Fuente: grupo de ingenieria avanzada
Todo el mundo está familiarizado con el hierro., carbón, y acero. El hierro y el carbono son los elementos químicos básicos de los que se compone el acero metálico.. Tan pequeño como un par de tijeras., tan grande como una nave espacial, estos inventos son inseparables del uso del acero.
El acero es en realidad una gran familia de aleaciones metálicas.. Con métodos profesionales, El acero se puede dividir en diferentes tipos.. Por ejemplo, según la cantidad de elemento químico carbono, El acero se puede dividir en acero dulce. (C≤0.25%), acero al carbono medio (C≤0.25~0.60%) y acero de alto carbono (C≤0.60%).
Hay muchos factores a considerar al elegir acero al carbono o acero inoxidable, como dureza, precio, aplicaciones etcétera. A veces, los consumidores también deben tener en cuenta al fabricante y al proveedor..
Por ejemplo, como un proveedor de acero inoxidable, SSMETAL es famoso por sus diversas producto de acero inoxidable incluido hojas grandes, bobinas, tiras, tubería, y perfiles. El objetivo de SSMETAL es proporcionar a los consumidores materiales inoxidables de alta calidad.. SSMETAL es también uno de los mejores proveedor de chapa de acero inoxidable ya que cuenta con tecnología precisa de corte y corte longitudinal para adaptarse a diferentes requerimientos de tamaño.
Este artículo discutirá brevemente dos tipos comunes de acero.: acero inoxidable y acero al carbono y comparar su diferencia con respecto a dureza, elasticidad, peso, precio, y aplicaciones.
Acero al carbono y sus cuatro tipos
El acero al carbono es una aleación de hierro y carbono con un contenido de carbono que oscila entre 0.0218% a 2.11%. Este tipo de acero también contiene pequeñas cantidades de silicio., manganeso, azufre y fósforo. para acero al carbono, cuanto mayor sea el contenido de carbono, cuanto mayor es la dureza y la fuerza, pero cuanto menor sea la plasticidad.
Hay cuatro categorías generales de acero al carbono.: bajo, medio, alto, y ultra alto.
Acero bajo en carbono con típicamente bajo 0.30% el carbono es fácilmente moldeable y se usa a menudo en tuberías, cable, y ferreteria en general.
Acero al carbono medio tiene el contenido de carbono de entre 0.31% y 0.6%. Este tipo de acero es mucho más fuerte y se usa en aplicaciones ferroviarias., partes mecánicas, y otras aplicaciones similares.
El contenido de carbono de acero de alto carbono está entre 0.61% y 1%. Se usa con mayor frecuencia en aplicaciones de alta resistencia a la tracción o desgaste, como cuchillas y resortes..
Acero con alto contenido de carbono tiene aproximadamente 1.25–2.0% de contenido de carbono. Puede ser templado a gran dureza..
Acero inoxidable y sus cinco tipos
El acero inoxidable contiene hierro., carbón, y al menos 10.5% cromo. El cromo es el componente clave del acero inoxidable.. Reacciona con el oxígeno para formar una capa de pasivación que protege el acero de la corrosión..
Hay mas que 100 grados de acero inoxidable, la mayoría de los cuales se clasifican en cinco grupos: austenítico, ferrítico, martensítico, dúplex, y endurecimiento por precipitación.
Con 16 a 26 por ciento de cromo y hasta 35 por ciento de níquel, aceros austeníticos suelen tener la mayor resistencia a la corrosión. No son endurecibles por tratamiento térmico y no son magnéticos.. El tipo más común de acero austenítico es el 18/8, o 304 calificación, que contiene 18 por ciento de cromo y 8 por ciento de níquel. Las aplicaciones típicas incluyen aviones y las industrias de procesamiento de alimentos..
Aceros ferríticos estándar
Contiene 10.5 a 27 por ciento de cromo y no contiene níquel. Se debe al bajo contenido de carbono. (menos que 0.2 por ciento) que los aceros ferríticos no son endurecibles por tratamiento térmico y tienen aplicaciones anticorrosivas menos críticas, como molduras arquitectónicas y automotrices.
Aceros martensíticos
por lo general contienen 11.5 a 18 por ciento de cromo y hasta 1.2 porcentaje de carbono con níquel añadido. Son endurecibles por tratamiento térmico., tienen una modesta resistencia a la corrosión, y se aplican a la producción de cuchillería, instrumentos quirúrgicos, llaves inglesas, y turbinas.
Aceros inoxidables dúplex
Es una combinación de acero inoxidable austenítico y ferrítico en cantidades iguales. Significa que los aceros inoxidables dúplex contienen 21 a 27 por ciento de cromo, 1.35 a 8 por ciento de níquel, 0.05 a 3 por ciento de cobre, y 0.05 a 5 por ciento de molibdeno. Los aceros inoxidables dúplex son más fuertes y resistentes a la corrosión que los aceros inoxidables austeníticos y ferríticos., que son útiles en la construcción de tanques de almacenamiento, procesamiento químico, y contenedores para el transporte de productos químicos.
