Elemento competente de la asignatura de materiales para Ingenieria.

1. ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA
DE CHIMBORAZO.
CAPITULO IV
ACEROS
ABEL GUAMÁN
MATERIALES

2. CAPITULO IV
ACEROS
TEMA.
 ACEROS
CLASIFICACION
DENOMINACION

3. ¿Qué son los aceros?
Se denominan aceros a toda aleación hierro-carbono forjable cuyo contenido de carbono esta
generalmente comprendido entre 0.oo8 al 2.1%.
Cuya diferencia con las fundiciones son el contenido de carbono, ya que las fundiciones poseen
un porcentaje de carbono comprendido entre 2.2 al 6.67%.

4. ¿En que forma se encuentra al Fe en la
naturaleza?
Óxidos
• Formados
por hierro y oxígeno. Se
conocen 16 óxidos de
hierro.
Sulfuros carbonados
• La mayoría de estos
minerales son opacos, con
colores distintivos y con
pesos específicos altos
• Se presentan en
yacimientos de origen
hidrotermal.

5. Minerales de Fe

6. Procesos para la obtención del acero
Oxidación
• Es la
combustión
del oxigeno.
Se procede a
reducir el
porcentaje
de carbono.
Reducción o
desulfurización
• Fase o etapa
de la
obtención
del acero
donde se
procede a
reducir el
porcentaje
de azufre.
Dosificación
• Fase o etapa
de la
obtención
del acero
donde se
procede ha
añadir o
dosificar
elementos
aleantes.
Súper-afino
• Fase o etapa
final de la
obtención
del acero
donde se
procede a
darle los
acabados.

7. Características de los aceros
Positivas Negativas

8. Características positivas del acero
• Alta resistencia mecánica: alta resistencia mecánica al someterlos a esfuerzos de tracción y
compresión.
• Elasticidad
• Soldabilidad
• Ductilidad: Los aceros tienen una alta capacidad para trabajarlos, doblarlos y torcerlos.
• Forjabilidad: Significa que al calentarse y al darle martillazos se les puede dar cualquier forma
deseada.
• Trabajabilidad: Se pueden cortar y perforar a pesar de que es muy resistente y aun así siguen
manteniendo su eficacia.

9. Características negativas de aceros
• Oxidación: Los aceros tienen una alta capacidad de oxidarse si se exponen al aire y al agua
simultáneamente y se puede producir corrosión del material si se trata de agua salina.
• Transmisor de calor y electricidad: El acero es un alto transmisor de corriente y a su vez se
debilita mucho a altas temperaturas, por lo que es preferible utilizar aceros al níquel o al
aluminio o tratar de protegerlos haciendo ventilados y evitar hacer fábricas de combustible o
plásticos con este tipo de material.
Estas dos desventajas son manejables teniendo en cuenta la utilización de los materiales y el
mantenimiento que se les de a los mismos.

10. ¿Qué se necesita de un acero?
Bajo %C Alto %E.A Duro Tenaces
Alta resistencia
mecánica
Alta resistencia
al desgaste
Elásticos
Alta resistencia
a la corrosión y
oxidación
Soldables
Alta
maquinabilidad

11. Reservas mundiales de hierro

12. Clasificación de los aceros
Por su porcentaje de carbono
Por su procedimiento de fabricación
Por su grado de oxidación
Por su constitución
Por su composición
Por sus aplicaciones
Al carbono de construcción
De gran elasticidad
Inoxidables
Para herramientas
Por su grado de utilización
Por su composición química
General de acorde a su utilización
Aleados de acorde a su utilización

13. Aceros por su porcentaje de carbono
Hipoeutectoides
• Aceros cuyo porcentaje de carbono es inferior al
0,79% mayor al 0,008%.
Eutectoides
• Si su porcentaje de carbono es igual a 0.8%
Hipereutectoides
• Si su porcentaje de carbono es mayor a 0,8% y
menor a 2,1%.

