Una vez extraído el mineral de hierro del arrabio, se lleva a cabo un proceso adicional en el mineral de hierro. El objetivo de este proceso es remover ciertas impurezas y gases. Las impurezas pueden ser una cantidad excesiva de carbono (C), silicio (Si), fósforo (P), sulfuro (S) y puede haber gases como el oxígeno (O) y el nitrógeno (N).
Cuando se completa este proceso, el producto final es el “acero”. Hay que recordar que en el grupo de los aceros existen variaciones según la composición química. Los grupos principales son: acero al carbono, acero aleado, acero herramienta y acero para fines especiales.
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Acero al carbono y acero aleado
El acero al carbono es un acero que consiste principalmente de dos elementos: hierro (Fe) y carbono (C). Se usa en aplicaciones tales como enganches para trenes.
El acero aleado es un acero que tiene una gran variedad de elementos aleados con la intención de cambiar las características químicas a fin de fortalecer ciertas propiedades. Los picahielos y las pinzas o tenazas Son ejemplos de acero aleado.
Acero herramienta
Dentro del grupo del acero herramienta hay tres subgrupos conocidos como: acero herramienta al carbono, acero herramienta aleado y acero herramienta de alta velocidad. Uno de los principales requisitos de los aceros herramienta es que deben tener dureza y tenacidad.
Es necesario realizar un tratamiento térmico de los materiales para lograr la dureza y la tenacidad correctas. Los aceros herramienta tienden a tener un contenido de carbono (C) ligeramente mayor para que el proceso de tratamiento térmico sea más efectivo.
El acero herramienta al carbono contiene más carbono (más del 0.6%) que el acero al carbono. El acero herramienta al carbono posee una baja resistencia al calor. A temperaturas que excedan los 200°C, los efectos del endurecimiento se reducirán y la dureza total no podrá mantenerse.
Se utiliza sobre todo en hojas de pinzas, etc.
Es el acero fabricado al alear varios elementos con el acero herramienta al carbono. La aleación de otros materiales tiene por objetivo incrementar las características del material. El resultado compensa la desventaja que tiene el acero herramienta al carbono como las bajas propiedades de resistencia al calor y a los impactos y previene la deformación en procesos de tratamiento término a altas temperaturas.
Como herramienta de corte, el acero herramienta aleado ofrece mayor dureza y resistencia al desgaste a temperaturas elevadas en el filo de corte. Los elementos aleados por lo general, es el cromo (Cr), tungsteno o wolframio (W) y vanadio (V).
Existen básicamente dos tipos principales de aceros de alta velocidad: aceros de alta velocidad basados en tungsteno (W) y aceros de alta velocidad basados en molibdeno (Mo). Sin embargo, también existen aceros de alta velocidad basados en el cobalto (Co), que ofrecen mayor dureza.
Los aceros de alta velocidad basados en tungsteno a menudo se usa para soportes de herramientas debido a su elevada dureza térmica. Los aceros de alta velocidad basados en el molibdeno frecuentemente se utilizan en brocas debido a sus elevadas propiedades de resistencia a los impactos.
Acero para fines especiales
Recientemente se están desarrollando aceros especiales para apoyar diferentes usos de piezas en la industria moderna. Estos aceros suelen llamarse aceros para fines especiales.
Una de las principales características del acero inoxidable es que resulta menos tendiente a la oxidación o la coloración que el hierro. El acero inoxidable tiende a ser pegajoso y blando, pero puede ser endurecido y es tendiente al endurecimiento mecánico. Por lo general, se divide en tres tipos: acero inoxidable al 13% de cromo, acero inoxidable al 18% de cromo y acero inoxidable al 18% de cromo y 8% de níquel.
Debido a la amplia variedad de tipos de acero inoxidable, hay que hacer una subdivisión. Al cambiar la composición, las características pueden modificarse para adecuarse a diversas aplicaciones. Por ejemplo, las características que se pueden cambiar son: (1) incrementar el endurecimiento, (2) mejorar la cementación o nitrificación, (3) permitir el tratamiento en solución, (4) mejorar la propiedad de mecanizado libre o maquinabilidad, (5) fortalecer la resistencia a la corrosión y al calor, y (6) mejorar la posibilidad de soldadura.
Es un acero con una dureza añadida gracias a un proceso de tratamiento térmico o un proceso de tratamiento superficial. Por lo general, la dureza supera los 45 HRC.
Aleación resistente al calor o aleación resistente a la corrosión son términos usados para describir una aleación con suficiente resistencia mecánica a altas temperaturas y con una elevada resistencia a la oxidación y a la corrosión.
Los principales componentes de la mayoría de las aleaciones resistentes al calor son el hierro (Fe), el níquel (Ni) y el cobalto (Co). Dentro de este grupo hay dos tipos: uno en el que el contenido de Fe es el 50 % o más, llamado “acero resistente al calor”, y otro en el que el contenido de Fe inferior al 50 %, llamado “aleación resistente al calor”. Esta categoría, por lo hgeneral, se conoce como “superaleaciones” y en ella se encuentra, por ejemplo, el inconel (superaleación con base de Ni).
Acero para muelles
El acero para muelles es un acero usado para muelles o resortes. Hay dos tipos de conformación de muelles: conformación en caliente* y conformación en frío. Las formas de muelles incluyen: muelle de bobina, hoja de muelle, muelle de voluta, muelle en espiral y muelle de disco.
Acero para rodamientos
Los rodamientos, por lo general, tener la forma de un rodamiento de bolas y rodillos (rodamiento de bolas, rodamiento de rodillos). Los rodamientos deben ser duros y tener unas elevadas propiedades de resistencia al desgaste. Además, deben ser económicos, ya que constituyen la parte mecánica básica en prácticamente cualquier aplicación. Como son caros, no se añaden otros elementos a los aceros para rodamientos.
Acero magnético
El material magnético engloba materiales para imanes permanentes y material de mineral de hierro para electroimanes.
Hay dos tipos de imanes permanentes: imanes fundidos e imanes sinterizados. Los imanes fundidos se hacen por colada, mientras que los imanes sinterizados se hacen por sinterización.
Clasificación y aplicaciones de las piezas
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