SISTEMA DE CLASIFICACIN NUMRICO DE LOS ACEROS

CLASIFICACIÓN DEL ACERO
Los distintos tipos de acero contienen entre el 0,04 y el 2,25% de carbono.
El hierro colado, el hierro colado maleable y el arrabio contienen entre un 2 y
un 4% de carbono
Los diferentes tipos de acero se agrupan en cinco clases principales: aceros al
carbono, aceros aleados, aceros de baja aleación ultra resistentes, aceros
inoxidables y aceros de herramientas.
Aceros al carbono: más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono.
Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de
manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre. Se consideran aceros de
bajo contenido de carbono entre 0.10% a 0.30% de carbono, de 0.30% a 0.50%
de carbono se consideran aceros de contenido medio de carbono y de 0.50% a
0.88% de carbono son llamados aceros de alto contenido de carbono.
Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran máquinas,
carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras de construcción de
acero, cascos de buques, somieres y horquillas o pasadores para el pelo.
Aceros aleados: Estos aceros contienen una proporción determinada de
vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de
manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros
se emplean, por ejemplo, para fabricar engranajes y ejes de motores, patines o
cuchillos de corte.
Aceros de baja aleación ultra resistentes: Esta familia es la más reciente de
las cinco grandes clases de acero. Los aceros de baja aleación son más
baratos que los aceros aleados convencionales ya que contienen cantidades
menores de los costosos elementos de aleación. Sin embargo, reciben un
tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero
al carbono. Por ejemplo, los vagones de mercancías fabricados con aceros de
baja aleación pueden transportar cargas más grandes porque sus paredes son
más delgadas que lo que sería necesario en caso de emplear acero al carbono.
Además, como los vagones de acero de baja aleación pesan menos, las cargas
pueden ser más pesadas. En la actualidad se construyen muchos edificios con
estructuras de aceros de baja aleación. Las vigas pueden ser más delgadas sin
disminuir su resistencia, logrando un mayor espacio interior en los edificios.
Aceros inoxidables: Los aceros inoxidables contienen cromo, níquel y otros
elementos de aleación, que los mantienen brillantes y resistentes a la
herrumbre y oxidación a pesar de la acción de la humedad o de ácidos y gases
corrosivos. Algunos aceros inoxidables son muy duros; otros son muy
resistentes y mantienen esa resistencia durante largos periodos a temperaturas
extremas. Debido a sus superficies brillantes, en arquitectura se emplean
muchas veces con fines decorativos. El acero inoxidable se utiliza para las
tuberías y tanques de refinerías de petróleo o plantas químicas, para los
fuselajes de los aviones o para cápsulas espaciales. También se usa para
fabricar instrumentos y equipos quirúrgicos, o para fijar o sustituir huesos rotos,
ya que resiste a la acción de los fluidos corporales. En cocinas y zonas de
preparación de alimentos los utensilios son a menudo de acero inoxidable, ya
que no oscurece los alimentos y pueden limpiarse con facilidad.
Aceros de herramientas: Estos aceros se utilizan para fabricar muchos tipos
de herramientas y cabezales de corte y modelado de máquinas empleadas en
diversas operaciones de fabricación. Contienen volframio, molibdeno y otros
elementos de aleación, que les proporcionan mayor resistencia, dureza y
durabilidad.
SISTEMA DE CLASIFICACIÓN NUMÉRICO DE LOS ACEROS
Por conveniencia y por ser a nuestro entender la más interesante para el
técnico aeronáutico, vamos a seguir la clasificación de índices numéricos SAEAISI (Society of Automotive Engineer y American Iron and Steel Institute)
Cada índice SAE-AISI consiste de un juego de números:
• El primer número identifica el tipo de acero
• El segundo el contenido en porcentaje del elemento principal de la aleación
• Los dos o tres últimos números se refieren al porcentaje de carbono que
tiene el acero
La clasificación es la siguiente:
Aceros al carbono............................................
Aceros al níquel...............................................
Aceros al cromo níquel....................................
Aceros al molibdeno........................................
Aceros al cromo..............................................
Aceros al cromo-vanadio.................................
Aceros al tungsteno.........................................
Aceros Niquel-Cromo-Molibdeno ..................
Aceros al silicio-manganeso............................
Serie 1000
Serie 2000
Serie 3000
Serie 4000
Serie 5000
Serie 6000
Serie 7000
Serie 8000
Serie 9000
Desde nuestro punto de vista es importante resumir con brevedad los tipos
principales de acero empleados en aeronáutica, que son los siguientes:
Aceros al carbono Se clasifican en tres grupos:
• Aceros de bajo contenido de carbono (0.10% a 0.30% de carbono)
• Aceros de contenido medio de carbono (0.30% a 0.50% de carbono)
• Aceros de alto contenido de carbono (0.50% a 0.88% de carbono)
A los primeros se les llama aceros suaves, a los segundos aceros semiduros y
a los últimos aceros duros.