14. Aceros de acuerdo a su procedimiento de
fabricación
Aceros Bessemer
AcerosThomas
Aceros Siemens
Aceros Eléctricos
Aceros Crisol

15. Aceros de acorde al grado de desoxidación
Aceros Calmados
• Son aquellos que se han desoxidado por completo y al
solidificarse no desprenden gases.
Aceros efervescentes
• Son aquellos que se han desoxidado incompletamente y al
solidificarse desprenden abundantes gases, que producen
sopladuras.

16. Aceros de acuerdo a su constitución
Aceros
Perliticos
Martensiticos
AusteniticosFerriticos
Con carburos
• Perliticos: formados por perlita + ferrita
o perlita + cementita según su porcentaje
de carbono.
• Martensiticos: constituidos en su mayor
parte por martensita después del
proceso de enfriamiento.
• Austeniticos: constituidos en su mayor
parte por austenita a temperatura
ambiente.
• Ferriticos: formados principalmente por
ferrita a cualquier temperatura.
• Aceros con carburos: se caracterizan por
tener porcentajes de carburos de
elementos de aleación muy superior al
que se considera normal.

17. Aceros de acuerdo a su composición
Porsucomposición
Aceros al carbono
Aceros aleados

18. Aceros atendiendo a sus aplicaciones
Aceros comunes
F = Aleaciones ferrosas
L = Aleaciones ligeras
C = Aleaciones de cobre
V = Aleaciones varias
S = Productos sinterizados

19. Aceros atendiendo a sus aplicaciones
Se dividen en 9 series de acuerdo a la norma IHA(españa):
F-100
• Aceros finos
de
construcción
F-200
• Aceros finos
de usos
especiales
F-300
• Aceros
resistentes a
la corrosión y
oxidación
F-400
• Aceros de
emergencia
F-500
• Aceros para
herramientas
F-600
• Aceros
comunes
F-700
• Aceros para
moldear
F-800
• Fundiciones
F-900
• Aleaciones
especiales

20. SERIE F-100
Grupo 110
• Aceros al carbono (para construcción de piezas que no exijan altas características)
Grupos F-120 y F-130
• Aceros aleados de gran resistencia (para piezas de alta resistencia)
Grupo F-140
• Aceros de gran elasticidad (para construcción de muelles y ballestas, etc)
Grupos F-150 y F-160
• Aceros para cementar
Grupo F-170
• Aceros para nitrurar

21. SERIE F-200
Grupo F-210
• Aceros de
fácil
mecanizado
Grupo F-220
• Aceros de
fácil
soldadura
Grupo F-230
• Aceros de
propiedades
magnéticas
Grupo F-240
• Aceros de
alta y baja
dilatación
Grupo F-250
• Aceros
resistentes a
la fluencia

22. SERIE F-300
• Aceros inoxidablesGrupo F-310
• Aceros para válvulas de moteros
de explosiónGrupo F-320
• Aceros refractariosGrupo F-330

23. SERIE F-500
Aceros
aleados para
herramientas
Grupo F-510
Aceros
rápidos
Grupo F-550

24. SERIE F-600
Grupo F-
600
• Aceros
comunes
Grupo F-
610
• Aceros
Bessemer
Grupo F-
620
• Aceros
Siemens
Grupos F-
630 y F-
640
• Aceros para
usos
especiales

25. Aceros al carbono de construcción
Inoxidables Dulces Semidulces
Semiduros Muy duros Extra duros

26. Aceros de gran elasticidad
Aceros al carbono
Aceros Mangano - Silicios
Aceros aleados

27. Aceros Inoxidables
2XX
Cromo-
Nìquel-
Manganeso
3XX
Cromo-
Nìquel- No
endurecibles
4XX Cromo
endurecibles
5XX Cromo bajo
cromo

28. Aceros para herramientas
W=Templados en agua
S=Resistentes al impacto
O=Trabajo en frio, templables en aceite
A=Trabajo en frio, mediante aleación y templables en aire
D=Trabajo en caliente, alto carbono, alto cromo
T=Alta velocidad, bajo tungsteno
M=Alta velocidad, bajo molibdeno
P=Moldes, aceros para moldes
L=Propiedades especificas, baja aleación
F=Propiedades especificas, carbono tungsteno

