El documento describe los diferentes tipos de aceros según sus normas de clasificación. Explica que la norma AISI clasifica los aceros usando cuatro dígitos que indican la aleación principal y el contenido de carbono. También cubre las clasificaciones SAE y las diferencias entre aceros de bajo, medio y alto carbono.

1. LABORATORIO
DE MATERIALES
UTN FRRe
• Inspección y Corte
• Desbaste y Pulido
• Tratamiento térmico de acero
• Ensayo de dureza
ESTUDIO Y TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES
Profesorado de Educación Técnica
Ing Barabas, Leonardo G

2. ESTUDIO Y TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES
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ACEROS
Y LAS NORMAS
Clasificación de los aceros según normas AISI-SAE:
En el sistema AISI-SAE, los aceros se clasifican con cuatro dígitos. El primer
digito especifica la aleación principal, el segundo modifica al primero y los dos
últimos dígitos, dan la cantidad de carbono en centésimas. La norma AISI es
también conocida por ser una clasificación de aceros y aleaciones de materiales
no ferrosos. AISI es el acrónimo en inglés de American Iron and Steel Institute
(Instituto americano del hierro y el acero), mientras que SAE es el acrónimo en
inglés de Society of Automotive Engineers (Sociedad de Ingenieros
Automotores). En 1912, la SAE promovió una reunión de productores y
consumidores de aceros donde se estableció una nomenclatura y composición
de los aceros que posteriormente AISI expandió.
La inmensa variedad de aceros que pueden obtenerse por los distintos
porcentajes de carbono y sus aleaciones con elementos como el cromo, níquel,
molibdeno, vanadio, etc., ha provocado la necesidad de clasificar mediante
nomenclaturas especiales, que difieren según la norma o empresa que los
produce para facilitar su conocimiento y designación.

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ACEROS
Y LAS NORMAS
La SAE emplea números compuestos de cuatro o cinco cifras, según los
casos, cuyo ordenamiento caracteriza o individualiza un determinado
acero.
Acero SAE XXXX
Primera cifra 1 caracteriza a los aceros al C.
Primera cifra 2 caracteriza a los aceros al Ni.
Primera cifra 3 caracteriza a los aceros al Cr-Ni.
Primera cifra 4 caracteriza a los aceros al Mo.
Primera cifra 5 caracteriza a los aceros al Cr.
Primera cifra 6 caracteriza a los aceros al Cr-V.
Primera cifra 7 caracteriza a los aceros al W (tungsteno ó wolframio).
Primera cifra 8 caracteriza a los aceros al Ni-Cr-Mo.
Primera cifra 9 caracteriza a los aceros al Si-Mn.

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ACEROS
Y LAS NORMAS
Acero SAE 3210
Primera cifra 3 : acero al cromo – níquel (inoxidable).
Segunda cifra 2: 2% de níquel.
Últimas cifras 10: 0,10% de carbono.
SAE 1025
Primera cifra 1: acero al carbono.
Segunda cifra 0: ningún otro elemento de aleación predominante.
Últimas cifras 25: 0,25% de carbono.
La composición química porcentual de los aceros que
corresponden a esta designación es:
C = 0,22-0,28 %; Mn = 0,30-0,60 %; S = 0,05 % máx.; P = 0,04 %
máx.

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ACEROS
Acero al carbono AISI 1010:
Este acero está fabricado con un metal de base que es el Hierro (Fe) y
aleación principal, Carbono (C). Mientras mayor sea el porcentaje de
carbono, eleva su resistencia mecánica y dureza, incrementa el índice de
fragilidad en frío y hace que disminuya la templabilidad y la ductilidad. En
este acero, el porcentaje de C es de entre un 0,08% a 0,13%, es decir, un bajo
contenido. Esto hace que el acero sea más dúctil, maleable y de gran
tenacidad. Por lo tanto de fácil mecanizado, soldables y baratos.
La microestructura consiste en ferrita y perlita.

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ACEROS
Clasificación según la cantidad de carbono
•Aceros de bajo carbono (%C < 0.25)
•Aceros de medio carbono (0.25 < %C < 0.55)
•Aceros de alto carbono (2 > %C > 0.55)
Por lo tanto, los aceros de medio carbono varían en su contenido de carbono, el
cuál se encuentra entre 0.25% y 0.55%. Dentro de los cuales se encuentran los
aceros como AISI 1040 o AISI 4140, que son grados comunes de aceros de
mediano carbono.

