Tipos de acero, sus características y usos

El acero es un metal con un montón de variaciones y cada año se intenta crear nuevos tipos de acero que superen a las versiones anteriores o que se adapten a condiciones especiales en la industria de la construcción, en la medicina, en el transporte, en las energías renovables y en muchas industrias más.

A continuación, mostramos los tipos de acero más importantes y que son la base para la fabricación de las nuevas y futuras variantes.

Introducción al acero y sus tipos

Antes de nada, debes conocer el concepto principal sobre que significa el acero. El acero es una combinación entre el elemento hierro y otros elementos como el carbono que cumplen con el objetivo de mejorar las propiedades físicas y químicas del hierro.

El hierro es un metal que por si solo no se puede usar en la construcción ya que en su forma pura es suave, quebradizo y se oxida fácilmente en el ambiente. Por lo tanto, necesita mezclarse con otros elementos para que cumpla con ser duradero, resistente a la corrosión, y para que se pueda usar en diferentes actividades.

Por lo tanto, el acero es generalmente una mezcla de hierro y carbono, donde el carbono en promedio ocupa un 2% de la mezcla.

En la actualidad existen al menos 3500 variaciones de acero, cada uno adaptado a necesidades distintas en la industria. De hecho, más del 75% de estas variantes se han creado en la última década con tecnología de punta.

Importancia de los diferentes tipos de acero

Es gracias a su gran versatilidad, resistencia a la compresión, solidez, y resistencia a la corrosión que los diferentes tipos de acero se usan para fabricar casi cualquier cosa. Desde agujas para la costura, como elemento en edificios o casa e incluso en la medicina, el acero es un aliado indispensable.

Por lo tanto, este material contribuye con el desarrollo de las actividades humanas y económicas del planeta.

Ahora sí ya conociendo sobre la importancia del acero y como se forman sus variantes conoceremos cuales son los diferentes tipos de acero más importantes y sus características

Tipos de acero

Acero al carbono

De alguna u otra forma la mayor parte de acero que se encuentra en las diferentes industrias en el mundo es el acero al carbono o acero de carbono. Esta aleación está conformada por una mezcla de hierro y carbono. De la producción de todos los tipos de acero que se encuentran en el mercado el acero al carbono ocupa al menos el 90% del total.

Este tipo de acero se divide en 3 categorías, el acero con bajo contenido de carbono, con medio contenido de carbono y con alto contenido de carbono.

Acero al carbono	% de carbono (C)
Con bajo porcentaje de carbono	0.04% al 0.3%
Con porcentaje medio de carbono	0.31% al 0.6%
Con porcentaje alto de carbono	0.61% al 1.5% con un máximo del 2%

El carbono ayuda a crear un metal mucho más fuerte y rígido. Esto se debe a que los átomos presentes en el carbono le permiten viajar a través de la red cristalina del hierro, distorsionando ligeramente la red y llenando los espacios entre los átomos metálicos.

Acero con contenido alto de carbono

El acero con alto contenido de carbono regularmente contiene entre 0,61% y 1,5% de porcentaje de carbono, lo que resulta en un acero fuerte, quebradizo y duro. Para optimizar su resistencia al desgaste, se somete a un tratamiento térmico adecuado. 

Además de usarse para alambres y resortes de alta resistencia, es un material útil para producir maquinaria amortiguadora.

Acero con contenido medio de carbono

Este tipo de acero incorpora un porcentaje de carbono de 0,31% a 0,6%, lo que genera un acero levemente dúctil con más resistencia a la tracción que el acero con bajo contenido de carbono. 

Para robustecerlo y endurecerlo a menudo se trata con revenido, una forma de tratamiento térmico. 

Debido a que es altamente maleable y se puede moldear en una variedad de formas y tamaños, este tipo de acero es el más frecuentemente utilizado entre los tres aceros de carbono. Desde rascacielos hasta vallas, puentes y casas, lo verás por todo lado.