Acero inoxidable endurecido por precipitación
por lo general contiene 15 a 17.5 por ciento de cromo, 3 a 5 por ciento de níquel, y 3 a 5 por ciento de cobre. Este tipo de acero inoxidable es famoso por su resistencia debido a la adición de aluminio., cobre, y niobio a la aleación en cantidades inferiores a 0.5 porcentaje de la masa total de la aleación. A menudo se utiliza en la construcción de ejes largos, es comparable al acero inoxidable austenítico en términos de resistencia a la corrosión.
Comparación
Fuente: monroeingenieria
Dureza
en ciencia de los materiales, la dureza es la capacidad de soportar hendiduras en la superficie (deformación plástica localizada) y rascarse. La dureza es probablemente la propiedad del material peor definida porque puede indicar resistencia al rayado., resistencia a la abrasión, resistencia a la indentación o incluso resistencia a la conformación o deformación plástica localizada. La dureza es importante desde el punto de vista de la ingeniería debido a la resistencia al desgaste por fricción o erosión por vapor., aceite, y el agua generalmente aumenta con la dureza.
La prueba proporciona resultados numéricos para cuantificar la dureza de un material., que se expresa por el número de dureza Brinell - HB. El número de dureza Brinell está designado por los estándares de prueba más utilizados. (ASTME10-14[2] e ISO 6506–1:2005) como HBW (H de dureza, B de Brinell, y W del material del penetrador, tungsteno (wolframio) carburo). En las normas anteriores, HB o HBS se utilizaron para referirse a las mediciones realizadas con indentadores de acero.
El acero con alto contenido de carbono es tan duro y resistente al desgaste que puede soportar mucha fuerza antes de deformarse. Desafortunadamente, Los metales duros también son frágiles.. El acero con alto contenido de carbono es más probable que se agriete que se doble cuando se coloca bajo tensión de tracción extrema. en acero inoxidable, el cromo se puede utilizar como elemento de endurecimiento y, a menudo, se utiliza junto con elementos de endurecimiento como el níquel para producir excelentes propiedades mecánicas.
Algunos materiales comunes y su dureza Brinell
| Material | Número de dureza Brinell – media pensión (MPa) |
| Dirigir | 5.0 |
| Cobre | 35 |
| Latón blando | 60 |
| acero inoxidable ferrítico | 180 |
| Acero inoxidable – 304 | 201 |
| acero inoxidable dúplex | 217 |
| Aceros de temple por precipitación | 353 |
| Hierro fundido blanco | 415 |
| Vaso | 1550 |
Elasticidad
El módulo de elasticidad de Young es el módulo elástico para el esfuerzo de tracción y compresión en el régimen de elasticidad lineal de una deformación uniaxial y generalmente se evalúa mediante ensayos de tracción.. Hasta una tensión límite, un cuerpo podrá recuperar sus dimensiones al retirar la carga. Las tensiones aplicadas hacen que los átomos en un cristal se muevan desde su posición de equilibrio.. Todos los átomos se desplazan en la misma cantidad y aún mantienen su geometría relativa.. Cuando se eliminan las tensiones, todos los átomos vuelven a sus posiciones originales y no se produce ninguna deformación permanente.
El módulo de elasticidad de Young del acero con alto contenido de carbono es 200 GPa, y el acero inoxidable austenítico es 45 GPa. El módulo de acero joven es una medida de su rigidez/resistencia deformación elástica a las cargas de tracción. La razón de los diferentes valores del módulo de Young de los aceros se debe al proceso de fabricación., que representa la cantidad de impurezas en el acero y el tipo/grado de acero especificado.
Durabilidad
El acero al carbono puede oxidarse en algunas condiciones porque carece de la resistencia a la corrosión de su homólogo de acero inoxidable.. Aunque el acero al carbono es más resistente que el acero inoxidable, puede oxidarse y corroerse cuando se expone a la humedad. Incluso pequeñas cantidades de humedad, incluyendo vapores húmedos en el aire, puede hacer que el acero al carbono se oxide.
El acero al carbono es menos dúctil que el acero inoxidable.. El acero inoxidable es generalmente más maleable que el acero al carbono., principalmente por su mayor contenido de níquel. Pero ciertos aceros inoxidables son muy frágiles., como el acero inoxidable martensítico.
