Acero aleado frente a acero al carbono – Diferencias y similitudes

 

Elegir entre acero de aleación y acero al carbono puede ser una tarea abrumadora. El proceso se vuelve aún más difícil si no puedes distinguir cómo se comparan estos dos aceros.

Esta guía explora todas las similitudes y diferencias entre el acero de aleación y el acero al carbono.

Así que, vamos directo al grano.

Por Definición: Acero de Aleación Vs. Acero al Carbono

El acero de aleación es un material de ingeniería producido mediante la adición de carbono al hierro junto con otros elementos para aumentar las propiedades del acero.

El acero al carbono abarca carbono y hierro como sus elementos principales, mostrando alta resistencia y dureza.

Clasificación del Acero de Aleación y del Acero al Carbono

Similitudes

La clasificación tanto del acero de aleación como del acero al carbono se realiza según el porcentaje de los elementos de aleación. Encuentras las siguientes categorías disponibles:

Acero de Aleación

  • Acero de Baja Aleación: Emplea menos elementos en el proceso de aleación, generalmente menos del 8%.
  • Acero de Alta Aleación: Se refiere al acero de aleación con elementos de aleación en exceso del 8%.

Acero al Carbono

  • Acero al Carbono Bajo: Tiene un contenido de carbono que varía entre el 0,05% y el 0,25%, lo que lo hace soldable y relativamente maquinable.
  • Acero al Carbono Medio: El contenido de carbono está entre el 0,29% y el 0,54%, capaz de tratamiento térmico y mostrando buena resistencia al desgaste. Sin embargo, es difícil realizar procesos de fabricación como soldadura, conformado y corte.
  • Acero al Carbono Alto: Con un contenido de carbono del 55% al 0,95%, este tipo ofrece una alta resistencia pero es limitado en soldadura y maquinado.

Composición del Acero de Aleación Vs. Acero al Carbono

 

Similitudes

Tanto el acero de aleación como el acero al carbono emplean hierro y carbono en su composición elemental, siendo este último útil para mejorar la resistencia y dureza.

Diferencias

El acero de aleación emplea los siguientes elementos además del carbono:

Cromo

  • Mejora la resistencia a la corrosión del acero de aleación junto con la dureza y resistencia.
  • Cuando se combina con cobalto, exhibe una resistencia elevada al desgaste.

Silicio

  • Mejora la resistencia a la tracción, dureza y características magnéticas del acero de aleación.

Molibdeno

  • Aumenta la resistencia a la tracción y tenacidad del acero de aleación, al tiempo que impide el crecimiento del grano.
  • Su uso junto al manganeso reduce la velocidad de temple.

Níquel

  • Mejora la resistencia a la corrosión, promueve la tenacidad y exhibe una alta resistencia al impacto.

Vanadio

  • Ayuda a regular el tamaño del grano durante el tratamiento térmico al mismo tiempo que aumenta la resistencia y dureza.
  • Esencial para la estructura de grano fino y la ductilidad del acero de aleación.

Manganeso

  • Útil al tratar térmicamente el acero de aleación, ya que reduce la velocidad de enfriamiento.

Propiedades del Acero de Aleación Comparado con el Acero al Carbono

 

Resistencia a la Compresión

La resistencia a la compresión de un material es su capacidad para resistir fuerzas compresivas antes de su eventual falla. Tanto el acero al carbono como el acero de aleación tienen impresionantes resistencias a la compresión, encontrando uso en la construcción. Dado que el contenido de carbono es fundamental para la resistencia a la compresión, se encuentra que el acero al carbono ofrece mayores habilidades de resistencia.

Resistencia a la Corrosión

La corrosión se refiere a la tendencia de los materiales a deteriorarse como resultado de su interacción con el entorno. El acero de aleación ofrece una mayor resistencia a la corrosión en comparación con el acero al carbono. La adición de elementos como níquel y cromo ayuda a aumentar las cualidades de resistencia a la corrosión del acero de aleación.

Ductilidad

La capacidad de un material para deformarse plásticamente sin fracturarse describe su ductilidad. Los materiales con alto contenido de carbono se fracturan fácilmente al deformarse plásticamente. En consecuencia, el acero de aleación exhibe una mayor ductilidad en comparación con el acero al carbono gracias a su bajo contenido de carbono.

Punto de Fusión

El punto de fusión de un metal es donde exhibe un cambio en su estructura cristalina, pasando de un estado sólido a líquido. Mientras tanto, tanto la aleación como el acero al carbono tienen puntos de fusión considerablemente altos, el acero de aleación tiene un punto de fusión más elevado.

Maleabilidad

La maleabilidad es una propiedad de los materiales que describe su capacidad de ser trabajados sin sufrir daños. La configuración del acero de aleación con varios elementos hace que sea menos maleable que el acero al carbono. La presencia de carbono es un factor en el aumento de la maleabilidad del acero al carbono.

