Influencia de los elementos aleantes en el acero

Abstract

En el presente trabajo se intentará elaborar un concepto de la función de los elementos incorporados a los aceros; descubrir cómo estos elementos auxiliares se distribuyen en el acero, lo que sucede con su presencia y cómo con tribuyen a alterar las propiedades de los aceros al carbono. En forma general el objetivo es el conocimiento y la clasificación de las funciones básicas de los elementos aleantes, por medio de las cuales se pueden mejorar las pro piedades de los aceros. Al considerar los efectos de los aleantes, es natural usar como base de referencia, de comparación y evaluación los aceros al carbono, cuyas propiedades dependen principalmente del hierro y del carbono. La base para esta con sideración radica en que los aceros al carbono con su moderado contenido de manganeso y silicio, poseen un rango considerable de propiedades valiosas pero sujetas a limitaciones, que pueden ser reducidas por la acción de ciertos elementos. El interés inmediato es conocer cuáles propiedades pueden ser mejoradas-y porqué elementos. En lo posible se tratará de responder a la pregunta de cómo estos elementos mejoran las propiedades valiosas de los aceros al carbono. Es esencial que la base de referencia sea entendí da; con esta finalidad se dedica el capítulo III a la Metalurgia Física de las aleaciones Fe-C, el cual servirá para proporcionar la base necesaria que permita la posterior discusión de los efectos de los elementos aleantes. Una discusión de este tipo implica también una discusión de los aceros aleados, lo cual se tratará brevemente en el capítulo IV. Los aceros al carbono usados como base de comparación deben contener una cantidad de elementos distintos del hierro y el carbono, menor de 1%, para asegurar una modificación sin importancia de las propiedades. Se dedica una atención especial a la mejora de las propiedades mecánicas ya los aceros aleados de mayor uso que generalmente son templados y revenidos o sea a los aceros que responden al tratamiento térmico; esto significa aceros que contienen suficiente carbono y poco contenido aleante. Este grupo de aceros contienen más de 0.35% de car bono y menos de 3% de elementos aleantes. Una atención menor se dedicará a los aceros de bajo contenido de carbono y a los aceros con tan alto porcentaje de elementos aleantes que impidan las inversiones alotrópicas en el sentido ordinario, tales como el acero al manganeso de Hadfield, algunos aceros inoxidables, Invar y muchas aleaciones magnéticas. Está bien establecido que es improductivo intentar correlacionar directamente las propiedades mecánicas con sólo la presencia do los elementos aleantes, sin considerar la proporción del elemento, el contenido de carbono y por encima de todo el tratamiento empleado y la estructura final. Un elemento no mejora una propiedad con el solo hecho de su presencia, sino a través de la estructura desarrollada por el elemento y las circunstancias específicas. La mayor parte de la discusión está relacionada con los principios de solubilidad, velocidad de reacción y velocidad de difusión, con las estructuras microscópicas y su persistencia. Asimismo, repetidamente se hará referencia a la relación de estructura y propiedades. Algunas de las influencias de los elementos alean tes que se desarrollarán en el presente trabajo, son las siguientes: Incremento de la resistencia mecánica del acero en su estado de manufactura. - Incremento de la tenacidad o plasticidad en el acero para una dureza mínima. Incremento de la sección máxima que puede ser endurecida por templado. Disminución de la capacidad de endurecimiento por templado. - Incremento de la velocidad de endurecimiento en el trabajado en frío. Disminución de la plasticidad a baja dureza en interés de la maquinabilidad. Incremento de la resistencia a la abrasión o la capacidad de corte. Disminución del combamiento y agrietamiento en el desarrollo de la dureza deseada.