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CLASIFICACION SAE DE LOS ACEROS

La SAE (Society of Automotive Engineers) emplea números compuestos de cuatro o cinco cifras, según los casos, cuyo ordenamiento caracteriza a un determinado tipo de acero.

Primera cifra 1 caracteriza a los aceros al carbono p “ “ 2 “ “ “ “ “ níquel p “ “ 3 “ “ “ “ “ cromo-níquel p “ “ 4 “ “ “ “ “ molibdeno p “ “ 5 “ “ “ “ “ cromo p “ “ 6 “ “ “ “ “ cromo-vanadio p “ “ 7 “ “ “ “ “ tungsteno p “ “ 9 “ “ “ “ “ Silicio-manganeso

Para los aceros al manganeso la característica es 13xx.

Se llamaran aceros al carbono a aquellos que no contengan ningún elemento de aleación, las dos ultimas cifras significan el % de 1% de C, en centésimas. (0,25%), es p/ej.SAE 1025

La cifra intermedia indica el porcentaje o en forma condicional, el contenido del elemento preponderante, en los aceros al Cr-Ni, la segunda cifra corresponde al % de Ni.

Primera cifra 1 acero al carbono Segunda cifra …0 ningún elemento de aleación predominante Ultimas cifras 25 0,25% de carbono promedio

C: 0,22- 0,28%, Mn:0,30 – 0,60%, S:0.05 max., P: 0.04 max.

Donde puede observarse que el Mn, S, P no tienen la cantidad necesaria para influir, Mn: 1,5%, S: 0,08%, P: 0,1%

Cuando tiene 5 números podemos tener como un ejemplo al SAE 52100 acero al Cr, con 2% de Cr y 1% de C.

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CLASIFICACION SAE DE LOS ACEROS

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•Anexo 2. Clasificación SAE de los aceros•La siguiente tabla resume la clasificación general que emplea la normativa SAE para los aceros al carbono

ClasificacionesEspecificac

ión

Aceros al carbono 10XX

Aceros al carbono resulfurados 11XX

Aceros al carbono, refosforados y resulfurados 12XX

Aceros el manganeso 13XX

Aceros al níquel 2XXX

Aceros al níquel-cromo 31XX

Aceros con elevado contenido de níquel-cromo 33XX

Aceros al carbono-molibdeno 40XX

Aceros al cromo-molibdeno 41XX

Aceros al cromo-níquel-molibdeno 43XX

Aceros al níquel-molibdeno 46XX

Aceros con elevado contenido de níquel-molibdeno 48XX

Aceros con bajo cromo 50XX

Aceros al cromo 51XX

Aceros al carbono-cromo 52XXX

Aceros al cromo-vanadio 61XX

Aceros con bajo contenido de níquel-cromo-molibdeno 86XX

Aceros con bajo contenido de níquel-cromo-molibdeno 87XX

Aceros pare ballestas al silicio-manganeso 92XX

Aceros para ballestas al silicio-manganeso-cromo 92XX

Aceros al níquel-cromo-molibdeno 93XX

Aceros al níquel-cromo-molibdeno 98XX

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Aceros que contienen boro XXBXX

Aceros que contienen boro-vanadio XXBVXX

Aceros para herramientas templados en agua WX

Aceros para herramientas resistentes al choque SX

Aceros para herramientas templados en aceite OX

Aceros para herramientas templados al aire AX

Aceros para herramientas con elevado contenido de C y Cr DX

Aceros para herramientas de trabajo en caliente HXX

Aceros para herramientas de alta velocidad de corte (con base tungsteno) TX

Aceros para herramientas de alta velocidad (con base molibdeno) MX

Aceros para herramientas con fines especiales LX

Aceros para herramientas al carbono-tungsteno FX

Aceros moldeados PX

Aceros Inoxidables al cromo-níquel-manganeso 2XX

Aceros inoxidables al cromo-níquel IXX

Aceros inoxidables al cromo 3XX

Aceros resistentes al calor con bajo contenido de cromo 5XX

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Anexo 3. Influencia de los elementos químicos en el acero