29. Por su grado de utilización
Aceros de fácil
mecanización
Aceros para
muelles
Aceros para
calderos
Aceros para la
construcción de
herramientas

30. Aceros por su composición química
En base a normas
AISI
ASTM
SAE
En base al fabricante
ASSAB
BOHLER

31. Aceros de acuerdo a su utilización
Construcción
Aceros al
carbono
Aceros de baja
aleación y alto
limite elástico
Aceros de fácil
mecanizado
Que se usan
después del
tratamiento
Aceros al
carbono
Aceros de gran
resistencia
Aceros para
cementación
Aceros de
nitruración
Que se usan
después del
tratamiento
Aceros para
muelles
Aceros
resistentes al
desgaste
Aceros de
propiedades
eléctricas
especiales
Aceros maraging
Para
herramientas
Aceros al
carbono
Aceros rápidos
Aceros para
trabajos en
caliente
Aceros
indeformables
Aceros de corte
no rápidos
Inoxidables y
resistentes al
calor
Martensiticos
Ferriticos
Cromo-Niquel
Cromo-Niquel
Austeniticos
Inoxidables y
resistentes al
calor
Aceros para
válvulas
Resistencia a la
fluencia caliente
Inoxidables
endurecibles por
precipitación

32. Aceros aleados de acuerdo a su utilización
•Aceros de gran resistencia
•Aceros de cementación
•Aceros de muelles
•Aceros indeformables
Templidad como
importancia
fundamental
•Aceros de gran resistencia
•Aceros de cementación
•Aceros de muelles
•Aceros de nitruración
•Aceros resistentes al desgaste
•Aceros para imanes
•Aceros de chapa magnética
Construcción
•Aceros rápidos
•Aceros de corte no rápidos
•Aceros indeformables
•Aceros resistentes al desgaste
•Aceros para trabajos de choque
•Inoxidables y resistentes al calor
Herramientas

33. Designación de aceros
Se lo realiza por medio de 4 o 5 números o dígitos xxxx.
• 10xx, 11xx, 12xx, 13xx
• 23xx, 25xx
• 31xx, 33xx
• 40xx, 41xx, 43xx, 44xx, 46xx, 47xx, 48xx
• 50xx, 51xx, 5xxx
• 61xx
• 86xx, 87xx, 88xx
• 92xx, 93xx, 98xx, 94xx

34. Aceros al carbono de construcción
• Formados por aceros cuyas composiciones oscilan entre los siguientes límites:
C = de 0.10
a 0.60%
Si = de
0.15 a
0.30%
Mn = de
0.30 a
0.70%
P y S =
<0.04%

35. Clasificación de los aceros al carbono
• Según sus características mecánicas, se ve en el siguiente cuadro:

36. Características mecánicas de los aceros al
carbono de construcción
Se utilizan para la construcción de piezas de maquinas, ejes, herrajes, bulones, tornillos, etc.
Por lo que estas necesitan:
• Resistencia a la tracción los más elevado posible
• Limite elástico elevado
• Ductilidad, alargamiento y estricción
• Dureza, tenacidad y resilencia
• Limite de fatiga elevado

37. Influencia del carbono en las características
de los aceros
• Estas dependen de sus constituyentes: ferrita, perlita y cementita; cuyas características
mecánicas son las siguientes:
• Según Sauveur, es posible calcular las características de un acero normalizado admitiendo que
son proporcionales a las de sus componentes.

38. Aceros aleados de gran resistencia
A diferencia de los aceros que no pueden ser templados a totalidad, los aceros aleados poseen
un aumento de templabilidad, mejorando las características mecánicas extraordinariamente
con respecto a los aceros al carbono.
Otras de las ventajas de los aceros aleados es la limitación del crecimiento de grano de la
austenita lo que mejora también las características mecánicas como son: tenacidad, resistencia,
etc.

