¿Qué hace que el acero sea tan indispensable en la construcción y la fabricación modernas? Este artículo explora las diversas características y aplicaciones de varios tipos de acero, desde el acero estructural al carbono hasta el acero rápido para herramientas. Los lectores conocerán las propiedades únicas que hacen que cada tipo de acero sea adecuado para usos industriales específicos, como estructuras de edificios, componentes mecánicos y herramientas de corte. Aprenderá cómo la composición y el procesamiento del acero influyen en su rendimiento y aplicaciones en diferentes industrias.
a. Método de representación de grados
Los grados de acero se representan mediante el pinyin chino "Q", que representa el límite elástico, seguido del valor numérico del límite elástico (en MPa).
La norma incluye actualmente cinco grados: Q195, Q215, Q235, Q255 y Q275.
Estas calidades difieren principalmente en su composición química, en particular contenido en carbonoasí como sus propiedades mecánicas.
b. Principales características y aplicaciones
El acero estructural al carbono se divide en grados de calidad en función del contenido de azufre y fósforo.
El acero al carbono estructural es un tipo de acero al carbono ordinario que no contiene elementos de aleación, a menudo denominado acero al carbono simple.
Entre todos los tipos de acero, el acero estructural al carbono tiene el precio más bajo y posee una resistencia adecuada, buena plasticidad, tenacidad, procesabilidad y mecanizabilidad. Este tipo de acero es el de mayor rendimiento y se utiliza ampliamente para fabricar estructuras de edificios como chapa metálicaSe utiliza en la fabricación de perfiles (redondos, cuadrados, planos, hexagonales, acanalados, angulares, etc.), alambrón y perfiles no estándar. Se suele utilizar para construir fábricas, puentes y barcos.
Por lo general, este tipo de acero se utiliza directamente laminado en caliente.
Los grados de acero se representan mediante números arábigos o una combinación de números arábigos y símbolos de elementos químicos. El contenido medio de carbono se indica con dos dígitos (en diezmilésimas), por ejemplo, "08F", "45", "65Mn".
a. Norma y grado
La norma nacional GB/T699-1999 especifica las condiciones técnicas, como el grado, la composición química, las propiedades mecánicas, los métodos de ensayo y las reglas de aceptación del acero estructural al carbono de alta calidad.
En la actualidad, hay treinta y un grados en la norma, incluidos "08F", "45", "85", "70Mn", etc.
b. Principales características y aplicaciones
Carbono de alta calidad calidades de acero estructural se diferencian principalmente por su contenido en carbono. El acero estructural al carbono de alta calidad suele dividirse en acero de bajo contenido en carbono (C ≤ 0,25%), acero de contenido medio en carbono (C 0,25-0,60%) y acero de alto contenido en carbono (C > 0,60%) en función de su contenido en carbono.
El acero con bajo contenido en carbono se utiliza principalmente para el trabajo en frío y la soldadura de estructuras. La carburación superficial puede realizarse cuando se fabrican piezas resistentes al desgaste.
El acero semiduro al carbono se utiliza principalmente para componentes mecánicos que requieren una mayor resistencia. En función de la resistencia requerida, se somete a tratamientos de temple y revenido. El acero con alto contenido en carbono se utiliza principalmente para fabricar muelles y componentes mecánicos resistentes al desgaste.
Este acero se utiliza generalmente en estado tratado térmicamente. A veces, las cuatro calidades "65", "70", "85" y "65Mn" también se denominan acero para muelles al carbono de alta calidad.
El acero estructural al carbono de alta calidad tiene un alto rendimiento y una amplia aplicación. Suele laminarse o forjarse en formas sencillas, como barras redondas, cuadradas y planas, que luego los usuarios finales transforman en diversas piezas y componentes.
Por lo general, este tipo de acero debe someterse a un tratamiento térmico, como la normalización o el temple y revenido, antes de su utilización. Se utiliza sobre todo para fabricar piezas estructurales generales y componentes de productos mecánicos.
a. Método de representación de grados
La nomenclatura de los grados de acero consta de tres partes en secuencia: el pinyin chino "Q" que representa el límite elástico, seguido del valor numérico del límite elástico y, por último, el símbolo del grado de calidad (A, B, C, D, E). Por ejemplo, Q390A y Q420E.
b. Norma y nomenclatura
La norma nacional GB/T1591-94 especifica los requisitos técnicos, como el grado, la composición química, las propiedades mecánicas, los métodos de ensayo y las normas de aceptación del acero estructural de alta resistencia y baja aleación.
