Clasificación del acero en base a su composición

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Clasificar un acero en función de su composición química nos ayuda a entender fácilmente sus propiedades y aplicaciones en diversas industrias. Esta información es esencial para los ingenieros y fabricantes quienes buscan seleccionar el tipo adecuado de acero para sus aplicaciones específicas, ya sea en la industria automotriz, minera, construcción o manufacturera.  Este método indica, por medio de un sistema que combina letras y números, el tipo de aleación y el contenido aproximado de los elementos importantes en el acero.

clasificación de acero

Tres de las normas más reconocidas y utilizadas a nivel internacional son las normas AISI/SAE y DIN.

AISI son las siglas de American Iron and Steel Institute  – EE.UU 
SAE son las siglas de Society of Automotive Engineers – EE.UU 
DIN son las siglas de Deutsche Industrie Normen – Alemania

La Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (American Iron and Steel Institute, AISI) y la Society of Automotive Engineers (SAE) colaboran estrechamente para desarrollar estándares comunes para la industria del acero en los Estados Unidos. Su sistema de clasificación asigna códigos numéricos y alfanuméricos a los diferentes tipos de acero, indicando sus características químicas y propiedades mecánicas.

Por otro lado, la normativa alemana DIN (Deutsches Institut für Normung) también desempeña un papel crucial en la estandarización de los aceros. La DIN establece normas técnicas para una amplia gama de productos, incluidos los aceros, y es ampliamente reconocida por su rigurosidad y precisión.

NORMA AISI y SAE

La norma AISI está compuesta por 4 números, que además puede incluir un prefijo literal para indicar el proceso de manufactura.
Las especificaciones SAE emplean las mismas designaciones numéricas que las AISI pero eliminando todos los prefijos literales.

AISI ZYXX

XX: %C x 100

Y: En el caso de aceros de aleación simple, indica el porcentaje aproximado del elemento predominante de aleación.

Z: Tipo de acero (o aleación).

Si Z es igual a:

1 : Aceros al Carbono (corriente u ordinario).
2 : Aceros al Niquel
3 : Aceros al Níquel-Cromo
4 : Aceros al Molibdeno, Cr-Mo , Ni-Mo, Ni-Cr-Mo
5 : Aceros al Cromo
6 : Aceros al Cromo-Vanadio
7 : Aceros Al Tugsteno-Cromo
8 : Aceros al Ni-Cr-Mo
etc.

Algunos ejemplos:

AISI 1020

1: Acero corriente u ordinario
0: No aleado
20: 0,20 %C

AISI C 1020 

C: Letra que indica que el proceso de fabricación fue SIEMENS–MARTIN – Básico.

Puede ser:
B: Bessemer – ácido
E: Horno Eléctrico – básico

AISI 4140:

4: Acero aleado (Cr-Mo)
1: 1,1 %Cr  0,2 %Mo
40: 0,40 %C

AISI 3215: 

3: Acero al Níquel-Cromo
2: 1,6 %Ni, 1,5 %Cr
15: 0,15 %C

Generalmente la composición de los aceros no es exacta, existe un rango de tolerancia aceptable en referencia a los valores indicados en normas o catálogos.

Tolerancias en la composición del acero AISI 4140:

C : 0,38-0,43 %
Mn : 0,75-1,00 %
Cr : 0,80-1,10 %
Mo : 0,15-0,25 %
Si : 0,15-0,35 %
P : =< 0,035 %
S : =<0,040 %

La norma AISI especifica a los aceros inoxidables utilizando 3 números:

Inoxidables martensíticos:

4XX: Base Cr. Medio-alto carbono
5XX: Base Cr, Mo. Bajo carbono
Ejemplos: 410, 416, 431, 440, 501, 502, 503, 504.

Inoxidables ferríticos:

4XX : Base Cr. Bajo carbono.
Ejemplos: 430, 442, 446.

Inoxidables austeníticos:

3XX : Base Cr, Ni. Bajo carbono.
2XX : Base Cr, Ni, Mn. Bajo carbono.
Ejemplos: 302, 304, 316, 303, 202.


Para aceros para herramientas, la norma AISI a formulado códigos específicos:

GrupoSímbolo
Alta velocidad (rápidos)TBase Tugsteno (%W: 11,75-19,0).
MBase Molibdeno (%Mo: 3,25-10,0).
Trabajo en calienteHBase Cr, W, Mo.
Trabajo en fríoAMedia aleación, temple al aire.
DAlto Cr, Alto C. (%Cr: 11,5-13,5)
OTemplables al aceite
Resistencia al impactoSMedio carbono, al Si
Propósitos específicosLBaja aleación, medio – alto carbono
FAlto carbono, al W
MoldesPBaja aleación, bajo carbono
Templables en aguaWAlto carbono

NORMA DIN (Deutsche Industrie Normen – Alemania):

En el caso de los aceros, la normativa DIN proporciona una estructura sistemática y detallada para la designación y clasificación de diferentes tipos de materiales, teniendo en cuenta aspectos cruciales como la composición química, las propiedades mecánicas y el tratamiento térmico.

En cuanto a ACEROS ORDINARIOS:

 ACEROS ESTRUCTURALESACEROS APROPIADOS PARA T.TÉRMICOACEROS PARA HERRAMIENTAS
1. Abreviatura: St.
2. Resistencia mínima a la tracción en kg/mm2Ejemplo: St 42Acero al carbono con valor mínimo de resistencia a la tracción de 42 kg/mm2.		1. Símbolo para el carbono: C.
2. %C x 100Ejemplo: C 35Acero al carbono de 0,35 %C		1. Símbolo para el carbono: C.
2. %C x 100Ejemplo: C 100 W2Acero de herramientas de 1,0 %C, calidad 2.
Utilizados generalmente como aceros estructurales.CK 35
A los aceros con bajo P y S se les añade la letra K: P<0,025% y S<0,035%		W1 : Calidad 1
W2 : Calidad 2
W3 : Calidad 3
W4 : Calidad para fines específicos.
St – X:
X = 1 : Con solicitaciones de resistencia a la corrosión.
X = 2 : Con altas solicitaciones mecánicas.
X = 3 : Calmados, para solicitaciones especiales.

En cuanto a los ACEROS ALEADOS:

ACEROS DE BAJA ALEACIÓN
(Elementos aleantes < 5%)		ACEROS DE ALTA ALEACIÓN
(Elementos aleantes > 5%)
1. %C x 100
2. Símbolos de los elementos de aleación1.
3. % de los elementos de aleación2.Ejemplo:
80 W Cr V 8Acero de baja aleación con 0,80 %C y 2,00 %W 2.		1. Letra inicial: X
2. %C x 100
3. Símbolos de los elementos de aleación
4. % de los elementos de aleación3.Ejemplo:
X 10 Cr Ni 18 8Acero de alta aleación con 0,10 %C; 18 %Cr  y 8 %Ni 3.
1 Los elementos de aleación y sus correspondientes porcentajes se ordenan de forma decreciente en función al valor real de dichos porcentajes.
2 Para hallar el porcentaje real de los elementos aleantes, dividir entre:
4     para Co-Cr-Mn-Ni-Si-W
10     para Al-Be-B-Cu-Mo-Pb-Nb-Ta-Ti-V-Zr
100     para Ce-N-P-S
3 Porcentaje real de los elementos aleantes (no son afectados por ningún factor).

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Renzo Herrera

Asesor técnico

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