acero aleadoacero aleado
El acero al que se le añaden otros elementos además de hierro y carbono se llama acero aleado.
Una aleación de hierro y carbono compuesta por una cantidad adecuada de uno o más elementos de aleación añadidos al acero al carbono ordinario.
Dependiendo de los elementos añadidos y las técnicas de procesamiento adecuadas empleadas, se pueden obtener propiedades especiales como alta resistencia, alta tenacidad, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, resistencia a bajas temperaturas, resistencia a altas temperaturas y no magnetismo.
El acero aleado contiene más otros elementos en comparación con el acero al carbono.
El acero aleado se refiere al acero que, además de contener silicio y manganeso como elementos de aleación o elementos desoxidantes,
También contiene otros elementos de aleación (como cromo, níquel, molibdeno, vanadio, titanio, cobre, tungsteno, aluminio, cobalto, niobio, circonio y otros elementos, etc.),
Algunos aceros también contienen ciertos elementos no metálicos (como boro, nitrógeno, etc.).
Según el contenido de elementos de aleación en el acero, se puede dividir además en acero de baja aleación, acero de aleación media y acero de alta aleación.
El acero al carbono se refiere principalmente al acero cuyas propiedades mecánicas dependen del contenido de carbono y al que generalmente no se añaden grandes cantidades de elementos de aleación. A veces también se le llama acero al carbono ordinario o acero al carbono.
El acero al carbono también se llama acero al carbono, una aleación de hierro y carbono con un contenido de carbono WC inferior al 2%. Además del carbono, el acero al carbono generalmente también contiene pequeñas cantidades de silicio, manganeso, azufre y fósforo.
Según su uso, el acero al carbono se puede dividir en tres categorías: acero estructural al carbono, scc3 y acero estructural de fácil mecanizado.
El acero estructural al carbono se divide además en dos tipos: acero estructural para edificios y acero estructural para la fabricación de maquinaria.
Según el contenido de carbono, el acero al carbono se puede dividir en acero bajo en carbono (WC ≤ 0.25%), acero medio en carbono (WC0.25%——0.6%) y acero alto en carbono (WC>0.6%).
Según el contenido de fósforo y azufre, el acero al carbono se puede dividir en acero al carbono ordinario (mayor contenido de fósforo y azufre), acero al carbono (menor contenido de fósforo y azufre) y acero (contenido de fósforo y azufre aún menor). Generalmente, cuanto mayor es el contenido de carbono en el acero al carbono, mayor es su dureza y resistencia, pero menor es su plasticidad.
Los principales elementos de aleación del acero aleado incluyen silicio, manganeso, cromo, níquel, molibdeno, tungsteno, vanadio, titanio, niobio, circonio, cobalto, aluminio, cobre, boro, elementos de tierras raras, etc.
Entre ellos, el vanadio, el titanio, el niobio, el circonio, etc., son elementos fuertes formadores de carburos en el acero. Siempre que haya suficiente carbono, pueden formar sus carburos respectivos en condiciones apropiadas. Cuando falta carbono o en condiciones de alta temperatura, entran en la solución sólida en estado atómico; el manganeso, el cromo, el tungsteno, el molibdeno son elementos formadores de carburos, una parte de los cuales entra en la solución sólida en estado atómico, mientras que la otra parte forma carburos de aleación sustitucionales; el aluminio, el cobre, el níquel, el cobalto, el silicio, etc., son elementos no formadores de carburos y generalmente existen en la solución sólida en estado atómico.
Clasificación General Acero Aleado
Hay muchos tipos de acero aleado, usualmente
Se divide en acero de baja aleación (<5% de contenido), acero de aleación media (5%～10% de contenido) y acero de alta aleación (>10% de contenido) según el contenido de elementos de aleación;
Clasificado por calidad en acero aleado, acero de aleación especial;
Según sus propiedades y usos, se subdividen además en acero estructural aleado, acero inoxidable, acero resistente a los ácidos, acero resistente al desgaste, acero resistente al calor, acero para herramientas aleado, acero para rodamientos, acero para muelles aleado y acero de alto rendimiento especial (como acero magnético blando, acero magnético permanente, acero no magnético), etc.
Además de hierro, carbono y pequeñas cantidades de silicio, manganeso, fósforo y azufre inevitables, el acero también contiene una cierta cantidad de elementos de aleación. Los elementos de aleación en el acero incluyen uno o más de silicio, manganeso, molibdeno, níquel, cromo, vanadio, titanio, niobio, boro, plomo, elementos de tierras raras, etc. Este tipo de acero se llama acero aleado.
Los sistemas de acero aleado de varios países difieren según sus respectivas situaciones de recursos, producción y condiciones de uso. En el pasado, los países extranjeros desarrollaron sistemas de acero al níquel y al cromo,
Nuestro país ha descubierto sistemas de acero aleado compuestos principalmente de silicio, manganeso, vanadio, titanio, niobio, boro, plomo y elementos de tierras raras.
El acero aleado representa alrededor del diez por ciento de la producción total de acero y generalmente se funde en hornos eléctricos. Según sus usos, los aceros aleados se pueden dividir en 8 categorías principales.
Son: acero estructural aleado, acero para resortes, acero para rodamientos, acero para herramientas aleado, acero para herramientas de alta velocidad, acero inoxidable, acero resistente al calor y a la oxidación, y acero al silicio para fines eléctricos.
Acero Cementado y Templado 1. Acero aleado de carbono medio con bajo contenido de elementos de aleación; 2. Alta resistencia; 3. Se utiliza para pernos, tuercas, etc. de alta temperatura.