En la actualidad, la norma incluye cinco grados: Q295, Q345Q390, Q420 y Q460, que difieren en su composición química y propiedades mecánicas.
c. Principales características y aplicaciones
El acero estructural de baja aleación y alta resistencia es un acero de baja aleación producido mediante la adición de una pequeña cantidad de elementos de aleación (generalmente no más de 3%) al acero estructural al carbono. En el pasado, se denominaba acero ordinario de baja aleación o acero estructural de baja aleación.
Este tipo de acero tiene un bajo contenido de carbono (no superior a 0,2%) y contiene principalmente vanadio, niobio, titaniomanganeso, boro, etc. En comparación con el acero estructural al carbono, este tipo de acero tiene mayor resistencia, buena tenacidad, mejor procesabilidad, rendimiento de soldadura y resistencia a la corrosión.
Los productos de acero estructural de baja aleación y alta resistencia incluyen principalmente acero laminado en caliente, barras y chapas. Estos productos de acero se utilizan ampliamente en la fabricación de calderas, puentes, productos químicos, minería, barcos y otros equipos.
a. Método de representación de grados
La nomenclatura de los grados de acero se compone de números arábigos y símbolos de elementos químicos. El contenido medio de carbono se indica con dos cifras (en diezmilésimas) al principio del grado.
El método de representación de los elementos de aleación es el siguiente:
Por ejemplo, los contenidos medios de carbono, cromo, manganeso y silicio son 0,35%, 1,25%, 0,95% y 1,25%, respectivamente, para un acero estructural de aleación particular, que está representado por el grado 35CrMnSi.
Del mismo modo, el carbono, el cromo y el níquel con contenidos medios de 0,12%, 0,75% y 2,95%, respectivamente, están representados por el grado 12CrNi3.
b. Estándar y Grado
La norma nacional GB/T3077-1999 especifica los requisitos técnicos como el grado, la composición química, las propiedades mecánicas, la estructura de bajo aumento, la calidad de la superficie, la profundidad de descarburizacióninclusiones no metálicas, etc., para aceros estructurales aleados.
En la actualidad, la norma incluye 77 calidades en 24 grupos de acero (o tipos de acero). Los grupos de acero se clasifican en función de los elementos de aleación que contiene el acero, y cada grupo contiene varios grados. Por ejemplo, el grupo de acero Cr incluye ocho grados como "15Cr" y "50Cr".
c. Principales características y aplicaciones
El acero estructural aleado se produce añadiendo uno o más elementos de aleación al acero estructural al carbono para mejorar su resistencia, tenacidad y templabilidad.
Según la composición química (principalmente el contenido de carbono), el proceso de tratamiento térmico y la aplicación, puede clasificarse en acero de cementación, templado y revenido y acero nitrurado.
Los productos de acero estructural aleado incluyen principalmente barras laminadas en caliente, chapas gruesas, chapas finas, acero estirado en frío, acero plano forjado, etc. Este tipo de acero se utiliza principalmente para fabricar componentes mecánicos de gran tamaño y se emplea ampliamente en diversas piezas de transmisión y elementos de fijación para automóviles, barcos, maquinaria pesada, etc.
a. Método de representación de grados
La nomenclatura de los aceros aleados para herramientas utiliza la letra "G" para el acero, seguida de números que indican el contenido de carbono (en centésimas) y símbolos químicos que indican los elementos de aleación. Por ejemplo, GCr15.
b. Norma y grado
La norma nacional GB/T1299-2014 especifica los requisitos técnicos, como el grado, la composición química y las propiedades mecánicas, no metálico inclusiones, calidad superficial, tratamiento térmico, etc., para aceros aleados para herramientas.
