Acero dulce: tipos, propiedades, ventajas y usos
Gracias a sus buenas propiedades, el acero dulce actualmente se ha convertido en un material muy usado en diversas industrias de la construcción y automatización. Destaca porque tiene una soldabilidad y maquinabilidad incomparables, y de hecho sus aplicaciones van en aumento.
En este artículo, se describe la importancia, sus usos, sus ventajas y cómo se fabrica este metal.
¿Qué es el acero dulce?
El acero dulce es un tipo de acero que se caracteriza por tener bajo contenido de carbono, de hecho, igualmente se lo conoce como «acero con bajo contenido de carbono». Aunque los rangos varían dependiendo el tipo de aplicación y la fuente que tiene, típicamente el rango de carbono (C) se encuentra entre el 0,05% al 0,25% en peso, sin embargo, a veces puede llegar a tener un 2% de carbono.
El bajo porcentaje de carbono en el acero dulce hace que se potencie las cualidades del hierro puro en el material. Si sobrepasa el 2% en peso del carbono, el metal se convertiría en hierro fundido.
Menos contenido de carbono significa que el acero dulce es un metal típicamente más dúctil, mecanizable y soldable comparado con los aceros de alto contenido de carbono, sin embargo, también significa que es casi imposible de endurecerlo y fortalecerlo mediante procesos de calentamiento y enfriamiento.
Composición y propiedades químicas del acero dulce
El contenido de carbono en el acero dulce es de hasta un 0,25%, sin embargo, en muchas fábricas consideran que se debe dejar hasta un 0.45% de carbono.
Para mejorar las propiedades físicas y químicas del metal se agregan otros elementos químicos, además, esto hará que sea favorable para aplicarse a diferentes industrias y actividades. Los elementos que se pueden agregar incluyen cromo (Cr), cobalto (Co), fósforo (P), azufre (S), manganeso (Mn), entre otros
Por ejemplo, el cromo imparte la propiedad de resistencia a la corrosión y aumenta la dureza del acero dulce.
La siguiente tabla muestra los componentes típicos del acero dulce.
| Carbono | desde 0,16 hasta 0,18% (máximo 0,25% es permisible) |
| Manganeso | 0,70 0,90% |
| Silicio | máximo 0,40% |
| Azufre | Máximo 0,04% |
| Fósforo | máximo 0,04% |
Propiedades físicas del acero dulce
El acero dulce se considera como un acero de aleación y, por lo tanto, no contiene grandes cantidades de otros elementos sin tomar en cuenta al hierro que obviamente es el dominante. Esto hace que tenga las siguientes propiedades y cualidades.
- Es más dúctil, mecanizable y soldable en comparación con los aceros con alto contenido de carbono y otros aceros.
- El módulo de elasticidad calculado para el acero dulce de grado industrial es 210.000 Mpa. Tiene una densidad media de unos 7860 kg / m3.
- El acero dulce se considera como un gran conductor de electricidad. Por lo que es bastante útil en procesos de soldadura.
- Su densidad es de 0.248 libras por pulgada cúbica. Se funde a 2.570 °F. Tiene un calor específico de alrededor de 0.122 unidades térmicas británicas (BTU) por libra, por pulgada cúbica.
- Es casi imposible de endurecer y fortalecer durante procesos de calentamiento y enfriamiento.
- Es fácilmente soldable: debido a su bajo contenido de carbono, es más maleable y adecuado para soldar.
- Tiene bajo contenido de carbono y otros elementos de aleación con el objetivo de bloquear las dislocaciones en la estructura cristalina, lo que significa que tiene menos resistencia a la tracción.
- Es magnético gracias a las altas cantidades de hierro y ferrita.
- Es susceptible a la oxidación a pesar de su bajo contenido de carbono, si no se recubre adecuadamente.
- Relativamente asequible en precio en comparación con otros aceros.
Ventajas del acero dulce
Es rentable y asequible
El acero dulce se considera como uno los tipos de acero menos costosos en el mercado, y esto hace que se use para fabricar diversos objetos de usos cotidiano como chasis de automóviles, marcos de motocicletas y una gran cantidad de utensilios de cocina.