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• Pueden ser tratados térmicamente mediante austenización temple y
revenido.
• Se trata de aceros de baja templabilidad, En piezas delgadas y con
buena velocidad de temple.
• Las adiciones de Cr,Ni, Mo son muy beneficiosas
• Estos aceros tratados térmicamente son mas resistentes que los aceros
bajos en C.
• Se utilizan para piezas que necesitan alta resistencia mecánica,
resistencia al desgaste y tenacidad.
•Aceros de bajo carbono (%C < 0.25)
•Aceros de medio carbono (0.25 < %C < 0.55)
•Aceros de alto carbono (2 > %C > 0.55)
1040

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Acero AISI 1040: 25HRC

11. E S T U D I O Y T E C N O L O G I A D E L O S M A T E R I A L E S
P r o f e s o r a d o d e E d u c a c i ó n T é c n i c a
I n g B a r a b a s , L e o n a r d o G
El NORMALIZADO es un tratamiento térmico que sirve para afinar la estructura y eliminar las
tensiones que suelen aparecer en la forja, y sobre todo después de ciertos sobrecalentamientos o
enfriamientos en malas condiciones. Aunque también lo usamos siempre que se quiera eliminar los
efectos de cualquier tratamiento térmico anterior.
Es un tratamiento importante para los aceros como preparación para el TEMPLE, homogeneizando su
estructura en toda la pieza después del forjado, y eliminando los efectos del sobrecalentamiento en el
crecimiento del tamaño de grano.

12. E S T U D I O Y T E C N O L O G I A D E L O S M A T E R I A L E S
P r o f e s o r a d o d e E d u c a c i ó n T é c n i c a
I n g B a r a b a s , L e o n a r d o G
El NORMALIZADO es un tratamiento térmico que sirve para afinar la estructura y eliminar las
tensiones que suelen aparecer en la forja, y sobre todo después de ciertos sobrecalentamientos o
enfriamientos en malas condiciones. Aunque también lo usamos siempre que se quiera eliminar los
efectos de cualquier tratamiento térmico anterior.
Es un tratamiento importante para los aceros como preparación para el TEMPLE, homogeneizando su
estructura en toda la pieza después del forjado, y eliminando los efectos del sobrecalentamiento en el
crecimiento del tamaño de grano.

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• Punto Eutéctico (1147°C, 4.3% C). En este punto, se obtiene una
transformación de la fase liquida a una mezcla entre austenita +
𝐹𝐹𝑒𝑒2𝐶𝐶.
• Punto Eutectoide (727°C, 0.76% C). En este punto se obtiene una
transformación desde un estado formado únicamente por
austenita hasta uno conformado por la combinación de acero en
fase ferrita + Cementita.
• Punto peritéctico (1493°C, 0.17% C). en el cual se puede pasar de
una fase consistente en la mezcla de acero δ y líquido, para formar
austenita.

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Hierro Alfa. Se encuentra en un rango de temperaturas inferiores a 910° C. su estructura
cristalina es cubica centrada en el cuerpo con una distancia entre átomos de 2.86 A°
Hierro Gamma. Se presenta en un intervalo de temperaturas entre 910°C y 1130°C. En esta
fase, el hierro cambia su acomodo cristalino adoptando ahora una celda cubica centrada
en las caras.
Hierro Delta. Presente dentro del intervalo entre 1130°C y la temperatura de fusión del hierro
(1539°C). esta fase presenta un acomodo ortorrómbico centrado en el cuerpo.
La mayor solubilidad se presenta en la fase gama, llegando a una solubilidad máxima de 2.11
% de carbono en peso y a una temperatura de 1148°C.
Ferrita. Obtenida al agregar carbono en hierro alfa. Se trata de una aleación del tipo
intersticial. Conserva el carácter BCC de hierro alfa y tiene una solubilidad máxima de
carbono de 0.025% C en peso a una temperatura de 723°C. este bajo punto de solubilidad
hace que esta fase sea considerada como hierro puro. Aparece con una microestructura de
granos monofásicos, con límites de grano irregulares. Se trata de la fase más blanda y dúctil
de los aceros. o Al ser observada al microscopio. Esta fase presenta límites de grano más
irregulares que la austenita. Debido a que su origen es la solidificación de material.