Acero con bajo contenido de carbono

El acero con bajo contenido de carbono tiene hasta un 0,3% de carbono. Si bien esta característica ofrece una alta maleabilidad y ductilidad, el acero con bajo contenido de carbono se describe por una baja resistencia a la tracción, que sin duda puede perfeccionar mediante el proceso de laminación en frío. 

Esto implica que se debe hacer rodar el acero entre dos rodillos que se encuentran pulidos en condiciones de alta presión. 

Entre sus aplicaciones más usuales están la producción de láminas metálicas, cajas, tuberías, cadenas, alambres, estuches, remaches, bastidores de vehículos, etc.

El acero aleado o de aleación

El acero de aleación o también llamado aleado se compone de conjuntos variables de diferentes metales aparte del hierro. Estas añadiduras ayudan a manipular las propiedades del acero para servir en aplicaciones específicas. 

Los metales como el aluminio, el níquel, el silicio, el cromo, el manganeso, el titanio y el cobre se utilizan para estos objetivos. 

La aplicación de estos metales da como resultado nuevas propiedades que no se encuentran en el acero al carbono. Los cambios deseados se notan en la resistencia, conformabilidad, resistencia a la corrosión, ductilidad y templabilidad del acero.

Generalmente este tipo de acero es más sensible a los distinto tratamientos, el acero aleado es usado en industrias más específicas como electrodomésticos, construcción naval y la industria automotriz. 

Puede presentarse en formas más fuertes o más táctiles, aquellas con alta resistencia a la oxidación, o aquellas que son más aptas para soldar.

El acero de aleación se utiliza frecuentemente para fabricar tuberías, autopartes, generadores de energía, transformadores y motores eléctricos.

Dependiendo de la mezcla de elementos en la aleación, los aceros de aleación abarcan numerosas variantes. Hemos reunido los tipos más utilizados:

Acero de tungsteno

El tungsteno es básicamente un metal de color plateado que no presenta brillo y que tiene el punto de fusión más alto de todos los tipos de metales en su forma pura, por lo tanto, su resistencia y capacidad para soportar altas temperaturas es muy buena. 

Debido a estas peculiaridades, diferentes aleaciones de acero hacen uso del tungsteno para mejorar la resistencia a la corrosión y al desgaste.

Además de esto, las boquillas de los motores de cohetes usan al acero de tungsteno como material principal para lograr una alta resistencia al calor. 

Si se combina con cobalto, níquel y hierro, el acero de tungsteno se puede utilizar para producir turbinas para muchos tipos de aeronaves. 

Finalmente, muchas otras máquinas y herramientas demandan una alta resistencia al calor y, por lo tanto, utilizan acero de tungsteno para superar este obstáculo.

Acero al níquel

El tipo de acero al níquel se encuentra entre las aleaciones más usadas en todo el mundo. Además de tener un alto contenido de níquel que ronda un 3,5% de la mezcla, tiene también un 0,35% de carbono en su composición química. 

Lo que ocurre en este tipo de acero es que la adición de níquel refuerza el acero estructural sin una disminución proporcional de la ductilidad. Este aumento en la tenacidad refuerza la resistencia del acero a las fracturas que pueden ser originadas por fuertes impactos, golpes y cargas.

Finalmente, en el momento del temple, el níquel disminuye el valor de distorsión en el acero. El acero al níquel ofrece una excelente capacidad de respuesta al tratamiento térmico, ya que la adición de níquel reduce la temperatura del acero.

Acero al manganeso

El acero al manganeso es un tipo de acero que se endurece esfuerzo y que se compone de 11 a 14% de contenido de manganeso. Debido a sus óptimas propiedades de endurecimiento por trabajo y resistencia al desgaste, el acero al manganeso se utiliza en la fabricación de vías férreas complejas. 

Otros usos importantes del acero al manganeso incluyen cubos de palas, gabinetes de granallado, raspadores, placas de seguridad antitaladro, etc.

