencia a la
tensión. Así en algunas ocasiones se tienen referencias como las siguientes:
La resistencia al corte de un material es generalmente el 50% del esfuerzo a la
tensión.
La resistencia a la torsión es alrededor del 75% de la resistencia a la tensión.
La resistencia a la compresión de materiales relativamente frágiles es de tres o
cuatro veces la resistencia a la tensión.
En los siguientes diagramas se muestran algunos de los procedimientos comunes para
aplicar las pruebas de resistencia al corte, la compresión, la fatiga o durabilidad, el
impacto, la torsión y de dureza.
Dureza
Por lo regular se obtiene por medio del método denominado resistencia a la penetración,
la cual consiste en medir la marca producida por un penetrador con características
perfectamente definidas y una carga también definida; entre más profunda es la marca
generada por el penetrador de menor dureza es el material.
Existen varias escalas de dureza, estas dependen del tipo de penetradores que se utilizan y
las normas que se apliquen. Las principales pruebas de dureza son Rockwell, Brinell y
Vickers.
Las dos primeras utilizan penetradores con cargas para generar marcas en los metales a
probar, posteriormente se mide la profundidad de las marcas. En algunas publicaciones se
considera a la prueba Rockwell como la prueba del sistema inglés y a la Brinell como la del
sistema métrico. (Observe las tablas de relación de durezas)
La dureza Vickers se logra por medio de una prueba denominada los métodos
Escleroscópico Shore en el que consiste en dejar caer un martinete de diamante de 2,3 g,
sobre el material a probar y medir la altura del rebote. A mayor rebote mayor será su
dureza.
LOS ACEROS ALEADOS
Se da el nombre de aceros aleados a los aceros que además de los cinco elementos:
carbono, silicio, manganeso, fósforo y azufre, contienen también cantidades relativamente
importantes de otros elementos como el cromo, níquel, molibdeno, etc., que sirven para
mejorar alguna de sus características fundamentales. También puede considerarse aceros
aleados los que contienen alguno de los cuatro elementos diferentes del carbono antes
citado, en mayor cantidad que los porcentajes que normalmente suelen contener los
aceros al carbono, y cuyos límites superiores suelen ser generalmente los siguientes:
Si=0.50%; Mn=0.90%; P=0.100% y S=0.100%.
Los elementos de aleación que más frecuentemente suelen utilizarse para la fabricación de
aceros aleados son: níquel, manganeso, cromo, vanadio, wolframio, molibdeno, cobalto,
silicio, cobre, titanio, circonio, plomo, Selenio, aluminio, boro y Niobio.
La influencia que ejercen esos elementos es muy variada, y, empleados en proporciones
convenientes, se obtienen aceros con ciertas características que, en cambio, no se pueden
alcanzar con los aceros ordinarios al carbono.
Utilizando aceros aleados es posible fabricar piezas de gran espesor, con resistencias muy
elevadas en el interior de las mismas. En elementos de máquinas y motores se llegan a
alcanzar grandes durezas con gran tenacidad. Es posible fabricar mecanismos que
mantengan elevadas resistencias, aún a altas temperaturas. Hay aceros inoxidables que
sirven para fabricar elementos decorativos, piezas de maquinas y herramientas, que
resisten perfectamente a la acción de los agentes corrosivos. Es posible preparar troqueles
de formas muy complicadas que no se deformen ni agrieten en el temple, etc.
La tendencia que tienen ciertos elementos a disolverse en la ferrita o formar soluciones
sólidas con el hierro alfa, y la tendencia que en cambio tienen otros a formar carburos.
la influencia de los elementos de aleación en los diagramas de equilibrio de los aceros
(Elevación o descenso de las temperaturas críticas de los diagramas de equilibrio y las
temperaturas Ac y Ar correspondientes a calentamientos y enfriamientos relativamente
lentos, modificaciones en el contenido de carbono del acero eutectoide, Tendencia a
ensanchar o disminuir los campos austeníticos o ferríticos correspondientes a los
diagramas de equilibrio, y otras influencias también relacionadas con el diagrama hierro-
carbono, como la tendencia a grafitizar el carbono, a modificar el tamaño del grano, etc
La influencia de los elementos aleados sobre la templabilidad.
La influencia que tienen en retardar el ablandamiento que se produce en el revenido.
Existen otras influencias diversas, como mejoras en la resistencia a la corrosión,
resistencia al calor, resistencia a la abrasión, etc., las cuales se deben directa o
indirectamente a alguna de las variaciones o fenómenos citados anteriormente.