39. Ventajas de los aceros aleados
• La posibilidad de templar el núcleo de piezas de gran sección
• Posibilidad de utilizar, en lugar de temple en agua, temple en aceite o al aire
• Mayor margen de temperatura para los calentamientos en los tratamientos y menos peligro
de sobrecalentamientos

40. Inconvenientes de los aceros aleados
• Mayores dificultades para su elaboración y eliminación de ciertos defectos. Ejm: inclusiones
• Precio mucha más elevado, que actualmente en nuestro país es de unas dos o tres veces
mayor al precio de los aceros al carbono
• Mayores dificultades para su aprovisionamiento

41. Aceros de gran elasticidad
• En la construcción de maquina, motores, ferrocarriles, etc, es necesario emplear muelle,
ballesta, etc, que trabajan elásticamente, es decir que recuperan su forma primitiva una vez
cesada la causa que los deforma.

42. Características de los aceros de gran
elasticidad
• El limite elástico a la tracción de los aceros varias entre 60 al 90% de la resistencia o carga a la
rotura
• La resistencia media a la tracción es alta (150 Kg/mm^2)
• Limite elástico a la tracción oscila entre 135 a 140 Kg/mm^2
• Resistencia a la torsión es igual a la mitad de la resistencia a la tracción

43. Tipos de aceros de gran elasticidad
Existen tres clases de aceros para la fabricación de muelles y ballestas:
• Los aceros al carbono
• Los aceros al Mangano-silicios
• Los aceros aleados

44. Aceros para cementar
Sabiendo que la dureza es prácticamente lo contrario a la tenacidad y ductilidad y que entre
menos contenido de carbono el material seria mas tenaz y menos duro.
Pues la cementación consigue en teoría, solucionar el problema entre la obtención de una gran
dureza en la superficie pero con un núcleo tenaz.
Obteniendo así piezas con gran dureza superficial y buena tenacidad.

45. Aceros para nitrurar
Esta consiste en endurecer la superficie de los materiales por la absorción de nitrógeno en
condiciones adecuadas.
Las capas de nitrurado tienen un espesos de 0.2 a 0.5 mm de espesos, dependiendo de la
temperatura y el tiempo de duración.
Dureza entre 800 a 1000Vickers.
Resistencia mecánica entre 80 a 125 Kg/mm^2
Resistencia ala fatiga mayor a la de los demás aceros

46. Aceros inoxidables
Estos aceros tienen propiedades resistentes a la corrosión al calor .
Para identificarlos se utiliza un sistema de 3 números.

47. Aceros Martensiticos inoxidables
• Estos aceros son principalmente aceros entre 11.5 y 18% de Cr.
• Son aleaciones muy conocidas ya que se utiliza en aletas para turbinas y piezas de fundición
resistentes a la corrosión.
• Son magnéticos y pueden trabajarse en frio sin dificultad por el bajo contenido de C.

48. Aceros Ferriticos inoxidables
Este tipo de aceros con solo cromo contiene aproximadamente 14 a 27% de cromo e incluye los
tipos 405, 430 y 446.

49. Aceros para trabajo en frio
AISI 01 02 07
AISI A2 A4 A5 A6
AISI D1 D2 … D7

50. Características de los aceros para trabajo en frio
Buena resistencia al desgaste
Maquinabilidad
Resistencia a la descarburación
Regular tenacidad
Dureza en caliente igual que la de los aceros al carbono

51. Aceros para trabajo en caliente
• Se clasifican en 2 grupos:
• La dureza en caliente la incrementan el Cr,
Mo y elW.
• Son llamados aceros para corte rápido-
Aceros
rápidos al
molibdeno
Aceros
rápidos al
tungsteno

52. Características de los A. para T. en C.
• Poseer bueno dureza en caliente
• Buena indeformabilidad
• Penetración del temple profunda
• Alta resistencia al desgaste
• Regular maquinabilidad
• Se descarburan con relativa facilidad
• Tenacidad media
• Su contenido de carbono es siempre superior al 0,8%

53. Bibliografía
*Hashemi, J. y Smith, W. F. (2004). Fundamentos de la ciencia e
ingeniería de materiales. México D.F.: Mc Graw Hill
*William, D. y Calister, Jr. (2007). Ciencia e ingeniería de los materiales.
Bogotá: Reverte
*Almendáriz, M. (2011). Materiales. Riobamba: Anónima