A continuación se describe la influencia de los diversos elementos químico que se encuentran en los aceros

CarbonoEl carbono es el elemento aleante más importante en los

aceros y puede estar presente hasta en concentraciones del 2% (si bien en la mayoría de los aceros soldables no pasa del 0,35%). El carbono puede encontrarse disuelto o combinado en forma de carburo de hierro (Fe3C). Un incremento en la proporción de carbono aumenta la dureza y la resistencia a la tracción así como la respuesta ante el tratamiento térmico (templabilidad).

Por otra parte, al aumentar el porcentaje de carbono se reduce la soldabilidad del acero.

AzufreMás que un elemento aleante, el azufre es una impureza

indeseable en el acero. Para eliminarlo durante el proceso de fabricación se

realizan esfuerzos especiales. En cantidades superiores al 0,05% es causa de fragilidad

y reduce la soldabilidad.

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FósforoEs una impureza que fragiliza el acero cuando está presente en cantidad superior al 0,04%.

SilicioPor lo común, en el acero laminado sólo se encuentra en pequeñas cantidades (0,20%) y es producto de su uso como desoxidante en los distintos procesos de fabricación. Sin embargo en las fundiciones de acero es común que su tenor sea de 0,35 a 1,00%. El silicio se disuelve en el hierro y tiende a aumentar su resistencia a la tracción. El metal depositado por soldadura suele contener un 0,50% de silicio aproximadamente, como desoxidante.

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ManganesoEste elemento soluble en el hierro se agrega en cantidades de hasta 1,50% para aumentar la templabilidad. Es corriente que los aceros contengan por lo menos un 0,30% de manganeso debido a que actúa como desulfurante al combinarse con el azufre. Más de 1% de manganeso tiende a reducir la soldabilidad.

CromoEl cromo es soluble en el hierro. En los aceros de baja aleación se lo adiciona en cantidades de hasta 9% para aumentar la resistencia a la oxidación,la templabilidad y la resistencia a elevadas temperaturas. El cromo forma carburos y en los aceros de baja aleación el aumento de su cantidad tiende a reducir la soldabilidad. En concentraciones superiores al 12% mejora la resistencia a la oxidación hasta un punto tal que, las composiciones de alto tenor de cromo constituyen el grupo de aceros inoxidables.

MolibdenoEste elemento es un fuerte formador de carburos y por lo común está presente en los aceros de aleación en cantidades inferiores al 1,0%. Se lo adiciona para aumentar la templabilidad y la resistencia a elevadas temperaturas.

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NíquelHasta un 3,5% se lo agrega en los aceros de baja aleación

para incrementar la tenacidad y la templabilidad. Se lo usa en cantidades de hasta 35,0% en los aceros de alta aleación

e inoxidables.

AluminioEste elemento se adiciona al acero en cantidades muy

pequeñas. Su función es la de desoxidante. También es un refinador de grano con lo cual se mejora la tenacidad.

Gases disueltosTanto el hidrógeno (H2) como el oxígeno (02) y el nitrógeno

(N2) se disuelven en el baño líquido en los hornos de fabricación y en la pileta líquida de una soldadura; pudiendo

fragilizar el acero si no se los elimina. Los diferentes procesos de afino están concebidos para eliminar estos gases tanto

como sea posible. En soldadura se utilizan fundentes y gases protectores para evitar la solución de los gases dentro del

baño líquido.

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GRUPO I (SAE 1110, 1111, 1112, 1113, 12L13, 12L14, y 1215)

Son aceros efervescentes de bajo % de carbono, con excelentes condiciones de maquinado. Tienen el mayor contenido de azufre; los 1200 incorporan el fósforo y los L contienen plomo. Estos tres elementos influyen por diferentes razones, en promover la rotura de la viruta durante el corte con la consiguiente disminución en el desgaste de la herramienta. Cuando se los cementa, para lograr una mejor respuesta al tratamiento, deben estar calmados.