CLASIFICACIÓN DE LOS ACEROS ALEADOS DE ACUERDO CON SU UTILIZACIÓN
Aceros en los que tiene una gran importancia la templabilidad:
Aceros de gran resistencia
Aceros de cementación
Aceros de muelles
Aceros indeformables
Aceros de construcción:
Aceros de gran resistencia
Aceros de cementación
Aceros para muelles
Aceros de nitruración
Aceros resistentes al desgaste
Aceros para imanes
Aceros para chapa magnética
Aceros inoxidables y resistentes al calor
Aceros de herramientas:
Aceros rápidos
Aceros de corte no rápidos
Aceros indeformables
Aceros resistentes al desgaste
Aceros para trabajos de choque
Aceros inoxidables y resistentes al calor.
Se señalan los aceros aleados de uso más corriente clasificados en tres grupos.
Se señalan los dos grupos clásicos de aceros de construcción y de herramientas, y además
otro grupo en el que se destaca la importancia de la templabilidad, y en el que se incluyen
los aceros de gran resistencia, muelles cementación, etc., que aun perteneciendo a los
otros dos grupos, interesa destacar por separado por la gran importancia que en ellos
tiene la templabilidad.
NOMENCLATURA DE LOS ACEROS SISTEMA S.A.E - A.I.S.I
Como el micro estructura del acero determina la mayoría de sus propiedades y aquella
está determinada por el tratamiento y la composición química; uno de los sistemas más
generalizados en la nomenclatura de los aceros es el que está basado en su composición
química.
En el sistema S.A.E. - A.I.S.I, los aceros se clasifican con cuatro dígitos XXXX. Los primeros
dos números se refieren a los dos elementos de aleación más importantes y los dos o tres
últimos dígitos dan la cantidad de carbono presente en la aleación. Un acero 1040 AISI es
un acero con 0.4%C; un acero 4340 AISI, es un acero aleado que contiene o.4%C, el 43
indica la presencia de otros elementos aleantes.
Las convenciones para el primer dígito son:
1 - MANGANESO
2 - NIQUEL
3 - NIQUEL-CROMO, principal aleante el cromo
4 - MOLIBDENO
5 - CROMO
6 - CROMO-VANADIO, principal aleante el cromo
8 - NIQUEL-CROMO-MOLIBDENO, principal aleante el molibdeno
9 - NIQUEL-CROMO-MOLIBDENO, principal aleante el níquel.
No hay aceros numerados 7xxx porque estos aceros resistentes al calor
prácticamente no se fabrican.
Se observa entonces que si el primer número es 1 se sabe que es un acero al carbono; si el
dígito siguiente es el 0, o sea que la designación es 10xx, se trata de un acero ordinario al
carbono.
CLASIFICACION DE LOS ACEROS.
Los aceros inoxidables no son indestructibles, sin embargo con una selección cuidadosa,
sometiéndolos a procesos de transformación adecuados y realizando una limpieza
periódica, algún integrante de la familia de los aceros inoxidables resistirá las condiciones
corrosivas y de servicio más severas.
Serie 400:
Aceros Inoxidables Martensíticos
Son la primera rama de los aceros inoxidables, llamados simplemente al Cromo y fueron
los primeros desarrollados industrialmente (aplicados en cuchillería). Tienen un
contenido de Carbono relativamente alto de 0.2 a 1.2% y de Cromo de 12 a 18%.
Los tipos más comunes son el AISI 410, 420 y 431
Las propiedades básicas son: Elevada dureza (se puede incrementar por tratamiento
térmico) y gran facilidad de maquinado, resistencia a la corrosión moderada.
Principales aplicaciones: Ejes, flechas, instrumental quirúrgico y cuchillería.
Serie 400:
Aceros Inoxidables Ferríticos
También se consideran simplemente al Cromo, su contenido varia de 12 a 18%, pero el
contenido de Carbono es bajo <0.2%.
Los tipos más comunes son el AISI 430, 409 y 434
Las propiedades básicas son: Buena resistencia a la corrosión. La dureza no es muy alta y
no pueden incrementarla por tratamiento térmico.
Principales aplicaciones: Equipo y utensilios domésticos y en aplicaciones arquitectónicas
y decorativas.
Serie 300:
Los Aceros Inoxidables Austeníticos.
Son los más utilizados por su amplia variedad de propiedades, se obtienen agregando
Níquel a la aleación, por lo que la estructura cristalina del material se transforma en
austenita y de aquí adquieren el nombre. El contenido de Cromo varía de 16 a 28%, el de
Níquel de 3.5 a 22% y el de Molibdeno 1.5 a 6%.
Los tipos más comunes son el AISI 304, 304L, 316, 316L, 310 y 317.
Las propiedades básicas son: Excelente resistencia a la corrosión, excelente factor de
higiene - limpieza, fáciles de transformar, excelente soldabilidad, no se endurecen por
tratamiento térmico, se pueden utilizar tanto a temperaturas criogénicas como a elevadas
temperaturas.
Principales aplicaciones:
Utensilios y equipo para uso doméstico, hospitalario y en la industria alimentaria, tanques,
tuberías, etc.