Acero para Resortes 1. Mayor contenido de carbono que el acero templado y revenido; 2. Mayor resistencia y resistencia a la fatiga después del tratamiento de temple y revenido; 3. Se utiliza para materiales de resortes.
Acero para Rodamientos 1. Acero aleado de alto carbono, con un contenido de aleación relativamente alto; 2. Posee alta dureza uniforme y resistencia al desgaste; 3. Se utiliza para rodamientos.
Acero aleado para herramientas Acero para calibres 1. Tipo de acero aleado de alto carbono, con bajo contenido de elementos de aleación; 2. Tiene alta dureza y resistencia al desgaste, buena maquinabilidad y buena estabilidad; 3. Se utiliza para materiales de calibres.
Acero Inoxidable de Alto Rendimiento 1. Acero de baja aleación y alto contenido de carbono; 2. Buena resistencia a la corrosión; 3. Se utiliza para resistencia a la corrosión, algunos pueden usarse como materiales resistentes al calor.
Acero resistente al calor 1. Acero de baja aleación y alto contenido de carbono; 2. Buena resistencia al calor; 3. Se utiliza para materiales resistentes al calor, algunos pueden usarse como materiales resistentes a la corrosión.
Acero a baja temperatura 1. Acero aleado de bajo carbono, con contenido variable de elementos de aleación según el grado de resistencia a baja temperatura; 2. Buen rendimiento a baja temperatura; 3. Se utiliza para materiales a baja temperatura (el acero es acero al níquel).
Clasificación por tendencia a formar carburos
El acero aleado se puede dividir en tres categorías según la tendencia de varios elementos a formar carburos en el acero: Acero aleado
① Elementos formadores de carburos fuertes, como vanadio, titanio, niobio, circonio, etc.
Estos elementos, siempre que haya suficiente carbono y bajo las condiciones adecuadas, forman sus carburos respectivos; solo en condiciones de deficiencia de carbono o alta temperatura entran en la solución sólida en forma atómica.
② Elementos formadores de carburos, como manganeso, cromo, tungsteno, molibdeno, etc. Algunos de estos elementos entran en la solución sólida en forma atómica, mientras que otros forman carburos de aleación sustitucionales, como (Fe, Mn)3C, (Fe, Cr)3C, etc. Si su contenido excede un cierto límite (excepto para el manganeso), también se formarán sus carburos respectivos, como (Fe, Cr)7C3, (Fe, W)6C, etc.
③ Elementos que no forman carburos, como silicio, aluminio, cobre, níquel, cobalto, etc. Estos elementos generalmente existen en forma atómica en soluciones sólidas como la austenita y la ferrita. Algunos elementos de aleación más reactivos, como el aluminio, el manganeso, el silicio, el titanio, el circonio, etc., se combinan fácilmente con el oxígeno y el nitrógeno en el acero para formar óxidos y nitruros estables, que generalmente existen como inclusiones en el acero. Elementos como el manganeso y el circonio también forman inclusiones de sulfuro con el azufre. Cuando el acero contiene una cantidad suficiente de elementos como níquel, titanio, aluminio y molibdeno, se pueden formar diferentes tipos de compuestos intermetálicos. Algunos elementos de aleación, como el cobre y el plomo, si su contenido excede su solubilidad en el acero, existen como una fase metálica relativamente pura.
El rendimiento del acero depende de su composición de fases, la composición y estructura de las fases, la fracción volumétrica de las diversas fases en el acero y su distribución relativa. Los elementos de aleación funcionan influyendo en estos factores. El efecto sobre los puntos de transformación de fase del acero es principalmente cambiar la posición de los puntos de transformación de fase en el acero, lo que se puede resumir aproximadamente en los siguientes tres aspectos:
① Cambiar la temperatura del punto de transformación de fase. En términos generales, los elementos que expanden la región de la fase γ (austenita), como el manganeso, el níquel, el carbono, el nitrógeno, el cobre, el zinc, etc., bajan la temperatura del punto A3 y elevan la temperatura del punto A4; por el contrario, los elementos que contraen la región de la fase γ, como el circonio, el boro, el silicio, el fósforo, el titanio, el vanadio, el molibdeno, el tungsteno, el niobio, etc., elevan la temperatura del punto A3 y bajan la temperatura del punto A4. Solo el cobalto eleva tanto las temperaturas de los puntos A3 como A4. El efecto del cromo es relativamente especial: cuando el contenido de cromo es inferior al 7%, baja la temperatura del punto A3, y cuando es superior al 7%, eleva la temperatura del punto A3.
② Cambie la posición del punto eutectoide S. Los elementos que contraen la región de la fase γ aumentan la temperatura del punto eutectoide S; los elementos que expanden la región de la fase γ hacen lo contrario. Además, casi todos los elementos de aleación disminuyen el contenido de carbono del punto eutectoide S, desplazando el punto S hacia la izquierda. Sin embargo, los elementos formadores de carburos como el vanadio, el titanio, el niobio, etc. (incluidos el tungsteno y el molibdeno) desplazarán el punto S hacia la derecha después de que su contenido alcance un cierto límite.
③ Cambiar la forma, el tamaño y la posición de la región de fase γ. Esta influencia es relativamente compleja y puede causar cambios significativos, generalmente cuando el contenido de elementos de aleación es mayor. Por ejemplo, cuando el contenido de níquel o manganeso es alto, la región de fase γ puede expandirse por debajo de la temperatura ambiente, haciendo que el acero sea una estructura austenítica monofásica; mientras que cuando el contenido de silicio o cromo es alto, la región de fase γ puede encogerse considerablemente o incluso desaparecer por completo, haciendo que el acero sea una estructura ferrítica a cualquier temperatura.