GRUPO II (SAE 1108, 1109, 1116, 1117, 1118 y 1119)Son de bajo % de carbono y poseen una buena

combinación de maquinabilidad y respuesta al tratamiento térmico. Por ello, tienen menor contenido de fósforo, y algunos de azufre, con un incremento del % de Mn, para aumentar la templabilidad permitiendo temples en aceite.

GRUPO III (SAE 1132, 1137, 1139, 1140, 1141, 1144, 1145, 1146 y 1151)

Estos aceros de medio % de carbono combinan su buena maquinabilidad con su respuesta al temple en aceite.

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PROCESO SIDERURGICO

MINERALES

PREPARACION ENRIQUECIMIENTO

Aglomeración

O briquetado Calcinación Trituración

Separación

Magnética

ALTO HORNO A COKE O A CARBON DE LEÑA

HIERRO DE 1ra. FUSION

ARRABIO LIQUIDO

ACEROS

FUNDICIONES

ARRABIO

SOLIDO

LINGOTES CHATARRA

Aceros Bessemer

Aceros Thomas

Aceros Siemens Martίn

Aceros eléctricos Fundiciones

Productos terminados

Planchuelas, Perfiles,U,T,Doble T,Rieles, Redondos, Angulos, Chapas, Palanquillas.

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MINERALES: PREPARACION

TRITURACION, SEPARACION MAGNETICA AGLOMERACION o BRIQUETEADO CALCINACION

ALTO HORNO a COKE o a LEÑA HIERRO DE 1RA. FUSION - ARRABIO

ARRABIO LIQUIDO

ACEROS FUNDICIONES

ACEROS BESSEMER,

THOMAS, SIEMENS – MARTIN,ELECTRICOSPIEZAS COLADAS. FUND. MALEABLES ACEROS LAMINADOS COLADA CONTINUA COLADO EN LINGOTE PALANQUILLAS

ARRABIO SOLIDO

LINGOTES (GRISES,

BLANCAS Y ATRUCHADAS

PERFILES: PLANCHUELAS,T, U, DOBLE T, ANGULOS REDONDOS, RIELES ETC.

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FABRICACION DEL ARRABIO

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DEL MINERAL DE Fe AL ARRABIO O Fe DE 1ra. FUSION Usando el Alto Horno a Coke.

El alto horno es un horno de grandes dimensiones, dentro de el, se producen transformaciones que permiten pasar del mineral al producto semielaborado. Por la parte superior del horno se introducen: mineral, Carbon (coke), fundente( piedra caliza) y ferroaleaciones (ferromanganeso).

Al bajar el material por el horno se va produciendo la fusión de la mezcla.

El aire va en contracorriente con la mezcla, el material se recoge en la cuba y desde allí se produce la sangría, el arrabio se cuela en moldes para su utilización como sólido.

O en vagones termos mezcladores para su utilización como líquido en la fabricación de acero.

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FABRICACION DEL ACERO

El arrabio es muy impuro y no se puede usar como producto terminado. Está compuesto por Fe, Carbono y otros elementos que estan presente ya sea en forma de impurezas o de aleación.

El Carbono que es elemento predominante puede estar en forma combinada ( carburo de hierro) o libre formando grafito.

El alto horno a carbón de leña varia del que funciona a coke en su altura.

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PROCESO DE AFINO DEL ARRABIO PARA TRANSFORMARLO EN ACERO

PROCEDIMIENTO DE BESSEMER: creado en 1835 como un método para fabricar acero sin empleo de combustible. Consiste en hacer pasar una corriente de aire a través del metal. El revestimiento Bessemer es acido y por lo tanto debe usarse con aleaciones que contengan poco % de P.

