Acero bajo en carbono: composición y propiedades

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

El acero bajo en carbono es omnipresente. Su popularidad se basa en las propiedades físicas, químicas y el bajo costo. Esta aleación es muy utilizada en la industria y la construcción. Echemos un vistazo más de cerca a este tipo de acero.

Composición

El acero es hierro enriquecido con carbono durante el proceso de fundición. La fundición al carbono se caracteriza por la presencia de carbono, que determina las propiedades básicas del metal, e impurezas: fósforo (hasta 0,07%), silicio (hasta 0,35%), azufre (hasta 0,06%), manganeso (hasta 0,8%). Por lo tanto, el acero dulce no contiene más del 0,25 % de carbono.

En cuanto a otros aditivos, el manganeso y el silicio sirven para desoxidar (eliminar el oxígeno del metal líquido, lo que reduce la fragilidad durante la deformación en caliente). Pero un mayor porcentaje de azufre puede provocar el agrietamiento de la aleación durante el tratamiento térmico, fósforo, durante el tratamiento en frío.

Métodos de obtención

La producción de una aleación con bajo contenido de carbono se puede descomponer en varias etapas: carga de hierro y chatarra (carga) en el horno, tratamiento térmico hasta el estado de fusión, eliminación de impurezas de la masa.

Además, puede ocurrir fundición de acero o procesamiento adicional: con escoria o vacío y gases inertes.

Se utilizan tres formas de ejecutar tales procesos:

• Hornos de hogar abierto. El equipo más común. El proceso de fusión tiene lugar en unas pocas horas, lo que permite a los laboratorios realizar un seguimiento de la calidad de la composición resultante.
• Hornos convectores. Producido por purga con oxígeno. Cabe señalar que las aleaciones así obtenidas no son de gran calidad, ya que contienen más impurezas.
• Hornos de inducción y eléctricos. El proceso de producción va con el uso de escoria. De esta manera se obtienen aleaciones especializadas y de alta calidad.

Consideremos las características de la clasificación de las aleaciones.

Vistas

El acero bajo en carbono puede ser de tres tipos:

• Calidad regular. En tales aleaciones, el contenido de azufre no supera el 0,06 %, el fósforo el 0,07 %.
• Calidad. Contiene: azufre hasta 0,04%, fósforo hasta 0,035%.
• Alta calidad. Azufre hasta 0,025%, Fósforo hasta 0,025%
• Calidad especial. Bajo contenido de impurezas: azufre hasta 0,015 %, fósforo - hasta 0,025 %.

Como se mencionó anteriormente, cuantas menos impurezas, mejor será la calidad de la aleación.

El acero con bajo contenido de carbono GOST 380-94 de calidad ordinaria se divide en tres grupos más:

• A. Definido por su mecánicapropiedades. La forma de entrega al consumidor se encuentra con mayor frecuencia en forma de múltiples secciones y chapas.
• B. Los principales indicadores son la composición química y las propiedades. Óptimo para acción mecánica por presión bajo el factor térmico (forja, estampación).
• B. Para este tipo de aleaciones son importantes las siguientes propiedades: técnicas, tecnológicas, físicas, químicas y, en consecuencia, de composición.

Según el proceso de desoxidación, el acero se divide en:

• Calma. El proceso de curado va sin problemas. No se liberan gases durante este proceso. La contracción ocurre en el medio del lingote.
• Semi-calma. Una visión intermedia del acero entre composiciones tranquilas y hirvientes.
• Ebullición. La solidificación se produce con la liberación de gas. Manguito retráctil oculto.

Características básicas

El acero bajo en carbono tiene alta ductilidad, fácil de deformar en estado frío y caliente. Una característica distintiva de esta aleación es su buena soldabilidad. Dependiendo de los elementos adicionales, las propiedades del acero pueden cambiar.

La mayoría de las veces, las aleaciones con bajo contenido de carbono se utilizan en la construcción y la industria. Esto se debe al bajo precio y las buenas propiedades de resistencia. Tal aleación también se llama estructural. Las propiedades del acero dulce están encriptadas en el marcado. A continuación veremos sus características.

Características de marcado

El acero dulce ordinario tiene la letra CT y el número. El número debe dividirse por 100, entonces seráentender el porcentaje de carbono. Por ejemplo, CT15 (carbono 0,15%).

Consideremos el marcado y descifremos las designaciones:

• Las primeras letras o su ausencia indican pertenencia a un determinado grupo cualitativo. Puede ser B o C. Si no hay letra, entonces la aleación pertenece a la categoría A.
• St significa acero.
• Designación numérica: porcentaje cifrado de carbono.
• kp, ps - denota una aleación en ebullición o semi-calma. La ausencia de una designación indica que el acero está tranquilo (cn).
• La designación de la letra y el número que le sigue revelan qué impurezas se incluyen en la composición y su porcentaje. Por ejemplo, G - manganeso, Yu - aluminio, F - vanadio.