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Austenita:Solución solida por inserción sobre hierro gamma. Presenta un acomodo del tipo
cubico centrado en las caras. Con esta fase se logra la mayor solubilidad de carbono en
hierro. Se trata del constituyente más denso de entre los aceros. La estructura austenítica
puede ser obtenida en los aceros enfriando súbitamente, Sin embargo, esta fase no es
estable a temperatura ambiente.
Cementita (Fe3C: Carburo de hierro) tiene una temperatura de fusión de aproximadamente
1250°C. Se trata de un compuesto termodinámicamente inestable. La presencia de algunos
constituyentes en la estructura de los aceros es consecuencia de llevar a cabo la
manufactura de los aceros bajo condiciones no cuasi estáticas. Entre estos constituyentes se
encuentran:
• Perlita: Compuesta por 86.5% de ferrita y 11.5% de austenita, formada por láminas o placas
alternadas de estas dos fases.
• Martensita: Formada de la transformación de fase gama a acero alfa, Cuando las
condiciones no permiten que el carbono se difunda correctamente. Originando una
solución solida sobresaturada de carbono en un acomodo tetragonal centrado en el
cuerpo.

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Cuando tenemos un acero con grano grueso, para afinarlo, basta
con calentarlo a una temperatura lo mas justo por encima de la
temperatura crítica (austenización completa) y dejarlo que se
enfríe al aire. En el enfriamiento al aire los granos de austenita se
transforman en otros más pequeños de ferrita, perlita o
cementita según su composición. Cuando los cristales son muy
grandes, para afinarlos se recomienda varias regeneraciones
sucesivas. La primera a temperatura bastante superior a la crítica,
pues entonces los átomos que constituyen el acero tienen mayor
movilidad y es mas fácil dividir la grosera cristalización inicial y
homogeneizar la masa del acero, y luego se hacen otras
regeneraciones a temperaturas mas bajas y mas próximas a la
temperatura crítica, que son las que en realidad afinan el grano.
NORMALIZADO

19. ESTUDIO Y TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES
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Llamamos «ACERO TEMPLADO» al acero que le hemos realizado un tratamiento térmico
de endurecimiento, mejorando las propiedades mecánicas de nuestras herramientas,
aumentando la resistencia mecánica y dureza, pero también su fragilidad.
Entendemos por TEMPLE el enfriamiento brusco del acero.
AUSTENITA es la la solución sólida del carbono (C) en el hierro gamma (γ). Estando el
carbono en el interior de la estructura cristalina del hierro y homogeneizándose en toda su
estructura.
El hierro no es capaz de solubilizar el carbono a temperatura ambiente. En cambio, cuando
lo calentamos, se transforma en una estructura cristalina que sí es capaz a solubilizar el
carbono. Ahora sí, el carbono cabe en los huecos que hay entre los átomos de hierro
formando una solución solida de inserción, homogeneizándose en toda su estructura.
Ya hemos conseguido que el carbono esté repartido en todo nuestro acero
y aprovecharemos éste momento en el que el acero está “austenizado” para
ENDURECELO.
Ahora vamos a ver como vamos a aprovechar ese cambio de la microestructura del acero
con la temperatura (material alotrópico) en el cual todos los átomos de carbono están
repartidos y solubilizados en toda la estructura de AUSTENITA.
TEMPLADO

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Si calentamos un acero por encima de su punto de austenización, donde la estructura
cristalina que tenía a temperatura ambiente se modifica, formando cristales sólo
de AUSTENITA, y lo enfriamos lentamente, la AUSTENITA se transforma en otras
estructuras como la PERLITA y CEMENTITA o FERRITA dependiendo de su porcentaje de
carbono.
Si calentamos una barra de acero de pequeño espesor a la temperatura de austenización,
asegurándonos su completa austenización y lo enfriamos rápidamente en agua, los
cristales de austenita no tienen tiempo de transformarse en PERLITA, ni CEMENTITA, ni
FERRITA… obteniendo una nueva estructura en forma de agujas denominada
MARTENSITA, y en algunos casos con cristales de AUSTENITA retenida que no le ha dado
tiempo a transformarse.
La MARTENSITA es el constituyente típico de los aceros templados.
TEMPLADO

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TEMPLADO

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TEMPLADO