Microestructura del Acero: propiedades a diseño

Publicado en: Notas | 18 abril, 2017

El acero conserva las características metálicas del hierro en estado puro, pero con la adición de carbono y otros elementos, tanto metálicos como no metálicos, modifican sus propiedades físico-químicas.

microestructura1

Existen por tanto, numerosas clases de acero, en función de los tipos de aleación y procesos a los que se expongan posteriormente.

 

Constituyentes del acero

Las características mecánicas de un material dependen tanto de su composición química, así como de la micro-estructura cristalina que tenga. Gracias a la metalografía, disciplina que estudia las características micro-estructurales o constitutivas de un metal o aleación, relacionándolas con sus propiedades físicas, químicas y mecánicas; podemos conocer que el acero posee diferentes constituyentes (ordenamiento específico de los átomos), según su temperatura, a continuación las más típicas:

Ferrita: hierro puro, blanco dúctil, maleable y ferromagnético, es el constituyente más blando de los aceros.

Cementita: carburo de hierro, muy resistente y duro pero frágil.

Grafito: carbono cristalizado en forma de láminas hexagonales.

Austenita: también conocida como acero gamma, tiene estructura cristalina de tipo cúbica.

Martensita: con estructura de aguja cristalinas muy duras.

Troostita: agregado muy fino de cementita y ferrita, aparece en los aceros débilmente templados, se produce por un enfriamiento de la austenita.

Bainita: agregaciones de ferrita y cementita, con estructura peculiar.

Perlita: lámina alteradas de ferrita y cementita yuxtapuestas.

Ledeburita: eutéctico de austentita y cementita, inestable a la temperatura ordinaria.

 

Propiedades del acero

Es complejo establecer las propiedades físicas y mecánicas del acero, ya que éstas varían mucho, dependiendo del tipo de acero, pero para ejemplificar como se pueden aprovechar sus propiedades en ciertos casos prácticos, podemos citar que la tenacidad es una propiedad esencial para fabricar herramientas; la ductibilidad es ideal para obtener alambres o la maleabilidad, necesaria para fabricar láminas delgadas del metal.

 

Es importante definir qué entendemos por ciertas propiedades del acero, al menos, las más importantes. La resistencia al desgaste, es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en fricción con otro material; la tenacidad es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir fisuras; la maquinabilidad es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta; mientras que la dureza es la resistencia que ofrece el material a la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura o las deformaciones permanentes, entre otras.

microestructura2

La dureza se mide en unidades Brinell, Rockwell, Vickers, Knoop, Rosiwal, Shore y Webster.

microestructura3

Las propiedades del acero se dan en función de la composición química, y al tipo de tratamiento al que sean sometidos los diferentes tipos de aceros. Este tratamiento puede ser…

Térmico: templado, revenido, recocido y normalizado.

Mecánico: en frío y en caliente.

Termoquímico: cementación, nitruración, cianuración, carbonitruración, sulfinización, titanuración y borunación.

Superficial: galvanización, cromado, niquelado, pavonado, metalizado.

 

Este es sólo es un fragmento de la edición número 17 de la revista FerrePro. Si quieres leer el artículo completo adquiérela en Sanborns y puestos de periódicos, o suscríbete.

Banner FP16 2016