Clasificación del acero

Clasificación del acero según el proceso de fabricación.

Los aceros pueden clasificarse, según los procedimientos o procesos de obtención utilizados, tomando el nombre de los mismos. Son los siguientes:

  • Aceros Bessemer.
  • Aceros Thomas.
  • Aceros Siemens.
  • Aceros eléctricos.
  • Aceros al crisol.
  • Hierros pudelados.

¿Qué es acero Bessemer y Thomas?

El procedimiento Bessemer fue el primer proceso de fabricación químico que sirvió para la fabricación en serie de acero, fundido en lingotes, de buena calidad y con poco coste a partir del arrabio. Este procedimiento fue llamado así en honor de Henry Bessemer, quien obtuvo la patente en 1855 y la utilizó a través de la Henry Bessemer and Company, sociedad implantada en Sheffield, ciudad del Norte de Inglaterra.

CLASIFICACIÓN DEL ACERO

¿Qué es acero Siemens?

En este procedimiento se funde el hierro colado en la plaza de un horno y se descarbura por la adición sucesiva de trozos de hierro o de acero (scrap process), o de mineral (ore process), añadiendo después una fundición rica en manganeso para detener la oxidación.

Este procedimiento tiene la ventaja de no exigir la fusión previa del hierro colado, de necesitar una instalación menos costosa, y de poderse utilizar los hierros colados fosforados, con un puddlage previo. Además la fabricación en la misma plaza del horno tiene la ventaja de permitir la toma de muestras para asegurarse si el metal posee ya las cualidades que su empleo haya de exigir.

Los aceros más utilizados en España son los Bessemer, Siemens y eléctricos. Hierro pudelado se produce también, pero en cantidad insignificante. Las características generales se recogen en la siguiente tabla:

Fósforo Azufre Oxígeno Aplicaciones
Aceros Bessemer < 0,07 % <0,06 % 0,035-0,15 % Aceros comunes
Aceros Siemens <0,04 % < 0,06 % 0,020-0,10 % Aceros comunes
Aceros eléctricos < 0,035% < 0,035% 0-0,0505 % Aceros al carbono y aleados
Aceros pudelados No se garantiza composición Aceros comunes

Clases de acero según su fabricación.

Clasificación del acero según su porcentaje de carbono.

Atendiendo al porcentaje de carbono, los aceros se clasifican en:

  • Aceros hipoeutectoides, si su porcentaje de carbono es inferior al punto S (eutectoide), o sea, al 0,89%.
  • Aceros eutectoides, si su porcentaje de carbono es igual al punto S.
  • Aceros hipereutectoides, si su porcentaje de carbono es superior al punto S.

Clasificación del acero según el grado de desoxidación.

Al enfriar los lingotes, se forman pequeñas cantidades (sopladuras) producidas por los gases óxidos y anhídridos de carbono, desprendidos en la reducción por el carbono de los óxidos de hierro y manganeso. El procedimiento para eliminar las sopladuras consiste en someter el acero a un proceso de desoxidación.

Según el grado de desoxidación que se consiga en el afino, los aceros pueden ser efervescentes y calmados.

¿Qué son aceros efervescentes?

Son los que se han desoxidado incompletamente y al solidificarse desprenden abundantes gases que producen numerosas sopladuras. Se denominan efervescentes por la agitación que forman los gases al desprenderse.

¿Qué son aceros calmados?

Son los que han sufrido una desoxidación completa y al solidificarse no desprenden gases, por lo cual no contienen sopladuras. El desoxidado se realiza por medio de ferromanganeso, ferrosiIicio o aluminio (hasta un 0,1 %).

Estos aceros son especialmente aptos para sufrir deformaciones como la embutición profunda, si bien, cuando la disminución del espesor es mayor del 35%, el grado de trastorno debido a imperfecciones superficiales puede ser mayor con los aceros efervescentes, por lo que cada vez se emplean más, para estos fines, los aceros calmados.

No es frecuente emplear estos aceros en la condición de temple y revenido, porque no son lo suficientemente homogéneos en su sección transversal para poder dar resultados uniformes. El acero calmado se ha desoxidado hasta tal grado que el metal permanece muy sosegado después de suvertido en el molde del lingote. El acero semicalmado es una variedad parcialmente desoxidada con manganeso o aluminio, intermedia entre el acero efervescente y el calmado.

Este acero contiene algunas venteaduras próximas a la superficie del lingote y, en general, no presenta una superficie de tan buen aspecto como la del acero efervescente o el calmado, por lo que se emplea para partes o piezas en las que no se exijan una buena resistencia a la tracción y un buen acabado de la superficie.

Todos los aceros forjados, y en general los que contienen más de un 0,25% de carbono, son calmados. Los aceros de construcción que contienen de un 0,15% a un 0,25% de carbono son usualmente semicalmados y muchos aceros con menos de un 0,15% de carbono son efervescentes.

Estos aceros se sueldan bien en la forja y poseen grandes cualidades para la embutición profunda. Gracias a la pureza de su capa exterior, de bajo contenido de carbono y libre de impurezas, en el laminado se obtiene una superficie muy lisa, por lo cual se utiliza especialmente para la fabricación de chapas para las carrocerías de automóviles. Sus características mecánicas son inferiores a las de los aceros calmados, siendo muy sensibles al envejecimiento y aumentando su fragilidad con el tiempo.

Clasificación del acero según su composición.

Atendiendo a su composición, los aceros se pueden clasificar en dos grandes grupos: aceros al carbono y aceros aleados.

¿Qué son aceros al carbono?

Son los formados principalmente por hierro y carbono. En cuanto a los otros elementos que poseen, sus porcentajes no deben superar, en cada caso, los siguientes:

Elemento especificado Contenido limite

% en masa

Al Aluminio 0,10
B Boro 0.0008
Bi Bismuto 0.10
Co Cobalto 0,10
Cr Cromo (1) 0.30
Cu Cobre (1) 0,40
Lantánidos

(considerados Individualmente)

0,05
Mn Manganeso 1,66 a»
Mo Molibdeno 0.08
Nb Niobio (2) 0,06
Ni Niquel (1) 0,30
Pb Piamo 0.40
Se Selenio 0,10
Si Sitato 0,50
Te Telurio 0.10
Ti Titanio (2) 0,06
V Vanadio (2) 0.10
W Tungsteno 0.10
Zr Circonio (2) 0.05
Otros (excepto: Carbono, Fósforo. Azufre. Nitrógeno), cada uno individualmente 0,05

(1) Cuando, para un acero determinado, dos, tres o los cuatro de estos elementos estén especificados en combinación, siendo los contenidos inferiores a los dados en esta tabla, el valor límite, a efectos de clasificación, será el 70% de la suma de los contenidos límites indicados para cada uno de los dos, tres o cuatro elementos considerados.

(2) Para estos elementos se aplica la misma regla dada en (1).

(3) Cuando el manganeso está definido sólo por un máximo, el valor límite es 1,80%.

Aceros aleados

Son aquellos que, además del carbono, contienen oíros elementos en cantidad suficiente como para alterar sus propiedades. Respecto de su composición, pueden ser de baja y de alta aleación.

Elementos que pueden beneficiar al acero: aluminio, azufre, boro, circonio, cobalto, fósforo, manganeso, molibdeno, niobio, níquel, nitrógeno, plomo, selenio, silicio, titanio, vanadio y wolframio.

Elementos que perjudican al acero: antimonio, arsénico, estaño, hidrógeno y oxígeno.