Dureza

La dureza del material es su capacidad para resistir la fuerza aplicada en el impacto antes de fallar. El acero al carbono presenta una mayor dureza que el acero de aleación. El contenido de carbono en el acero al carbono es el determinante de la alta propiedad resistente con una correlación directa.

Resistencia a la tracción

La carga de tensión que un material puede soportar al estirarse antes de romperse se refiere a su resistencia a la tracción. El acero de aleación muestra una resistencia a la tracción más alta, de hasta 1800 MPa, que el acero al carbono (950 MPa). De manera similar, el acero de alto contenido de carbono demuestra una resistencia a la tracción mayor que el acero de bajo contenido de carbono (aprox. 450 MPa).

Tenacidad

Un material con alta tenacidad puede absorber grandes cantidades de energía durante la deformación plástica antes de fracturarse. El acero al carbono exhibe una tenacidad mayor en comparación con el acero de aleación debido a su alto contenido de carbono.

Soldabilidad

La capacidad de un material para unirse mediante soldaduras se refiere a su soldabilidad. El acero al carbono ofrece una mayor soldabilidad que el acero de aleación, que tiende a agrietarse cuando se suelda. El contenido de ferrita influye en la soldabilidad, mientras que tener múltiples elementos complica el proceso, por lo tanto, el acero de bajo contenido de carbono es el más soldable.

Costo

Los aceros de aleación tienen un costo mayor que el acero al carbono. El costo de los aceros de aleación y el acero al carbono depende incluso de los elementos constituyentes empleados.

Los aceros de aleación que emplean elementos excepcionales como el vanadio cuestan mucho más que aquellos con sustancias comunes como el silicio. De manera similar, el acero de alto contenido de carbono cuesta más que el acero de bajo contenido de carbono.

Aplicación de los Aceros de Aleación Vs. el Acero al Carbono

El acero de aleación y el acero al carbono ofrecen diversas mejoras en cuanto a propiedades, lo que permite su uso amplio en diferentes industrias. Algunas de estas propiedades incluyen dureza, resistencia a la corrosión, maquinabilidad y resistencia.

Industria de la Construcción

Estructura de Acero de Aleación[/caption>

El uso del acero de aleación en la construcción y arquitectura, típicamente expuesto a los elementos, es ideal gracias a su propiedad no corrosiva. Muchas secciones estructurales y vigas, por ejemplo, emplean acero de aleación.

El acero al carbono también encuentra uso en la construcción debido a sus cualidades de resistencia y dureza. Se utiliza para fabricar componentes de puentes y edificios, como tornillos y pernos.

Automoción

El acero de aleación tiene una tenacidad y maquinabilidad considerable que permite su uso en la fabricación de piezas de automóviles, como paneles de puertas y vigas.

La resistencia y tenacidad del acero al carbono lo hacen útil en aplicaciones automotrices para la fabricación de componentes como casquillos, soportes y carcasas.

Estructura de Acero de Automóvil[/caption>

Minería

El acero de aleación se utiliza en entornos mineros donde la corrosión es una posible amenaza y se requiere tenacidad. Las herramientas y equipos mineros que emplean acero de aleación toleran el entorno corrosivo y las aplicaciones rigurosas.

El acero al carbono es un componente importante en el equipamiento minero debido a su versatilidad. Las plataformas en plataformas de petróleo y gas emplean este tipo de acero.

Aeroespacial

El acero de aleación se emplea en piezas de aeronaves, como componentes de flaps que incluyen soportes de carrocería, actuadores y rieles. La dureza del acero al carbono permite su uso en el tren de aterrizaje, sujetadores y abrazaderas de tuberías.

Construcción Naval

El acero al carbono es confiable como material para construcción naval, siendo útil gracias a su soldabilidad, resistencia y durabilidad. Las partes del motor y diversas áreas de cubierta emplean acero de alto contenido de carbono.

El uso de acero de aleación en la construcción naval se encuentra en secciones submarinas del casco y sistema de propulsión. La tolerancia a la corrosión del acero de aleación es útil en este sentido.

Conclusión

Como puedes ver, tanto el acero de aleación como el acero al carbono son buenos materiales para ingeniería.

Con la información de esta guía, ciertamente puedes decidir si elegir acero de aleación o acero al carbono.

Sin embargo, si tienes alguna pregunta sobre tu proyecto de fabricación de acero, estamos aquí para ayudarte. Contáctanos ahora.

Más recursos:

Acero de Aleación – Fuente: Science Direct

Acero al Carbono – Fuente: Science Direct

Fabricación de Chapa de Acero – Fuente: KDMFAB

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