Peso
El acero es un material deformable., por lo que las propiedades y el peso del acero pueden verse afectados en diferentes condiciones. El peso teórico del acero se refiere al peso por unidad de longitud del material de longitud y espesor específicos.. En el cálculo del peso teórico, además del diámetro exterior y el espesor indicado por la especificación, las características del material también deben ser consideradas, como el tipo de metal, contenido de elementos y gravedad específica.
La densidad del acero inoxidable es aproximadamente 7.9 g/cm3. El peso del acero inoxidable por pulgada cúbica es 0.285 libras, y por pie cubico es 490 libras. La densidad típica de la placa de acero al carbono es 0.284 libras por pulgada cúbica. El peso del acero al carbono por pie cúbico es 490 libras en imperial o 7.85 metros cúbicos en métrico.
Precio
El precio del acero está determinado por muchas variables tales como suministrar, demanda, y precios de la energía. Los precios de las materias primas cambian diariamente.. Sin embargo, generalmente hablando, los aceros inoxidables cuestan de cuatro a cinco veces más que el acero al carbono en costos de materiales. El acero al carbono cuesta alrededor de $ 500 / tonelada, mientras que el acero inoxidable cuesta alrededor de $ 2000 / tonelada.
El acero inoxidable es más caro que el acero al carbono porque otras aleaciones, como el cromo, níquel, y manganeso, se añaden al proceso de fabricación de acero inoxidable. El uso de estos elementos adicionales aumenta el costo. En comparación con el acero inoxidable, El acero al carbono se compone principalmente de hierro y carbono relativamente económicos.. Por lo tanto, el acero al carbono es más barato de producir.. Si el presupuesto es ajustado, el acero al carbono puede ser la mejor opción.
Al comprar electrodomésticos y otros artículos grandes, es importante prestar atención al grado de acero inoxidable. No todo el acero inoxidable tiene el mismo precio. Acero inoxidable con un contenido mínimo de cromo de 10.5% es mucho más barato y menos duradero que el acero inoxidable con un contenido de cromo de 16%. La diferencia de precio aparecerá más tarde en los costos de mantenimiento y la vida útil..
Solicitud
La forma de acero más utilizada es el acero al carbono.. Hasta 90% del acero producido hoy es acero al carbono. Amplia disponibilidad, gama de propiedades, y el costo hacen que esta forma de acero sea ideal para la fabricación, construcción, transporte, y usos industriales.
Las aplicaciones típicas del acero con bajo contenido de carbono incluyen componentes de carrocerías de automóviles., formas estructurales, y láminas que se utilizan en tuberías, y edificios.
El acero de medio carbono se utiliza principalmente en la producción de componentes de máquinas., ejes, ejes, engranajes, cigüeñales, acoplamiento y piezas forjadas y también podría usarse en rieles y ruedas de ferrocarril.
Los aceros con alto contenido de carbono podrían usarse para resortes., cables de cuerda, martillos, destornilladores, y llaves.
El acero con alto contenido de carbono podría usarse para productos de acero duro, como resortes de camiones, herramientas de corte de metales, y otros propósitos especiales como (propósito no industrial) cuchillos, ejes, o puñetazos. La mayoría de los aceros con más de 2.5% contenido de carbono están hechos de pulvimetalurgia.
A pesar de los diversos tipos de acero inoxidable, solo una docena más o menos se usan regularmente.
Por ejemplo, Tipo AISI 304 SS, con un componente de cromo-níquel y bajo contenido de carbono, es popular por su buena resistencia a la corrosión, facilidad de limpieza, y formabilidad, lo que lo hace popular para muchos artículos cotidianos, como fregaderos de cocina.
Tipo AISI 316 SS, que contiene el elemento de aleación molibdeno, es aún más resistente al ataque químico que el Tipo 304, por lo que es útil para la exposición al agua de mar, salmuera, ácidos sulfúricos, y otros corrosivos que se encuentran en el entorno industrial.
En general, el acero inoxidable se usa típicamente en ambientes corrosivos o de alta temperatura. Los altos niveles de cromo y níquel le dan al acero inoxidable sus propiedades únicas para manejar estos entornos.. Las aplicaciones comunes son los utensilios de cocina., aplicaciones de agua salada, y escape automotriz. El acero inoxidable también se encuentra en los electrodomésticos, cajas de herramientas, ruedas automotrices, etcétera.
Conclusión
Fuente: metalinox
Para resumir, El acero al carbono y el acero inoxidable tienen ventajas y desventajas en diferentes aspectos.. Cada tipo de acero varía en sus propiedades tales como dureza, elasticidad, durabilidad, peso, y precio por lo que se aplican diferentes tipos de acero a diferentes condiciones. Los consumidores deben tener en cuenta las propiedades del acero al comprar.
Acero al carbono o acero inoxidable? Independientemente de la diferencia entre el acero al carbono y el acero inoxidable, lo más importante es que los consumidores elijan el tipo de acero que satisfaga sus demandas.