La norma incluye 54 calidades en ocho categorías: acero rápido para herramientas, acero para herramientas en caliente, acero para herramientas en frío, acero para moldes de plástico y acero martensítico envejecido, acero para rodamientosacero inoxidable y aceros especiales.
c. Principales características y aplicaciones
El acero aleado para herramientas es un tipo de acero que contiene elementos de aleación como cromo, molibdeno, vanadio, tungsteno o cobalto para mejorar su dureza, resistencia al desgaste, tenacidad y resistencia al calor.
Se utiliza ampliamente en la fabricación de herramientas de corte, matrices, moldes y otros componentes que requieren gran dureza y resistencia al desgaste.
Los distintos tipos de aceros aleados para herramientas tienen sus propias características y aplicaciones específicas.
a. Método de representación de grados
Los grados de los aceros al carbono para herramientas se representan mediante la letra pinyin "T" para el carácter chino "carbono", números arábigos y símbolos químicos. Los números arábigos indican el contenido medio de carbono (en milésimas).
b. Normas y calificaciones
La norma nacional GB1298-86 especifica las condiciones técnicas de los grados, la composición química, la dureza, la fractura, la estructura de bajo aumento, la profundidad de descarburación, la templabilidad y la calidad superficial del acero al carbono para herramientas. La norma incluye ocho grados: T7, T8, T8Mn, T9, T10, T11, T12 y T13.
c. Principales características y aplicaciones
El acero al carbono para herramientas es un tipo de acero con alto contenido en carbono. Su contenido mínimo de carbono es de 0,65%, y puede alcanzar hasta 1,35%. Para mejorar el rendimiento general del acero, se añade manganeso 0,40-0,60% al acero "T8" para obtener el acero "T8Mn".
Cuando la temperatura de trabajo de las herramientas de corte de acero al carbono para herramientas supera los 250oC, la dureza y la resistencia al desgaste de las herramientas (es decir, la dureza roja del acero) disminuyen bruscamente, y su rendimiento se deteriora.
a. Método de representación de grados
El método de representación de grados de los aceros aleados para herramientas utiliza símbolos de elementos de aleación y números arábigos. El método de representación de los símbolos de elementos de aleación es el mismo que el del acero estructural aleado.
Por ejemplo, el grado de acero aleado para herramientas con un contenido medio de carbono de 0,88% y un contenido medio de cromo de 1,50% se representa mediante "9Cr2"; el grado de acero aleado para herramientas con un contenido medio de carbono de 1,58%, un contenido medio de cromo de 11,75%, un contenido medio de molibdeno de 0,50% y un contenido medio de vanadio de 0,23% se representa mediante "
b. Normas y calificaciones
La norma nacional GB1299-2000 especifica los requisitos técnicos del acero aleado para herramientas. La norma divide las aleaciones en seis grupos en función de su uso: acero para herramientas de medición y herramientas de corte, acero para herramientas resistentes al impacto, acero para matrices de trabajo en caliente, acero para matrices de trabajo en frío, acero para matrices no magnéticas y acero para moldes de plástico, incluyendo un total de 35 calidades.
c. Principales características y aplicaciones
El acero aleado para herramientas no sólo tiene un alto contenido en carbono, sino también en elementos de aleación como el cromo, el wolframio, el molibdeno y el vanadio.
Por lo tanto, el acero aleado para herramientas tiene mayor dureza, resistencia al desgaste y tenacidad que el acero al carbono para herramientas, especialmente la capacidad de temple y revenido y la dureza roja que no puede ser alcanzada por el acero al carbono para herramientas.
Los aceros aleados para herramientas se clasifican en aceros para procesado a presión (procesado a presión en caliente y en frío) y aceros para procesado de corte según el método de procesado.
Las principales variedades de acero son el acero redondo laminado en caliente y forjado, el acero cuadrado, el acero plano, así como el acero de barra estirado en frío y brillante. Este tipo de acero se utiliza principalmente para fabricar todo tipo de moldes para deformación en frío y en caliente, así como diversas herramientas de medición y herramientas de corte.
a. Método de representación de grados
El método de representación del grado del acero rápido para herramientas es el mismo que el del acero estructural aleado.
La norma nacional GB/T9943-88 incluye 14 calidades de acero rápido para herramientas, y las normas GB/T9942-1988 y GB/T9941-1988 incluyen dos y tres calidades, respectivamente, todas ellas incluidas en las 14 calidades antes mencionadas.
