La mayoría de los aceros comerciales se clasifican en uno de tres grupos:
- Aceros al carbono lisos
- Aceros de baja aleación
- Aceros de alta aleación
Aceros al carbono lisos
Estos aceros generalmente son hierro con menos del 1 por ciento de carbono, más pequeñas cantidades de manganeso, fósforo, azufre y silicio. La soldabilidad y otras características de estos aceros son principalmente un producto de contenido de carbono, aunque la aleación y los elementos residuales tienen una influencia menor.
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Los aceros al carbono simples se subdividen en cuatro grupos:
- Bajo
- Medio
- Alto
- Muy alto
Bajo . A menudo llamados aceros suaves, los aceros bajos en carbono tienen menos del 0.30 por ciento de carbono y son los grados más comúnmente utilizados. Mecanizan y sueldan muy bien y son más dúctiles que los aceros con alto contenido de carbono.
Mediano Los aceros de medio carbono tienen de 0.30 a 0.45 por ciento de carbono. El aumento de carbono significa mayor dureza y resistencia a la tracción, disminución de la ductilidad y un mecanizado más difícil.
Alto . Con 0.45 a 0.75 por ciento de carbono, estos aceros pueden ser difíciles de soldar. El precalentamiento, el postcalentamiento (para controlar la velocidad de enfriamiento) y, a veces, incluso el calentamiento durante la soldadura se vuelven necesarios para producir soldaduras aceptables y controlar las propiedades mecánicas del acero después de la soldadura.
Muy alto Con un contenido de carbono de hasta 1.50 por ciento, los aceros con alto contenido de carbono se utilizan para productos de acero duro como herramientas de corte de metal y resortes de camiones. Al igual que los aceros con alto contenido de carbono, requieren un tratamiento térmico antes, durante y después de la soldadura para mantener sus propiedades mecánicas.
Aceros de baja aleación
Cuando estos aceros están diseñados para aplicaciones soldadas, su contenido de carbono suele ser inferior al 0,25 por ciento y, a menudo, inferior al 0,15 por ciento. Las aleaciones típicas incluyen níquel, cromo, molibdeno, manganeso y silicio, que agregan resistencia a temperatura ambiente y aumentan la tenacidad de la muesca a baja temperatura.
Estas aleaciones pueden, en la combinación correcta, mejorar la resistencia a la corrosión e influir en la respuesta del acero al tratamiento térmico. Pero las aleaciones agregadas también pueden influir negativamente en la susceptibilidad al agrietamiento, por lo que es una buena idea utilizar procesos de soldadura con bajo contenido de hidrógeno. El precalentamiento también podría ser necesario. Esto se puede determinar mediante el uso de la fórmula equivalente de carbono, que cubriremos en un número posterior.
Aceros de alta aleación
En su mayor parte, estamos hablando del acero inoxidable aquí, el acero comercial de alta aleación más importante. Los aceros inoxidables son al menos 12 por ciento de cromo y muchos tienen altos contenidos de níquel. Los tres tipos básicos de acero inoxidable son:
- Austenítico
- Ferrítico
- Martensítico
Los aceros inoxidables martensíticos conforman los grados de cubiertos. Tienen la menor cantidad de cromo, ofrecen una alta templabilidad y requieren precalentamiento previo y posterior al soldar para evitar grietas en la zona afectada por el calor (HAZ).
Los aceros inoxidables ferríticos tienen 12 a 27 por ciento de cromo con pequeñas cantidades de aleaciones formadoras de austenita.
Los aceros inoxidables austeníticos ofrecen una excelente soldabilidad, pero la austenita no es estable a temperatura ambiente. En consecuencia, se deben agregar aleaciones específicas para estabilizar la austenita. El estabilizador de austenita más importante es el níquel, y otros incluyen carbono, manganeso y nitrógeno.
Se pueden incorporar propiedades especiales, que incluyen resistencia a la corrosión, resistencia a la oxidación y resistencia a altas temperaturas, en aceros inoxidables austeníticos al agregar ciertas aleaciones como cromo, níquel, molibdeno, nitrógeno, titanio y columbio. Y aunque el carbono puede agregar resistencia a altas temperaturas, también puede reducir la resistencia a la corrosión al formar un compuesto con cromo. Es importante tener en cuenta que las aleaciones austeníticas no pueden endurecerse con el tratamiento térmico. Eso significa que no se endurecen en la soldadura HAZ.