Para aceros de alta calidad con bajo contenido de carbono, la letra "St" no se coloca en la marca.

También se aplica la codificación de colores. Por ejemplo, el acero dulce de grado 10 es blanco. Los aceros para propósitos especiales pueden designarse con letras adicionales. Por ejemplo, "K" - se usa en la construcción de calderas; OSV - utilizado para la fabricación de ejes de vagones, etc.

Productos fabricados

Se pueden distinguir varios grupos de productos de acero:

• Chapa de acero. Subespecies: hoja gruesa (GOST 19903-74), hoja delgada (GOST 19904-74), banda ancha (GOST 8200-70), tira (GOST 103-76), corrugada (GOST 8568-78)
• Perfiles angulares. Estante igual (GOST 8509-93), estante desigual (GOST 8510-86).
• Canales (GOST 8240-93).
• I-vigas. Vigas en I ordinarias (GOST 8239-89), vigas en I de estante ancho (GOST 26020-83, STO ASCHM 20-93).
• Tubos.
• Suelo perfilado.

Se añaden a esta lista los perfiles secundarios, que se forman mediante soldadura y mecanizado.

Áreas de aplicación

El alcance del acero bajo en carbono es bastante amplio y depende del marcado:

• St 0, 1, 3Gsp. Amplia aplicación en la construcción. Por ejemplo, alambre de refuerzo de acero dulce,
• 05kp, 08, 08kp, 08y. Bueno para estampar y estirar en frío (alta plasticidad). Utilizado en la industria automotriz: partes de carrocería, tanques de combustible, bobinas, partes de estructuras soldadas.
• 10, 15. Se utiliza para piezas que no están sujetas a cargas elevadas. Tubos de calderas, estampados, acoplamientos, pernos, tornillos.
• 18kp. Una aplicación típica son las estructuras que se producen mediante soldadura.
• 20, 25. Ampliamente utilizado para la producción de sujetadores. Acoplamientos, taqués de válvulas, bastidores y otras partes de máquinas agrícolas.
• 30, 35. Ejes, ruedas dentadas, engranajes, etc. con poca carga.
• 40, 45, 50. Piezas de carga media. Por ejemplo, cigüeñales, discos de fricción.
• 60-85. Piezas sometidas a grandes esfuerzos. Pueden ser vías de tren, ruedas de grúa, resortes, arandelas.

Como puede ver, la gama de productos es amplia: no se trata solo de alambre de acero dulce. Tambiénestos son los detalles de mecanismos complejos.

Acero de baja aleación y bajo contenido de carbono: diferencias

Para mejorar cualquier característica de la aleación, se agregan elementos de aleación.

Los aceros que contienen una baja cantidad de carbono (hasta un cuarto de porcentaje) y aditivos de aleación (un porcentaje total de hasta un 4%) en cheba se denominan aceros de baja aleación. Dichos productos laminados conservan altas cualidades de soldadura, pero al mismo tiempo, se mejoran diferentes propiedades. Por ejemplo, resistencia, rendimiento anticorrosión, etc. Por regla general, ambos tipos se utilizan en estructuras soldadas, que deben soportar un rango de temperatura de menos 40 a más 450 grados centígrados.

Características de soldadura

La soldadura de aceros de bajo carbono tiene un alto rendimiento. El tipo de soldadura, los electrodos y el espesor de los mismos se seleccionan en base a los siguientes datos técnicos:

• Ciertamente, la conexión debe estar firmemente asegurada.
• No debe haber defectos de costura.
• La composición química de la costura debe llevarse a cabo de acuerdo con los estándares especificados en GOST.
• Las uniones soldadas deben cumplir con las condiciones de funcionamiento (resistencia a vibraciones, esfuerzos mecánicos, condiciones de temperatura).

Se pueden usar varios tipos de soldadura, desde gas hasta soldadura con electrodo consumible de dióxido de carbono. Al seleccionar, tenga en cuenta la alta fusibilidad de las aleaciones bajas en carbono y de baja aleación.

Con respecto a la aplicación específica, el acero con bajo contenido de carbono se utiliza en la construcción y la ingeniería.

El grado de acero se selecciona en función de las propiedades físicas y químicas requeridas en la salida. La presencia de elementos de aleación puede mejorar algunas propiedades (resistencia a la corrosión, temperaturas extremas), pero también empeorar otras. La buena soldabilidad es otra ventaja de estas aleaciones.

Entonces, descubrimos qué son los productos de acero de baja aleación y bajo contenido de carbono.