Mucho mas tarde se reemplazo el uso de aire por el O precalentado y mejoro el rendimiento, esos hornos fueron conocidos como LD. Dentro de ese tipo de hornos en forma de pera están los Thomas, que tienen recubrimiento básico.

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PROCESO DE AFINO DEL ARRABIO PARA TRANSFORMARLO EN ACERO

PROCEDIMIENTO DE BESSEMER:

Una batería de Thomas tenia cuando nació Altos Hornos Zapla.

El convertidor tiene forma de pera ( parecido a una mezcladora de cemento de la construcción), tiene una capacidad de cerca de entre 3 y 35 tn.

El producto obtenido es acero y se puede: Colar en lingoteras. Colar en colada continua. Colar en moldes para obtener piezas grandes de acero.

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Se introduce en el convertidor la materia prima: Arrabio Liquido, fundentes y ferroaleaciones, para obtener el material requerido y eliminar las impurezas en la escoria. Se insufla aire a la mezcla liquida y comienza el afino ( eliminación del C, por combinación con el O, se forma primero CO y luego CO2,

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PROCESO SIEMENS – MARTIN

El horno de Martín basó su importancia en que permitió usar las millones de toneladas de chatarra que había en las inmediaciones de las acerias. Se mezcla chatarra con arrabio liquido, y se le entrega mucho calor y se obtiene un acero liquido al que se le puede variar el % de C con facilidad.

Su importancia aumento mucho mas al utilizar el horno de Siemens, por eso el procedimiento se llama Siemens – Martin.

El invento de Siemens fue …”,hacer pasar los gases de combustión antes de ir a la chimenea por paredes de ladrillos u otros materiales capaces de absorber calor”… y luego hacer pasar los gases fríos por las paredes calentadas, y repetir los ciclos.

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PROCESO SIEMENS – MARTIN

Con este horno se consiguen temperaturas entre 1800º y 2000º. El revestimiento que puede ser acido, básico o neutro, también interviene en el proceso.

La carga de los materiales sólidos se realiza con unos dispositivos especiales llamados “ gamelas”, que son unos brazos que se introducen dentro del horno y que giran volcando la chatarra.

La carga de los materiales se hace generalmente en forma mixta: primero se carga el arrabio liquido a 1200º/1300ºC , y luego la chatarra de acero, el arrabio procede del mezclador, y se carga por la piquera del horno, haciéndolo bascular hacia atrás.

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FABRICACION DEL ACEROPROCESO SIEMENS – MARTIN

Las reacciones que producen el afinado de la fundición son las siguientes:1). Disolución del Carbono 2). Oxidación 3). Descarburación 4). Desoxidación

El acero liquido producto de este proceso es recogido en la cuchara de colada se cuela en lingotes que luego se laminan.

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PROCESO EN HORNOS ELECTRICOS

Este proceso se realiza en diferentes hornos

Hornos a resistencia Hornos a arco ( electrodos) Hornos a inducción con núcleo metálico Hornos a inducción sin núcleo y a alta frecuencia.

La materia prima es chatarra de acero o arrabio liquido.

Hornos a arco ( electrodos)

En el caso de uso de chatarra, que es caso de las acerias que no tienen alto horno, la chatarra es introducido en el horno, luego se coloca la boveda y se bajan los electrodos, se produce el arco y se funde el material, se corrige con fundentes, se controla la calidad en laboratorio y se cuela, en la cuchara de colada. Se hacen lingotes o se cuela en colada continua.

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El horno se puede bascular hacia adelante y atrás, para escoriar se bascula hacia atrás, y se retira la escoria que sobrenada el liquido.

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Preparación de la probeta para que sea ensayada en laboratorio

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La colada continua es un método de laminar aceros directamente sin pasar por el lingote, es una máquina en la que se utiliza tecnologίa aprovechando las propiedades de los aceros. Dentro de las ventajas, está que no hay despuntes, por rechupes. Dentro de las desventajas, el rechupe es interno y quedan las impurezas alineadas en el centro de la palanquilla.

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