5.1.2.- CLASIFICACIÓN SIDERÚRGICA. NORMATIVA DE APLICACIÓN
5.1.2.1- ACERO AL CARBONO
El acero al carbono se define como una aleación hierro-carbono en la que el porcentaje de carbono es inferior al 2%.
Puede presentar adicionalmente pequeñas cantidades de otros elementos
en proporciones tales que no influyen sustancialmente en sus
propiedades.
Existen múltiples clasificaciones para los distintos productos de acero que la industria siderúrgica es capaz de fabricar:
⦁ Según el uso.
⦁ Según la composición química.
⦁ Según la producción.
Para clasificarla de manera general existen varias normas europeas que armonizan en toda la Unión Europea las definiciones y designaciones de los aceros. De todas ellas, dos son de carácter básico:
⦁ EN 10020: Definición y clasificación de los tipos de acero.
⦁ EN 10027: Designación de los tipos de acero.
A nivel nacional, existen dos regulaciones sobre la aplicación estructural del acero, las instrucciones EAE Y EHE; la primera aborda las estructuras metálicas y la segunda las construidas con hormigón armado y pretensado.
En estas normas se identifican los aceros admisibles en el territorio
español y son las que permiten que los distintos agentes que intervienen
en la construcción puedan emplear acero de una forma cómoda y segura.
España sufre un retraso importante en la incorporación de los Eurocódigos
y ello está afectando negativamente la competitividad de nuestras
empresas, la productividad de nuestros profesionales y el
aprovechamiento académico de los estudiantes de nuestras Escuelas
Técnicas Superiores. Las normas que se aplican actualmente en España
para el proyecto de estructuras siguen siendo las nacionales (EHE, EAE,
NCSE-02, etc.) que, si bien están en gran medida inspiradas en los
Eurocódigos, no son éstos mismos y se apartan del consenso europeo.
Estas
normas europeas definen de una manera uniforme, en toda Europa, el
proyecto, ejecución y control de elementos estructurales. De entre estas
normas, sólo algunas afectan a los materiales metálicos:
⦁ Eurocódigo 2: Proyecto de estructuras de hormigón (armado y pretensado)
⦁ Eurocódigo 3: Proyecto de estructuras de acero.
⦁ Eurocódigo 4: Proyecto de estructuras mixtas de hormigón y acero.
Los aceros al carbono se suelen clasificar por su contenido en carbono, ya que éste es el elemento que aporta mayor variabilidad de las propiedades, así se puede distinguir:
- Acero bajo en carbono (hasta 0,25 % de C): Este tipo de acero aúna propiedades muy interesantes, una resistencia mecánica aceptable, ningún problema de soldadura, soporta bien el doblado y el mecanizado y además, su proceso de producción es el más económico. Por estas razones, es el más empleado y constituye la mayor parte del acero destinado a la construcción. Aplicaciones típicas de este acero son estructuras metálicas, barras corrugadas, perfiles, etc.
- Acero medio en carbono (entre 0,25 % y 0,6 % de C): Se trata de un material que puede presentar un amplio abanico de pares resistencia-ductilidad. Por ello presenta múltiples aplicaciones, entre las que destaca la fabricación de ruedas y carriles, engranajes y en general, cualquier elemento que necesite combinación de alta resistencia, ductilidad resistencia la desgaste.
- Acero alto en carbono (entre 0,6 % y 1,4% de C): Se emplean habitualmente tratados mediante temple revenido, lo que conduce a unos valores de resistencia y dureza muy altos, que llevan aparejado un valor bajo de ductilidad. Este tipo de acero de alta resistencia se emplea principalmente en la fabricación de herramientas y piezas que sufren mucho desgaste. En el ámbito de la construcción, su uso más destacable es el de alambres y cordones de pretensado, así como cables estructurales.
5.1.2.2- ACERO ALEADO
La adición de aleantes amplia mucho el campo de aplicación de los aceros, ya que modifica sus propiedades, su microestructura y la respuesta ante los tratamientos térmicos. A continuación, se describen dos de los aceros aleados comunes en construcción:⦁ Acero inoxidable: Los aceros inoxidables representan un grupo muy importante de los aceros aleados. El Cr, principal aleante en estos aceros, está presente al menos en un 11% y les confiere resistencia a la corrosión, aunque esta capacidad se mejora con la adición de Ni y Mo. La soldadura de los aceros inoxidables es compleja. Se puede realizar en taller, pero en obra suele ser difícil, por lo que en construcción civil, el acero inoxidable se suele trabajar mediante piezas atornilladas.
⦁ Acero corten: El acero autopatinable o corten tiene la capacidad, al igual que el inoxidable, de formar una capa pasivante que limita la corrosión. Esta propiedad viene dada por los elementos de aleación que contiene: carbono, silicio, manganeso, níquel, cromo y cobre, con un contenido total en aleantes menor al 5%. Este acero desarrolla un aspecto corroído al formarse la capa de óxido en superficie.
5.1.2.3- FUNDICIÓN
Las fundiciones se definen como aleaciones férreas con un porcentaje de carbono superior al límite de saturación de la austenita del 2,1%,
aunque lo habitual es que presenten un contenido de carbono comprendido
entre el 3 y el 4,5 %. Presentan una baja temperatura de fusión, que
unida a una baja retracción, hace que las fundiciones se empleen,
normalmente, en la fabricación de piezas moldeadas.
⦁ Fundición gris: Se trata de una fundición en la que se añade entre un 1 y un 3% de Si, lo que facilita la grafitización, es decir, la transformación de Fe3C en grafito. Este tipo de fundición tiene una elevada fluidez. Además, presenta una escasa retracción al solidificar, por lo que es ideal para el moldeo.
⦁ Fundición maleable: Estas fundiciones alcanzan resistencias de 300 MPa con un 6 % de elongación. Aplicaciones habituales son elementos complejos: piezas de máquinas, engranajes, etc.
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| Tren de Válvulas de un Motor V12 |
⦁ Fundición dúctil: Se consigue la grafitización debido a la adición de magnesio o de cerio en la composición de la fundición. Actualmente, la fundición dúctil es la más empleada. Sus aplicaciones son piezas moldeadas como arquetas, válvulas, cuerpos de bombas, etc.
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| Acoplamiento de Engranaje Helicoidal |