Punto de fusión del acero – Lo último para el metalúrgico

El conocimiento sobre el punto de fusión del acero te ayudará a elegir la mejor técnica de fabricación y decidir la mejor aplicación práctica. La guía de hoy explora los puntos de fusión de varios grados de acero.

Así que, antes de elegir acero para tu próximo proceso de fabricación de metales, lee esta guía.

Qué es el punto de fusión de los metales?

Figura 1 - Fundición de aceroEl punto de fusión es la temperatura requerida para que un sólido se convierta en líquido.

Normalmente, el punto de fusión del metal depende de la estructura del metal. Dependiendo de la composición del metal, el calor puede fluir rápidamente o lentamente a través de él. Cuanto más rápido pueda conducirse el calor a través de un metal, más bajo será su punto de fusión. Los metales tienden a tener puntos de fusión más altos en general en comparación con otras sustancias. Esto se debe a sus estructuras cristalinas que tienen enlaces muy fuertes.

Con eso en mente, exploremos algunos puntos de fusión de los grados de acero.

Tipos de acero y su punto de fusión

El acero es una aleación. La composición de la aleación incluye hierro y carbono. Debido a su durabilidad, resistencia a la corrosión y altas temperaturas, el acero es una de las aleaciones más utilizadas en muchas industrias.

Hay diferentes tipos y grados de acero en el mercado. Esto explica realmente las variaciones en los puntos de fusión del metal del acero.

Punto de fusión para acero inoxidable

El acero inoxidable contiene tanto carbono como hierro. También se agrega un 10,5 por ciento de cromo para hacerlo inoxidable. El acero inoxidable viene en diferentes tipos y grados que incorporan otros elementos. Cuantos más elementos se incorporen, más bajo será el punto de fusión. El punto de fusión del acero inoxidable varía entre 1371-1540°C, dependiendo del tipo.

Punto de fusión del acero al carbono

El acero al carbono está compuesto por un 1-2 por ciento de carbono y hasta un 1,65 por ciento de manganeso. Puede contener pequeños porcentajes de silicio y cobre. Cuanto mayor sea el porcentaje de carbono, menor será el punto de fusión. Otros elementos también pueden reducir el punto de fusión. El punto de fusión del acero al carbono varía de 1425-1540°C.

Punto de fusión del acero suave

El acero suave comprende un mayor porcentaje de hierro y un menor porcentaje de carbono. Hay diferentes grados con diferentes puntos de fusión. Dado el bajo porcentaje de carbono, el punto de fusión del acero suave suele ser más alto. Su punto de fusión varía de 1350oC-1530oC.

Punto de fusión del acero maraging

El acero maraging tiene un mayor porcentaje de carbono y un mayor porcentaje de níquel. También contiene pequeñas cantidades de cobalto, aluminio, molibdeno, entre otros. El acero maraging tiene un punto de fusión de 1413°C.

Punto de fusión del acero de aleación

El acero de aleación está compuesto por varios elementos, incluyendo cromo, molibdeno, vanadio, silicio, manganeso, níquel y boro. Estos elementos pueden constituir desde un uno hasta un cincuenta por ciento de la composición del metal. El punto de fusión varía según el porcentaje de aleaciones presentes en el tipo de acero de aleación que tengas. El punto de fusión oscila entre 1432°C y 1415°C.

Punto de fusión del acero para herramientas

El acero para herramientas es el tipo más duro de acero. Incluye molibdeno, tungsteno, cromo y vanadio, que forman carburo, así como un alto porcentaje de carbono. En algunos casos, también se pueden agregar níquel y cobalto. Dependiendo de la composición, el punto de fusión puede variar de 1400 a 1425°C.

Figura 2 - Diferentes clasificaciones del aceroFactores que afectan el punto de fusión del acero

Algunos factores pueden afectar el punto de fusión del acero. Estos factores incluyen:

· Fuerza de atracción

El acero tiene una estructura compacta unida por un enlace metálico que tiene fuerzas de atracción fuertes. Diferentes tipos de acero tienen niveles variables de fuerzas de atracción. Los puntos de fusión pueden variar dependiendo de la debilidad o fortaleza de la fuerza de atracción.

· Impurezas

El acero está compuesto principalmente por dos componentes: carbono e hierro. Se pueden agregar elementos como manganeso y boro, entre otros, para mejorar algunas características del acero. Estos elementos se consideran impurezas ya que no forman parte de la composición principal del acero. Algunos elementos, como cromo y níquel, se agregan para aumentar el punto de fusión, ya que estos metales tienen un punto de fusión más alto que el hierro. Sin embargo, agregar muchos elementos a la aleación hará que el punto de fusión del acero disminuya.

· Presión

La expansión térmica es uno de los factores que pueden influir en el punto de fusión de un metal. La expansión provoca una reducción en las fuerzas de unión, lo que permite al metal cambiar de estado. Aumentar la presión sobre el objeto minimizará la tasa de expansión, tanto volumétrica como térmica, aumentando así el punto de fusión.

Comparación del punto de fusión del acero con otros metales

Figura 3 - Puntos de fusión y ebullición de los metalesEl punto de fusión de un metal depende de su composición y estructura atómica. Propiedades como la densidad y la conductividad térmica también influyen en los puntos de fusión de varios metales.