Según el contenido de elementos de aleación y las características de rendimiento, el acero rápido para herramientas puede dividirse en acero rápido al tungsteno, acero rápido al molibdeno y acero rápido superduro.
b. Principales características y aplicaciones
El acero para herramientas de alta velocidad se conoce comúnmente como "acero Feng". El acero tiene un alto contenido de carbono, y el contenido de carbono de la mayoría de los grados no es inferior a 0,95%. El acero también tiene un alto contenido de elementos de aleación como tungsteno, molibdeno, cromo, vanadio y cobalto.
Las principales variedades de productos de acero rápido para herramientas son los laminados en caliente, forjados, pelados, estirados en frío y brillantes. barras de aceroacero redondo forjado de gran sección y chapas de acero laminadas en caliente y en frío.
El acero rápido para herramientas se utiliza para fabricar herramientas de corte (herramientas de torneado, fresas, brochas, escariadores, etc.), brocas helicoidalesetc.), así como moldes, rodillos y piezas mecánicas resistentes al desgaste.
a. Método de representación de grados
El acero para rodamientos se divide en cuatro categorías en función de la composición química y las características de uso: acero para rodamientos al cromo con alto contenido de carbono, acero para rodamientos carburizado, acero para rodamientos inoxidable al cromo con alto contenido de carbono y acero para rodamientos de alta temperatura.
El método de representación del grado del acero al cromo con alto contenido de carbono consiste en añadir el símbolo "G" al principio del grado, pero no se indica el contenido de carbono. El contenido de cromo se representa en milésimas, y el método de representación de otros elementos de aleación es el mismo que el del acero estructural aleado. Por ejemplo, el grado de acero para rodamientos con un contenido medio de cromo de 1,5% es "GCr15".
b. Normas y calificaciones
Actualmente, las normas de acero para rodamientos de China incluyen GB/T18254-2000 "Condiciones técnicas del acero para rodamientos al cromo con alto contenido de carbono", GB/T3203-1982 "Condiciones técnicas del acero carburizado para rodamientos", GB/T3086-1982 "Condiciones técnicas del acero inoxidable al cromo con alto contenido de carbono para rodamientos", YB/T688, y GB/T1205 "Condiciones técnicas del acero para rodamientos de alta temperatura".
Estas normas incluyen 15 grados de acero para rodamientos, entre ellos cinco grados de acero al cromo de alto contenido en carbono para rodamientos, como "GCr15"; seis grados de acero carburizado para rodamientos, como "G20CrMo"; dos grados de acero inoxidable al cromo de alto contenido en carbono para rodamientos, como "9Cr18" y "9Cr18Mo"; y dos grados de acero para rodamientos de alta temperatura, como "Cr4Mo4V" y "Cr14Mo4".
c. Principales características y aplicaciones
El acero para rodamientos tiene una gran dureza, resistencia a la tracción, contacto resistencia a la fatigay resistencia al desgaste, así como una tenacidad considerable, cumpliendo los requisitos de resistencia a la corrosión y rendimiento a altas temperaturas en determinadas condiciones.
Las principales variedades de productos de acero para rodamientos son el acero redondo laminado en caliente y forjado, el acero redondo estirado en frío y el alambre.
a. Método de representación de grados
Acero inoxidable es la abreviatura de acero inoxidable resistente a los ácidos.
b. Normas y calificaciones
En la actualidad, las normas chinas para el acero inoxidable incluyen 33 normas como GB/T1220-1992 "Barras de acero inoxidable", GB/T4237-1992 "Chapas laminadas en caliente de acero inoxidable", GB/T3280-1992 "Acero inoxidable Chapas laminadas en frío", GB/T13296-1991 "Tubos de acero inoxidable sin soldadura para calderas e intercambiadores de calor", y GB/T4356-1984 "Barras planas de acero inoxidable.
En términos generales, el acero resistente a la corrosión en medios débiles como el aire, el vapor y el agua se denomina acero inoxidable, mientras que el acero resistente a la corrosión en medios fuertes como ácidos, álcalis y sales se denomina acero resistente a los ácidos o acero resistente a la corrosión.