Acero al vanadio

Otro tipo de acero conocido es el acero al vanadio que muy conocido por sus propiedades resistentes a la corrosión, así como por su capacidad para absorber los golpes. EL vanadio es un elemento que proviene principalmente de la vanadinita.

Además de usarse para tuberías y tubos que transportan productos químicos, el acero al vanadio se usa en forma de una capa delgada para unir titanio con acero para aplicaciones aeroespaciales. 

En aplicaciones para autos solo hace falta un 1% de vanadio y cromo para lograr resistencia a golpes y las vibraciones que ocurren durante el movimiento del auto.

Acero al cromo

Los especialistas en metales han descubierto que añadir cromo en una aleación de acero reduce la velocidad de enfriamiento crítica y aumenta la resistencia a la formación de incrustaciones, la resistencia al desgaste y la resistencia a altas temperaturas.

Esto es especialmente útil aumentar la resistencia a la corrosión. Con las propiedades de alta elasticidad y resistencia a la tracción, el acero al cromo se usa a menudo para fabricar máquinas y autopartes, trituradoras de rocas y cajas fuertes.

Acero al cromo-vanadio

El acero al cromo-vanadio utiliza tanto cromo como vanadio, combinando en una mezcla perfecta las características de cada uno. Esto le dota al acero una resistencia a la tracción extremadamente alta, y por lo tanto, el acero se puede cortar fácilmente pero no es quebradizo. 

Los usos comunes incluyen engranajes, ejes, bielas, bastidores de vehículos, etc.

Acero al silicio

Cuando se trata de tipos de acero con propiedades magnéticas, el acero al silicio es el material que cumple con esto. 

Si bien se utilizan pequeñas cantidades de acero al silicio en transformadores de pulso y relés pequeños, lo cierto es que juega un papel muy importante en la fabricación de grandes motores y generadores, donde se utiliza grandes volúmenes de acero al silicio.

Entre sus propiedades importantes están, la reducción de la saturación, la resistividad, la magnetostricción y la anisotropía magnetocristalina. 

Acero al molibdeno

En este tipo de acero el molibdeno ayuda a mejorar la tenacidad, soldabilidad y resistencia a la corrosión del acero.

Estas características hacen que sea ideal para su uso en aceros estructurales y, por lo tanto, se juegan un papel importante en ambientes marinos. Los oleoductos y gasoductos y los rodamientos de bolas también utilizan acero al molibdeno.

Acero al cobalto

Las aleaciones y tipos de acero de cobalto ofrecen una enorme resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste, resistencia a altas temperaturas y también propiedades magnéticas. 

Las aplicaciones más usuales de este tipo de acero incluyen paletas y cangilones de turbinas de gas. Sin embargo, este tipo de acero se usa más comúnmente para fabricar herramientas de corte.

Acero con contenido de aluminio

La adición de aluminio en la fabricación del acero ayuda a que este material sea más ligero y tenga la capacidad de reflejar el calor, esto es importante en aplicaciones donde el bajo peso y la alta resistencia son esenciales. 

Por tanto, los tipos de aceros al aluminio se utilizan considerablemente para elaborar sistemas de escape de motocicletas y automóviles.

Además de la industria automotriz, el acero de aluminio es usado en varias industrias que incluyen la generación de energía, arquitectura, preparación de alimentos, empaque, aplicaciones de transmisión eléctrica, etc.

Tipos de Aceros para herramientas

Los aceros para herramientas son el tipo de aceros que se utilizan para producir varias herramientas utilizadas para una amplia gama de propósitos, incluidas herramientas de impacto, herramientas de corte como herramientas para fabricar cuchillos y otras. 

Estos tipos de aceros y aleaciones se generan con elementos químicos como el tungsteno, cobalto, molibdeno y vanadio en cantidades variables. No solamente son fuertes y duraderos, sino también muy resistentes al calor.

Dependiendo del tipo de herramienta que se vaya a fabricar, la calidad del acero para herramientas difiere, lo que da como resultado varios tipos que se nombran a continuación:

Acero para herramientas resistente a los golpes

Como sugiere su nombre, esta variante de acero para herramientas está diseñada para ofrecer una alta resistencia a los golpes a diferentes niveles de temperatura. 

