Introducción
El acero al carbono se utiliza mucho en la industria. Algunas de ellas son las industrias de fabricación de automóviles, maquinaria y herramientas, así como la industria de la construcción, donde el acero al carbono se utiliza en sus operaciones.
Es importante recordar que el mayor constituyente de este acero es el carbono, cuyas partes más pequeñas son el manganeso, el silicio y otros metales de aleación.
Leyendo este artículo, podrá conocer qué tipo de propiedades y la información más sencilla sobre la densidad del acero al carbono. Sin ayuda, se mide directamente la resistencia, ductilidad, maquinabilidad y rendimiento térmico del material.
¿Cuál es la densidad del acero al carbono?
Los fabricantes de tubos para calderas deben familiarizarse con el concepto de densidad. La densidad es el ajuste de un material determinado en cada espacio, y lo cerca que están empaquetadas las moléculas. La densidad del acero es de aproximadamente 490 libras por pie cúbico, o 7,85 g/cm³ o 7850 kg/m³.
El acero al carbono suele tener una densidad de 7,75 g/cm³ a 8,05 g/cm³, correspondiente a una densidad de 7.750 kg/m³ a 8.050 kg/m³. Eso es algo 0,282 a 0,291 lb / in³ en unidades imperiales. La densidad media de 7,85 g/cm³ (7,850 kg/m³, 0,284 lb/pulg³) es el más cotizado. Se trata de una media de los grados más populares, como ASTM A36, Grado B, A106 y A53.
¿Qué efectos tiene la densidad en las características del acero al carbono?
El contenido de carbono del acero, que influye en su densidad, es la principal fuente de variación. He aquí el detalle:
Relación resistencia/peso
Un fabricante debe saber que un mayor contenido de carbono en el acero al carbono tenderá a hacerlo más denso. Algunas personas fabrican puentes, recipientes a presión y maquinaria de gran tamaño utilizando acero con alto contenido en carbono.
Dureza y ductilidad
Su resistencia y flexibilidad hacen que el acero al carbono sea adecuado para fabricar materiales duros y dúctiles. El fabricante debe saber que la flexibilidad está inversamente relacionada con el contenido de carbono en el acero al carbono, mientras que la resistencia está directamente asociada a él.
Propiedades térmicas
La capacidad calorífica y los coeficientes de dilatación térmica son mayores en los aceros al carbono más densos. Antes de alcanzar la temperatura crucial, retienen más calor.
Conductividad eléctrica
Un aumento de la densidad implica una reducción de la conductividad eléctrica, ya que la resistividad aumenta.
Resistencia a la corrosión
La corrosión no depende necesariamente de la densidad, pero cuanto mayor es la aglomeración atómica del acero, mayor es la resistencia del material al impacto ambiental.
Composición y tipos de acero al carbono
El fabricante debe reconocer que el contenido de carbono del material influye significativamente en la densidad y las características de rendimiento del acero.
Acero bajo en carbono (dulce)
- El contenido de carbono es aproximadamente 05%-0.25%.
- La densidad es 85 g/cm³.
- Los grados más comunes son AISI 1018, ASTM A36.
- El acero con bajo contenido en carbono puede utilizarse en vigas estructurales, tuberías, paneles de automóviles y elementos de fijación.
- Tiene buena ductilidad, soldabilidad y maquinabilidad.
Acero medio carbono
- El contenido de carbono es aproximadamente 0,25%-0,60%.
- Densidad mantenida como 83 g/cm³.
- Los grados más comunes son AISI 1045 y AISI 1055.
- Puede utilizarse para fabricar ejes, engranajes, piezas de maquinaria y árboles.
- La resistencia y la ductilidad están equilibradas.
Acero con alto contenido en carbono
- La densidad se reduce a 81 g/cm³.
- Entre 0,60 y 1,00% de carbono está presente.
- Los grados más comunes son AISI 1075 y AISI 1095.
- Puede utilizarse en herramientas de corte, cuchillas y piezas resistentes al desgaste.
- Quebradizo, duro y resistente. Debe recibir un tratamiento térmico especial que aumente su dureza.
Se observa una ligera disminución de la densidad al aumentar el contenido de carbono, aproximadamente 0,02 g/cm³ por cada 0,1% de aumento del contenido de carbono. Esto ocurre porque el aumento reduce el espaciado atómico en el contenido de carbono.
Conclusión
La densidad del acero al carbono afecta directamente a su resistencia, ductilidad y rendimiento en distintos sectores. El cambio en el contenido de carbono hace que el producto tenga diferentes propiedades y densidades, lo que lo hace aplicable para su uso en diversas industrias.
Como fabricante, uno debe conocer la naturaleza de las diferentes propiedades del acero al carbono que tienen diferentes contenidos de carbono para permitir a los ingenieros y a los fabricantes tomar sus decisiones en función de la aplicación.