Función de las Aleaciones en los Aceros

Cada elemento que se añade o contienen los aceros provoca un efecto en sus propiedades físicas y mecánicas. Como norma general los aceros contienen cinco elementos; carbono, silicio, manganeso, fósforo y azufre, cuando además de estos elementos contiene otros, es cuando los llamamos aceros aleados. (Ver la tabla a continuación).

En los aceros, la acción que ejercen los elementos de aleación sobre la templabilidad es uno de los aspectos mas importantes. El temple de los aceros al carbono resulta muy difícil, tengamos en cuenta que al someterlo a enfriamientos muy rápidos en agua puede someter las piezas a grandes deformaciones, lo que las dejaría inservibles. Los aceros aleados aportan solución a este tipo de problemas, permiten la transformación martensítica a menores velocidades de enfriamiento, en aceite o incluso al aire.

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Cada elemento otorga a propiedades particulares al acero, haciendo que se comporte en cada caso de forma muy particular e independiente. Por ejemplo, si mezclamos el acero con el estaño nos encontramos lo llamado hojalata, un metal ideal para la conformación y con propiedades anticorrosivas ideales para la fabricación de latas o botes metálicos para conservas. Por otra parte metales como el plomo garantizan la maquinabilidad de los aceros o el zinc que al mezclarlo con el acero podemos obtener el acero galvanizado.

En definitivas podemos obtener de cada mezcla propiedades únicas y que seleccionandolas correctamente pueden ser de gran utilidad en la solución de aplicaciones técnicas en el Diseño Mecánico Industrial. A continuación te dejo una tabla donde puedes econtrar los efectos que provocan algunos elementos fundamentales sobre los aceros.

Aleaciones en los aceros y sus efectos

ElementosEfecto endurecedor sobre la ferritaInfluencia en la templabilidadInfluencia en la disminución de la dureza en el revenidoPrincipales Funciones de cada elemento
AluminioMuy endurecedor cuando esta en solución solidaAumenta LigeramenteNo ejerce influencia sensible 1- Acción desoxidante
2- Limita el crecimiento del grano por formación de óxidos y nitruros.
3- Es el elemento aleado fundamental de ciertos aceros de nitruración
BoroMuy pocoAumenta considerablemente la templabilidad estando disuelto en la austenitaNo ejerce influencia sencibleIntensifica extraordinariamente la templabilidad en concentraciones del orden de 0,005%
CobaltoMuy endurecedorDisminuye la templabilidadNo ejerce influencia sensible Mejora la dureza en caliente al aumentar la dureza de la ferrita.
CromoEndurece ligeramente y mejora la resistencia a la corrosión. Aumenta moderadamente Mediana resistencia al ablandamiento1- Aumenta la templabilidad
2- Mejora la resistencia a la abrasión y al desgaste
3- Aumenta resistencia a la corrosión y la oxidación
4- Aumenta la resistencia a altas temperaturas
FosforoMuy endurecedor Aumenta notablementeNo ejerce influencia sensible1- Aumenta la resistencia y dureza de los aceros de bajo contenido en carbono
2- Mejora la maquinabilidad
3- Mejora ligeramente la resistencia a la corrosión
ManganesoMuy endurecedorAumenta notablementeTiene poca influencia en porcentajes normales1- Aumenta la templabilidad, siendo su empleo muy económico
2- Contrarresta la fragilidad en caliente debida al azufre
3- Actúa como desoxidante
Molibdenoorigina envejecimientoAumenta mucho la templabilidad mayor que el CrSe opone al ablandamiento y aparece la dureza secundaria1- Aumenta la templabilidad
2- Contrarresta la fragilidad de revenido
3- Mejora la resistencia en caliente
NiquelEndurece y mejora la tenacidad Aumenta ligeramente
Tiende a retener austenita en los aceros altos en carbonos
Muy poco en pequeños porcentajes1- Aumenta la tenacidad de los aceros
2- Aumenta la resistencia de los aceros recocidos
3- Hace austeníticos los aceros altos en cromo
SilicioEndurece con pérdida de plasticidadAumenta moderadamente NiNo ejerce influencia sensible1- Se usa como elemento desoxidante
2- Mejora la templabilidad en los aceros con elementos no gratificantes
3- Aumenta la resistencia de los aceros bajos en carbono
TitanioOrigina envejecimientoAumenta muy fuertemente cuando se disuelve
Disminuye cuando esta en forma de carburos
En forma de carburos no ejerce influencia importante
Hay algo de endurecimiento secundario
1- Fija el carbono en forma de partículas inertes
2- Reduce la dureza martensítica y la templabilidad en los aceros al cromo
3- Dificulta la formación de la austenita en los aceros altos en cromo
4- Evita la pérdida de cromo en ciertas zonas delos aceros inoxidables durante calentamientos muy prolongados
VanadioEndurece moderadamente Aumenta muy fuertemente cuando está disueltoGran oposición al ablandamiento y aparece la dureza secundaria1- Dificulta el crecimiento del grano en los aceros
2- Aumenta templabilidad cuando se encuentra disuelto
3- Dificulta el ablandamiento en el revenido y da lugar al fenómeno de dureza secundaria.
WolframioOrigina envejecimientoAumento muy fuertemente cuando esta en pequeñas cantidadesse opone al ablandamiento y aparece la dureza secundaria1- Forma carburos duros con resistencia al desgaste a elevadas temperaturas
2- Mejora la dureza de los aceros a altas temperaturas.
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