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5.1.1.3.- Principales elementos aleantes.

Se te detallan a continuación los elementos de aleación más habituales en los aceros, y la forma en que modifican las propiedades de éstos:

Boro
Imagen de boro puro.
  • Aluminio: se emplea como elemento de aleación en los aceros de nitruración, en un porcentaje del 1%, así como en la fabricación de muchos aceros como desoxidante.

Todos los aceros aleados en calidad contienen aluminio en porcentajes muy pequeños, que varían generalmente desde 0.001 a 0.008%.

  • Boro: en cantidades muy pequeñas, del orden de 0.0001 a 0.0006%, es el más efectivo de los elementos aleados en cuanto a mejora de la templabilidad, aumentando la capacidad de endurecimiento superficial y proporcionando un revestimiento duro.
  • Cobalto: aumenta la dureza y la resistencia, y reduce la templabilidad. Se usa en los aceros rápidos para herramientas, y también para aceros refractarios. Además, aumenta las propiedades magnéticas de los aceros.
Cromo
Imagen de cromo puro.
  • Cromo: es uno de los elementos más utilizados en la fabricación de aceros aleados, sean aceros de construcción, de herramientas, los inoxidables o los de resistencia en caliente. En cantidades que van desde el 0.30 a 30%, sirve para aumentar la dureza y la resistencia a la tracción de los aceros, mejorar la templabilidad, impedir las deformaciones en el temple, aumentar la resistencia al desgaste, la inoxidabilidad,etc. Se usa en revestimientos embellecedores o recubrimientos duros de gran resistencia al desgaste.
  • Estaño: por su estabilidad y su falta de toxicidad se utiliza como recubrimiento de los aceros para constituir la hojalata.
Manganeso
Imagen de manganeso puro.
  • Manganeso: está prácticamente en todos los aceros, ya que, principalmente, se añade para neutralizar la influencia negativa del azufre y del oxigeno, presentes siempre en los aceros cuando se encuentran en estado liquido en los hornos durante los procesos de fabricación. Actúa también como desoxidante, evitando, en parte, que en la solidificación del acero se desprendan gases que den lugar a porosidades perjudiciales en el material.

De no tener manganeso, los aceros no se podrían laminar ni forjar, porque el azufre presente en mayor o menor proporción en los aceros, formaría sulfuros de hierro, de muy bajo punto de fusión que a las temperaturas de trabajo en caliente (forja o laminación) funden, y que al encontrarse en los bordes de los granos del acero crean zonas de debilidad, provocando rupturas de las piezas en dichos procesos de transformación.

Tanto los aceros al carbono como los aleados en los que el manganeso no es elemento el fundamental, suelen contener porcentajes de este elemento de 0.30 a 0.80%.

  • Molibdeno: mejora notablemente la resistencia a la tracción, la templabilidad, la resistencia a la corrosión y la resistencia al creep o resistencia en caliente de los aceros, reemplazando al wolframio en la fabricación de los aceros rápidos; se puede emplear para las mismas aplicaciones aproximadamente una parte de molibdeno por cada dos de wolframio.
Níquel
Imagen de níquel puro.
  • Níquel: el níquel evita el crecimiento del grano en los tratamientos térmicos, lo que provoca una gran tenacidad, además, hace descender los puntos críticos permitiendo que los tratamientos pueden hacerse a temperaturas ligeramente más bajas que las que corresponden a los aceros ordinarios.

Por otro, también es un elemento de gran importancia en la producción de aceros inoxidables, porque aumenta la resistencia a la corrosión, y en los resistentes a altas temperaturas, en los que además de cromo se emplean porcentajes de níquel variables de 8 a 20%.

En los aceros aleados con níquel se obtiene para una misma dureza, un limite de elasticidad ligeramente más elevado y mayores alargamientos y resistencias que con los aceros al carbono o de baja aleación.

  • Plomo: es un buen lubricante de corte, y se añade a los aceros para mejorar su maquinabilidad en procesos por arranque de viruta.
  • Silicio: aparece en todos los aceros, lo mismo que el manganeso, porque se añade intencionadamente durante el proceso de fabricación. Se usa como elemento desoxidante complementario del manganeso con objeto de evitar que aparezcan en el acero poros y otros defectos internos.

Mejora ligeramente la templabilidad y la resistencia de los aceros a disminuir la tenacidad, y en ciertos casos mejora también su resistencia a la oxidación.

Para la fabricación de chapas magnéticas se emplean aceros de 1 a 4.5% de Si y bajo porcentaje de carbono ya que, en presencia de campos magnéticos variables, estos aceros dan lugar a pérdidas magnéticas muy pequeñas, debido a que el silicio aumenta mucho su resistividad.

Titanio
Imagen de titanio puro.
  • Titanio: se usa, en pequeñas cantidades, para desoxidar y afinar el grano.
  • Cobre: mejora la resistencia a la corrosión de ciertos aceros de 0.15 a 0.30% de carbono, que se usan para grandes construcciones metálicas.
  • Wolframio: es muy empleado en la fabricación de aceros de herramientas, especialmente en los aceros rápidos, aceros para herramientas de corte y aceros para trabajos en caliente. Ayuda a mantener la dureza de los aceros y la resistencia al desgaste a altas temperatura, evitando que se desafilen o ablanden las herramientas. También se usa para la fabricación de aceros para imanes.
  • Vanadio: se emplea principalmente para la fabricación de aceros de herramientas, afina el grano y disminuye la templabilidad. Además actúa como desoxidante y tiene una gran tendencia a formar carburos.

Autoevaluación

Determina si son o no ciertas las siguientes afirmaciones:

Pregunta 1

Los elementos de aleación y sus cantidades determinan el tipo de acero de aleación y sus propiedades particulares.

Pregunta 2

El acero inoxidable es una aleación de acero, en el que el principal elemento de aleación es el cromo.

Pregunta 3

El carbono, silicio, manganeso, fósforo y azufre están presentes en prácticamente todos los aceros.

Para saber más

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