El acero, un pilar de la industria de la construcción moderna, se presenta en diferentes formas para satisfacer las necesidades. El acero al carbono y el acero dulce son los tipos de acero más comunes con características y aplicaciones distintas en la industria.
El componente principal del acero al carbono es el carbono, con varios componentes diferentes. Por otro lado, el acero dulce es uno de los tipos de acero al carbono pero tiene menos contenido de carbono. Prepárese para ingresar al mundo del acero para explorar y aprender sobre el acero dulce y al carbono en profundidad.
¿Qué es el acero dulce?
Al ser un acero con bajo contenido de carbono, es maleable y se utiliza a menudo para aplicaciones estructurales y de construcción.
- Composición de carbono: 04 por ciento a 0,3 por ciento.
- El acero dulce es dúctil.
¿Qué es el acero al carbono medio?
Al ser un acero con contenido medio de carbono, se utiliza a menudo en ejes, engranajes y rieles.
- Contiene una cantidad moderada de carbono, alrededor del 0,3 al 0,6 por ciento.
- El acero con medio carbono significa un equilibrio entre resistencia y ductilidad.
¿Qué es el acero con alto contenido de carbono?
Contiene más carbono que los dos tipos anteriores, con entre 0,6% y 1,5%. El acero con alto contenido de carbono es duro y adecuado para herramientas de corte y resortes.
Acero suave, medio o alto en carbono
Fortaleza
El acero dulce no es tan fuerte como el acero con alto contenido de carbono, pero ofrece buena resistencia para diferentes aplicaciones. Se utiliza cuando no se requiere alta resistencia sino un equilibrio entre resistencia y propiedades como la conformabilidad. El acero con alto contenido de carbono puede mostrar una gran resistencia en comparación con el acero dulce, lo que lo hace adecuado para mejorar sus propiedades mecánicas.
Durabilidad
El acero dulce es duradero y resistente a los daños, pero más resistente a la corrosión que el acero con alto contenido de carbono. Recubrir o galvanizar una superficie puede aumentar su durabilidad. El acero con alto contenido de carbono con elementos de aleación añadidos puede proporcionar una mejor durabilidad, resistencia al desgaste y dureza. Sin embargo, dependiendo de la composición específica, algunos pueden ser más propensos a la corrosión.
Versatilidad
Si la asequibilidad es la principal preocupación, se puede considerar el acero dulce para diversas aplicaciones. La facilidad de fabricación y sus aplicaciones en múltiples sectores, como el de la construcción y el del automóvil, demuestran su versatilidad.
El material de acero con alto contenido de carbono es menos versátil debido a su dureza y fragilidad. Sin embargo, sigue siendo versátil en aplicaciones especializadas como herramientas de corte y componentes de alta resistencia.
¿Es el acero al carbono más duro que el acero dulce?
Al analizar la dureza del acero dulce frente al acero al carbono, es necesario tener en cuenta el contenido de carbono en el acero y los posibles elementos de aleación.
El acero al carbono muestra una mayor dureza que el acero dulce, debido a su mayor contenido de carbono.
Por el contrario, el acero dulce tiene una menor proporción de carbono, lo que da como resultado una naturaleza más blanda. Teniendo en cuenta sus aplicaciones, el acero dulce se utiliza cuando el objetivo no es la dureza. Por el contrario, el mayor contenido de carbono en el acero al carbono lo hace esencial cuando se requiere dureza.
Comparando el acero al carbono con el acero aleado: ambos son fuertes, pero el acero aleado, con elementos añadidos, ofrece una mayor resistencia a la corrosión.
¿Qué tan resistente es el acero al carbono a la corrosión?
La resistencia a la corrosión de cualquier acero al carbono es un aspecto crítico que puede influir en su rendimiento.
El acero dulce es susceptible a la corrosión, especialmente en presencia de humedad. Puede oxidarse fácilmente cuando se expone a ambientes hostiles.
El bajo contenido de carbono lo hace propenso a la oxidación, formando óxido (óxido de hierro) en la superficie. Medidas preventivas como revestimiento, pintura y galvanizado pueden aumentar su resistencia a la corrosión.