Existen muchos tipos de acero inoxidable, que se clasifican según la estructura metalográfica del acero de acuerdo con la norma nacional china GB/T13304-1999 "Clasificación del acero" y los métodos de clasificación reconocidos internacionalmente.
c. Principales características y aplicaciones
Las principales variedades de productos de acero inoxidable son chapas y flejes laminados en caliente, chapas y flejes laminados en frío, barras y perfiles laminados en caliente y forjados, barras planas laminadas en caliente, tubos sin soldadura y tubos soldados.
El acero inoxidable tiene una amplia gama de aplicaciones, principalmente se utiliza en la fabricación de equipos y tuberías petroquímicas, equipos de la industria de la energía nuclear, equipos navales, dispositivos médicos, vajillas y otros dispositivos que requieren propiedades inoxidables y resistentes a la corrosión.
a. Método de representación de grados
El método de representación del grado del acero resistente al calor es el mismo que el del acero inoxidable.
b. Normas y calificaciones
En las normas nacionales vigentes, existen tres normas para la ejecución del acero resistente al calor: GB/T1221-1992 "Varillas de acero resistentes al calor", GB/T4238-1992 "Placas de acero resistentes al calor" y GB/T8732-1988 "Acero para álabes de turbinas de vapor".
Las normas establecen disposiciones detalladas sobre los requisitos técnicos, como el grado, la composición química, el método de fundición, el estado de suministro, las propiedades mecánicas, la estructura de baja potencia, la resistencia a las pruebas de forja superior y la calidad de la superficie del acero resistente al calor, así como los requisitos técnicos especiales de la demanda.
En la norma, el acero resistente al calor se divide en cuatro tipos según la estructura metalográfica: austenita tipo ferrita, tipo martensita y tipo endurecimiento por precipitación, con un total de 46 grados.
c. Principales características y aplicaciones
El acero resistente al calor tiene una buena estabilidad química a altas temperaturas, puede resistir la oxidación y la corrosión por otros medios, y tiene una gran resistencia. Las principales variedades de productos de acero resistente al calor son perfiles laminados en caliente y forjados (redondos, cuadrados, etc.) y acero plano, chapas y flejes laminados en caliente y en frío, tubos de acero sin soldadura, etc.
a. Normas y grados de ejecución
Las normas actuales de China para el acero al silicio de uso eléctrico incluyen GB/T5218-88 "Hot-Rolled Chapas de acero al silicio for Electrical Purposes", GB/T2521-1996 "Cold-Rolled Grain-Oriented and Non-Oriented Magnetic Steel Sheets and Strips", y YB/T5224-93 "Grain-Oriented Silicon Steel Thin Strip", con un total de 72 grados.
b. Principales características y aplicaciones
El acero al silicio es un material de aleación magnética blanda de hierro-silicio con bajo contenido en carbono. El carbono es un elemento perjudicial en el acero al silicio, y el contenido de carbono en el acero no suele ser superior a 0,015%. El silicio es el elemento más eficaz para aumentar la resistencia del hierro. La adición de silicio al acero eléctrico puede reducir las pérdidas por corrientes parásitas y disminuir la pérdida de hierro del material.
La dirección de disposición de los granos de cristal de hierro de la banda de acero al silicio no orientada laminada en frío es aleatoria y desordenada, y la banda presenta isotropía. Se utiliza principalmente para fabricar el núcleo de máquinas rotativas. Los flejes de acero al silicio con bajo contenido en silicio se utilizan para fabricar pequeños motores eléctricos para electrodomésticos, y los flejes de acero al silicio con alto contenido en silicio se utilizan para fabricar generadores y grandes motores eléctricos.
Los granos de hierro de la banda de acero al silicio de grano orientado laminada en frío están orientados y dispuestos a lo largo de la dirección de laminación. En comparación con la banda de acero al silicio no orientada laminada en frío, sus propiedades magnéticas a lo largo de la dirección de laminación son particularmente excelentes. Se utiliza principalmente para fabricar núcleos de transformadores para la generación, transmisión y distribución de energía.
Las tiras finas de acero al silicio de grano orientado (con un grosor no superior a 0,20 mm) se utilizan principalmente para fabricar núcleos de transformadores para diversas fuentes de energía, como transformadores de impulsos, amplificadores magnéticos y convertidores que funcionan a frecuencias superiores a 400 Hz.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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