Acero comparado con cobre

El acero es una amalgama que consiste en hierro y carbono. Los tipos de acero varían dependiendo de los diferentes elementos agregados al acero. Las diferentes variaciones resultan, por lo tanto, en diferentes puntos de fusión. Los puntos de fusión del acero varían de 1370°C a 1520°C. El cobre es un metal puro que es blando y tiene una alta conductividad térmica. Cuanto mayor sea la conductividad, más bajo será el punto de fusión. El cobre tiene un punto de fusión de 1.085 °C.

Acero comparado con latón

Similar a cómo el acero es una fusión de carbono e hierro, el latón se obtiene a partir de una mezcla de zinc y cobre. El hierro normalmente tiene un punto de fusión muy alto, por lo que su aleación también tiene un punto de fusión alto. El punto de fusión del acero varía de 1370°C a 1520°C y disminuye con el aumento del porcentaje de carbono y otras impurezas. El punto de fusión del latón es relativamente bajo, ya que está hecho de cobre, que también tiene un punto de fusión bajo. Su punto de fusión varía de 900°C a 940°C, dependiendo de la composición del latón.

Acero comparado con bronce

El bronce es una amalgama cuya mayor parte consiste en cobre. El cobre generalmente se mezcla con elementos como zinc, estaño, aluminio, manganeso o níquel. Dado que está compuesto principalmente de cobre, su punto de fusión es relativamente bajo. El hierro en el acero le permite tener un punto de fusión más alto a pesar de incorporar elementos similares en el acero. El acero tiene un punto de fusión de 1370°C a 1520°C, que es mucho más alto que el del bronce, que varía de 850°C a 1000°C.

Acero comparado con aluminio

El aluminio es un metal puro y uno de los metales más comúnmente disponibles debido a su amplia distribución. Tiene una alta conductividad térmica y una baja densidad. Estas propiedades contribuyen a su bajo punto de fusión. El acero, por otro lado, tiene una densidad mayor con una conductividad térmica considerablemente menor. El punto de fusión del aluminio varía desde 660°C, mientras que el acero tiene un punto de fusión mucho más alto, de 1370°C a 1520°C.

Acero vs Titanio

El titanio es un metal duradero con aproximadamente la mitad de la densidad del hierro. Sin embargo, el titanio tiene una conductividad térmica muy baja. Su baja conductividad térmica lo hace excelente para la resistencia al calor. Aunque es la mitad de denso que el hierro, lo que hace que el acero sea considerablemente más resistente, su baja conductividad térmica hace que tenga un punto de fusión más alto que el del acero. El punto de fusión del acero es de 1370°C a 1520°C, mientras que el punto de fusión del titanio es de 1660°C a 1680°C.

Acero vs Hierro

El hierro es el componente principal del acero. Cuanto mayor sea el porcentaje de hierro en el acero, mayor será el punto de fusión. Sin embargo, el acero también incluye carbono y algunos tipos incluyen otro elemento. Un aumento en el número de elementos traza en el acero generalmente resulta en la reducción del punto de fusión de la aleación. El hierro es muy denso y tiene una baja conductividad térmica. El punto de fusión del hierro es de 1538 °C, que es más alto que el del acero y varía de 1370°C a 1520°C.

Cómo aumentar el punto de fusión del acero

Existen varios métodos que puedes utilizar para aumentar el punto de fusión del acero y hacerlo más resistente al calor. Estos métodos incluyen:

  • Reducir el porcentaje de carbono. Cuanto mayor sea el porcentaje de carbono en un metal, menor será el punto de fusión. Al comprar acero para usar en un entorno de alta temperatura, debes obtener acero que tenga un porcentaje de carbono más bajo.
  • Aumentar la presión del acero. Cuanto mayor sea la presión, mayor será el punto de fusión. La presión ayuda a aumentar el punto de fusión del acero.
  • Usar un número limitado de elementos. Aunque se pueden incorporar diferentes elementos por sus diversas ventajas, cuantos más aleaciones haya presentes, menor será el punto de fusión. El acero sin muchos elementos tiene un punto de fusión más alto.
  • Incorporar aleaciones que ayuden a aumentar el punto de fusión. El cromo y el molibdeno son ejemplos de elementos que se pueden agregar al acero para aumentar su punto de fusión.

Importancia de conocer el punto de fusión del acero

El acero es un metal versátil conocido por su solidez y durabilidad. Se utiliza en varias industrias, incluyendo la aeroespacial, generación de energía, automovilística, construcción y manufacturera. Conocer el punto de fusión de los diferentes tipos de acero asegurará que obtengas el más adecuado para tu área.

Comprar acero con un punto de fusión más bajo y usarlo en una aplicación que lo someta a temperaturas más altas que su punto de fusión puede conllevar a consecuencias desastrosas. Por lo tanto, tener en cuenta el punto de fusión del tipo de acero es muy importante.

Conclusión

El acero es un metal duradero con una resistencia a la tracción muy alta y una resistencia amplificada a la corrosión. Su punto de fusión relativamente alto también significa que puede soportar altas temperaturas, siempre que no alcancen su punto de fusión. Por lo tanto, es importante entender el punto de fusión antes de realizar la compra o buscar aclaraciones con los fabricantes.

Más recursos:

Punto de fusión del cobre – Fuente: KDMFAB

Temperaturas de fusión de metales y aleaciones – Fuente: Engineering Toolbox

Punto de fusión de metales – Fuente: KDMFAB

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