La resistencia a la corrosión del acero al carbono puede variar según factores como los elementos de aleación y el tratamiento térmico. Generalmente, el mayor contenido de carbono previene la corrosión.
Elementos de aleación como el cromo pueden mejorar significativamente la resistencia a la corrosión. El acero inoxidable contiene cromo, lo que proporciona una excelente resistencia a la corrosión.
Proceso de fabricación de acero al carbono y acero dulce.
El proceso de producción varía ligeramente según el tipo de acero requerido y el producto final. Tres pasos principales:
Proceso primario
El acero se puede crear a partir de materiales reciclados o combinarse con acero nuevo a través del horno de oxígeno básico.
El oxígeno es fundamental en el proceso de fabricación del acero. El mineral de hierro y el coque, que sirven como materias primas, se someten a una conversión. Luego, el acero fundido se vierte en moldes. Así se forman las losas y los lingotes. Como resultado, el producto final tiene un alto contenido de carbono (0,5 por ciento).
Proceso secundario
Se trata de crear acero con contenido de carbono que satisfaga las necesidades del mercado. Todos los cambios necesarios ocurren aquí dependiendo del acero deseado (con contenido de carbono alto, bajo o medio).
Horno de arco eléctrico (EAF)
Aquí, la composición del acero sufre modificaciones mediante adiciones o eliminaciones selectivas de componentes o, alternativamente, ajustando la temperatura.
- Emocionante
Esta técnica utiliza campos electromagnéticos para inducir corrientes turbulentas en la cuchara, segregando eficazmente materiales no metálicos. El objetivo es lograr una composición uniforme y bien mezclada en el acero.
- Horno de cuchara
La utilización de un horno de electrodo secundario garantiza un control preciso de la temperatura y la introducción precisa de los componentes de aleación.
- Inyección de cuchara
Para inducir el fenómeno de agitación, se introduce un gas inerte desde la base del acero fundido, que sufre calentamiento y asciende a través del metal líquido.
- Desgasificación
La reducción del contenido de azufre del producto mientras se elimina hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Se emplea una combinación de tecnología de vacío, inyección de gases inertes y técnicas precisas de control de temperatura para eliminar gases del acero líquido en un proceso de desgasificación.
- Ajuste de composición
Lograr la agitación mediante la inyección de gas argón en un baño de acero sellado con soplado de oxígeno.
Acero desoxidante
La eliminación controlada de oxígeno puede ser crucial para cambiar las características del producto final.
- Aceros para bordear
Acero no o parcialmente desoxidado
- Aceros rematados
Las tapas de molde evitan la producción de monóxido de carbono
- Aceros semi muertos
0,15- 0,3% carbono, parcialmente desoxidado
- Aceros muertos
Completamente desoxidado con carbono hasta 0,15-0,3%
Fundición
En la fundición, el acero líquido se vierte en moldes separados colocados sobre vagones. Para facilitar la extracción de los lingotes después de la concreción, las lingoteras son cónicas. Las máquinas de fundición ayudan a fundir acero líquido en formas adecuadas para el procesamiento posterior. Los lingotes se mueven para recalentarlos para laminarlos en caliente y, en la máquina de fundición, el acero se convierte en desbastes, palanquillas y tochos.
Procesos de acabado
El proceso de acabado puede afectar la apariencia y el rendimiento del producto final.
Laminación
- Producto rodante
Para transformar los lingotes sólidos fundidos en una forma utilizable, se someten a laminación, donde un rodillo giratorio se mueve más rápido que el acero, empujándolo hacia adelante y comprimiéndolo.
- conformado en caliente
El acero se calienta más allá de su temperatura de recristalización para lograr un tamaño de grano constante y una distribución uniforme del carbono.
- Formación en frío
Realizado a una temperatura inferior a la temperatura de recristalización, el endurecimiento por deformación aumenta la resistencia en 20%.
Tratamiento térmico
Se emplea tratamiento térmico para alterar la distribución del carbono y modificar las propiedades mecánicas.