Su bajo costo y rentabilidad va de la mano a su bajo contenido de carbono que es suficiente para superar los trabajos mecánicos al que es sometido
Además, su fácil manufactura hace que se pueda producir en grandes volúmenes a un bajo precio.
Es fácilmente soldable
A diferencia con los aceros que tiene alto porcentaje o contenido de carbono, el acero dulce se puede soldar para fusionar con otros metales con mucha facilidad. Es gracias a las propiedades físico-químicas del metal, que las corrientes eléctricas lo atraviesan sin distorsionar la «composición y estructura» del material.
Esto es diferente, digamos, del acero inoxidable, donde se necesitan técnicas especiales para soldar el metal a un estándar profesional.
Es dúctil y maleable
La ductilidad es una propiedad física que permite la deformación y elongación del material sin que este llegue a romperse. Los materiales que son fuertes en este sentido pueden llegar a más del 15% de deformabilidad o ductilidad permanentemente y no puedan volver a su forma original.
El acero dulce es comparable en este sentido con el cobre y los termoplásticos, capaces de doblarse, estirarse ante esfuerzos relativamente grandes, lo que facilita su soldadura y fabricación.
Puede carburarse
Una de las desventajas del acero dulce es su relativamente baja resistencia a la tracción. Sin embargo, esto se soluciona con la carburación que se trata de un proceso térmico en el que se calienta el metal liberando carbono en el procedimiento. Cuando se enfría mediante «temple», la superficie ahora es dura, mientras que el núcleo permanece suave y resistente.
Es fácilmente reciclable
Una de las mejores ventajas que tiene el acero dulce es que se puede crear otros tipos de aceros o el mismo material nuevamente después de haberse desechado, así se cuida el medio ambiente.
Es un acero ligero
En comparación los aceros que tienen alto contenido de carbono, el acero dulce es mucho más ligero influenciado por el bajo porcentaje de carbono. Esto hace que trabajar con este acero sea fácil y es útil fabricar autopartes, tuberías y, por ejemplo, cercas o adornos para hogares y negocios.
Usos del acero dulce
Usos comunes
Debido a su maleabilidad, el acero dulce se puede utilizar para construir tuberías y otros materiales de construcción. Incluso los utensilios de cocina domésticos están hechos con este material.
El acero dulce se puede magnetizar fácilmente debido a sus propiedades ferromagnéticas y, por lo tanto, los dispositivos eléctricos pueden estar fabricados con este material.
También es un material adecuado para ser usado como acero estructural. Los diferentes fabricantes de automóviles también utilizan acero dulce para fabricar la carrocería y las partes de vehículos.
Usos en la construcción de edificios
Este tipo de acero es uno de los más acetados para usarse en la construcción de edificios, todo gracias a su alta resistencia y porque cumple con requisitos sisimicos, de resistencia ante el viento, no puede ser dañado por insectos y porque es resistente ante el fuego.
Usos en piezas de maquinaria
Solo como un dato importante, debes saber que el acero (en su forma más básica) es una combinación de hierro y carbono y estos elementos se pueden combinar de tal manera que sean dúctiles, maleables y resistentes.
El acero dulce en este aspecto es muy versátil y se puede usar para fabricar piezas de maquinaria
Las piezas de automóvil de acero fundido, por ejemplo, se adaptan mejor a la soldadura porque no sufren los mismos cambios moleculares que las piezas forjadas cuando se recalientan.
Además, ahorran innumerables horas de mecanizado, forjado y tratamiento térmico, ya que solo requieren el modelado final más pequeño una vez enfriados.
Usos en utensilios de cocina
Si bien el material más usado para utensilios de concina es el acero inoxidable, lo cierto es que cada vez el acero dulce gana su espacio en este aspecto debido a sus grandes ventajas. Por ejemplo, son resistentes a ala oxidación, se mantienen más tiempo afilados, resisten mayor temperatura.
Usos en tuberías
La principal ventaja que tienen las tuberías hechas total o parcialmente con el acero dulce es que se pueden soldar muy fácilmente, también son más flexibles, y no se agrietan ni rompen bajo alta presión.
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