• Los aceros de bajo contenido de carbono corresponden a la numeración
SAE 1010 a SAE 1030. Los aceros españoles F6200 a F6218 se sitúan
dentro del grupo citado anteriormente. Se trata de aceros de uso general,
con muy pocos elementos de aleación. El alambre de frenado para las
tuercas se hace de este tipo de acero, los casquillos, etc.. En aeronáuticas
no se suelen emplear aceros por debajo del SAE 1015 (0.15% de carbono).
• Los aceros de carbono tienen mayor dureza que los anteriores. Se sitúan en
la banda SAE 1030-1050 (F1130 a F1150 española). Son apropiados para
ejes, tornillos, bieletas, etc.. El acero SAE 1035 (F1130) es el acero
principal de la serie en la fabricación aeronáutica y se encuentra
normalmente en los terminales de barras de mando de vuelo, y en general
en las piezas que requieran buena tenacidad. Se emplea sin problemas
hasta temperaturas de trabajo de 350ºC, a no ser que las piezas vayan
plaqueadas de otro metal en cuyo caso este último puede ser el
determinante de la temperatura de trabajo.
• Los aceros duros tienen muy pocas aplicaciones en aeronáutica por su
excesiva fragilidad, de tal manera que no encontramos normalmente
construcciones aeronáuticas con aceros de más de 0.5% de carbono. Quizá
debemos señalar al acero SAE 1095 (F5117) que se emplea en forma de
chapa o de alambre para flejes y resortes.
Aceros al níquel Los aceros al níquel contienen de un 3 a un 5% de níquel. La adición de níquel
mejora las características de dureza, resistencia y límite elástico de los aceros,
sin degradación importante de las características del material.
El acero SAE 2330 se emplea muy frecuentemente en pasadores, terminales,
pernos y abrazaderas.
Aceros al cromo‐níquel Con los aceros al cromo-níquel se pretende combinar las dos propiedades que
aportan al cromo y el níquel al acero, esto es, aumentar la dureza y la
tenacidad.
Normalmente hay dos veces o dos veces y media más de níquel que de cromo
en estos aceros. Se emplean en piezas que necesitan una gran resistencia,
tenacidad y resistencia al choque, como cigüeñales y bielas. Las bielas y los
cigüeñales de los motores alternativos se fabrican normalmente con acero SAE
3140.
Un acero de esta serie, aún más duro que el anterior, es el SAE 3310. Tiene
más níquel y cromo que el anterior y alcanza una dureza que se puede
clasificar de excepcional. Por esta razón es el acero típico de construcción de
cajas de engranaje, piñones y toda clase de ruedas dentadas.
Aceros resistentes a la corrosión Son una variante del grupo cromo-níquel. Se llaman así a los aceros que
tienen aproximadamente un 18% de cromo y 8% de níquel. Debido a esta
composición estos aceros se llaman a veces aceros 18-8.
Los aceros resistentes a la corrosión se emplean en numerosas partes de las
aeronaves, tabiques cortafuegos de los compartimientos de los motores,
colectores, tubos de escape, lavabos, etc..
Aceros al cromo El cromo se adiciona al acero con dos fines principales:
• En primer lugar, para aumentar la dureza del acero. Si el níquel aumenta la
tenacidad de acero, el cromo aumenta la dureza.
• En segundo lugar, para incrementar la resistencia a la corrosión. Es por ello
que estos aceros se emplea en cojinetes, rodamientos de bolas y rodillos,
etc..
Aceros al cromo‐molibdeno La adición a los aceros de pequeñas cantidades de molibdeno (símbolo
químico Mo) en cantidades entre el 0.15% y el 0.25%, proporciona unas
características muy interesantes a los aceros al cromo; probablemente, la
cualidad más destacada es su adaptación a la soldadura. Como después de
añadir molibdeno resulta que estos aceros conservan las buenas
características mecánicas anteriores, se emplean con preferencia en todos
aquellos montajes que requieran o vayan a necesitar unión por soldadura.
El exponente principal de este grupo es el SAE 4130, el acero más empleado
en aeronáutica en forma de tubo para fuselajes, trenes de aterrizajes,
bancadas de motor, etc..
Aceros al cromo‐vanadio Son aceros típicos que se emplean en muelles con un contenido medio de
carbono. Los tipos de más alto contenido de carbono (por ejemplo, SAE 6195
[F6125]) se emplean en ejes de bombas, muelles de válvulas, e incluso, por su
mayor dureza, en bolas y rodillos de los rodamientos.
Los aceros de los dos últimos grupos (tungsteno y silicio-manganeso) no se
emplean normalmente en las aeronaves.