- Normalizando
Para mejorar su resistencia y dureza, el acero se somete a un proceso de tratamiento térmico que implica calentarlo por encima de los 55°C y más allá del punto crítico superior. A continuación, el acero se calienta uniformemente y posteriormente se enfría con aire.
- Recocido
En el tratamiento térmico, el acero se expone a la temperatura de la solución sólida durante treinta minutos y luego se somete a una fase de enfriamiento gradual. Este tratamiento conduce al desarrollo de una variante de acero que es a la vez flexible y posee cualidades dúctiles.
- Temple
Implica un enfriamiento rápido del acero en agua, salmuera o aceite, lo que produce un material resistente pero quebradizo propenso a romperse.
Tratamiento de superficies
Aproximadamente 33% de la fabricación mundial de acero incorporan recubrimientos superficiales como preventivo contra la corrosión.
- Galvanizado en caliente
Mediante este método, el acero se somete a un tratamiento en el que se sumerge en un baño de zinc calentado, lo que da como resultado la aplicación de una capa de zinc. Se introduce aluminio en la solución de zinc para mejorar la integridad del recubrimiento y evitar roturas.
- Galvanizado electrolítico
La deposición de la capa de zinc sobre el acero mediante electrólisis proporciona un espesor más preciso y controlado.
Procesamiento secundario aguas abajo
Las entidades downstream refinan las materias primas de acero en el proceso de producción, dándoles forma en productos finales. Generalmente incluye el mecanizado y unión y remoción de superficies metálicas con máquinas herramienta y soldadura.
Costo del acero al carbono
El acero dulce es una variante con bajo contenido de carbono que generalmente es más asequible que ciertos aceros con alto contenido de carbono. El costo de las materias primas afecta el costo total de producción.
Se elige el proceso de fabricación y los elementos de aleación se utilizan para crear diferentes grados de carbono, procesamiento y fabricación. Cada paso afecta y puede aumentar el costo general del acero al carbono.
El acero dulce a menudo se hace más maleable y más fácil de trabajar, lo que reduce potencialmente los costos de procesamiento en comparación con el acero al carbono.
La elección entre acero al carbono y acero aleado depende de las necesidades de la aplicación, y el acero aleado proporciona soluciones personalizadas.
Aplicaciones de acero dulce frente a acero al carbono
El acero al carbono frente al acero tiene diversas aplicaciones en diferentes industrias. El acero dulce, como vigas, columnas y barras de refuerzo, se utiliza ampliamente en la industria de la construcción. Su asequibilidad y facilidad de fabricación lo hacen preferible.
Debido a su conformabilidad, el acero dulce se utiliza en la industria del automóvil como paneles de carrocería, chasis y elementos estructurales. Los tubos y tuberías de acero con bajo contenido de carbono son duraderos y se utilizan para componentes estructurales.
El acero al carbono se utiliza en herramientas de corte, taladros y hojas debido a su dureza. En los ferrocarriles, el acero al carbono se utiliza para construir vías y componentes. Las tuberías de acero al carbono transportan fluidos ampliamente en la industria del petróleo y el gas.
Preguntas frecuentes sobre el acero al carbono frente al acero dulce
P1: ¿Cuáles son las diferencias clave entre el acero dulce y el acero al carbono?
El acero al carbono tiene una amplia gama de contenido de carbono, lo que proporciona diferentes niveles de dureza y resistencia, mientras que el acero dulce tiene un menor contenido de carbono, volviéndose más blando y maleable.
P2: ¿Cómo afecta la cantidad de carbono a las propiedades del acero?
Un alto nivel de contenido de carbono aumenta la dureza y resistencia del acero, lo que lo convierte en una mejor opción en cuanto a propiedades mecánicas.
P3: ¿Por qué el acero dulce es más versátil que el acero con alto contenido de carbono?
La versatilidad del acero dulce proviene de su asequibilidad e idoneidad para diferentes aplicaciones.
P4: ¿Cómo se puede aumentar la durabilidad del acero dulce?
El revestimiento y el galvanizado pueden aumentar la vida útil del acero dulce.
P5: ¿Qué industrias utilizan acero al carbono medio?
El acero dulce se utiliza en ejes, engranajes y rieles para proporcionar resistencia y ductilidad.