Compuesto por un bajo contenido de carbono, silicio y molibdeno, es abrasivo y moderadamente resistente. 

Este acero se usa principalmente para fabricar herramientas como destornilladores, punzones, cinceles y herramientas para remachar.

Acero para herramientas de uso especial

Este acero para herramientas está diseñado específicamente para lograr una dureza y maleabilidad moderadas, utilizando una clase de acero de baja aleación. A menudo se utilizan para producir llaves, pérgolas y machos de roscar.

Acero para herramientas de trabajo en caliente

El acero para herramientas de trabajo en caliente se utiliza para producir herramientas que requieren una alta resistencia al calor durante períodos de tiempo prolongados, como las que se utilizan en hojas de forja, extrusión, punzonado, fundición y cizallamiento en caliente.

Acero para herramientas endurecido por agua

Como el tipo más barato, el acero para herramientas endurecido por agua es el acero para herramientas más utilizado en la producción de herramientas. Para incorporar dureza a los objetos o herramientas, este acero se templa con agua. 

Con una alta resistencia al desgaste de la superficie, este acero se usa a menudo para hacer limas, cortadores, martillos, hojas y artículos similares.

Acero para herramientas de alta velocidad

El acero para herramientas de alta velocidad está compuesto de aleaciones de acero de tungsteno, molibdeno y vanadio. Estos componentes son duros y retienen su dureza cuando se exponen a altas temperaturas, lo que ayuda a producir acero que es perfecto para maquinaria de alta velocidad como taladros, escariadores, sierras, punzones, machos de roscar, etc.

Acero para herramientas de trabajo en frío

Esta variante de acero para herramientas incorpora un alto contenido de cromo para lograr una propiedad de baja distorsión durante el endurecimiento, que puede realizarse mediante aire o aceite. 

Esta característica significa que las herramientas producidas no se agrietan fácilmente. Como acero altamente resistente, el acero para herramientas de trabajo en frío es ideal para hacer hojas de cuchillos, troqueles de estampación, herramientas de acuñación, etc.

Acero para moldes

El acero para moldes utiliza aceros al carbono para fabricar moldes de inyección y compresión para plásticos. Además, otra aplicación común es la fundición a presión de zinc.

Tipos de acero inoxidable

Mientras que el acero inoxidable está hecho de varias aleaciones metálicas, el cromo sirve como elemento principal y constituye del 10 al 20% de la composición total del acero. 

Anteriormente conocido como acero «sin óxido», el acero inoxidable es muy popular debido a su apariencia y su alta resistencia a la oxidación. 

Precisamente, es aproximadamente 200 veces más resistente a la oxidación que otros tipos de acero, particularmente cuando la cantidad de cromo es superior al 11%.

Debido a su capacidad de alta resistencia a la corrosión, el acero inoxidable es el tipo de acero más caro. Como tipo muy duradero, los aceros inoxidables son capaces de resistir el desgaste que probablemente ocurrirá como resultado del uso diario. 

Para mejorar aún más su resistencia a los arañazos y la corrosión, la capa de cromo invisible sirve para prevenir la oxidación. Otros componentes metálicos que componen el acero inoxidable incluyen el molibdeno y el níquel.

Según la aplicación, los tamaños y grados de acero inoxidable pueden ser diferentes y pueden presentarse en forma de láminas, barras, tubos, placas y alambres. Según la estructura cristalina y las propiedades mecánicas del acero inoxidable, se puede clasificar en varios tipos:

Acero inoxidable ferrítico

El acero inoxidable ferrítico contiene aproximadamente 12-17% de cromo, hasta 0,1% de carbono, trazas de níquel y otros metales de aleación en pequeñas cantidades como aluminio, molibdeno y titanio. 

Si bien los aceros ferríticos son duros, fuertes y magnéticos, pueden fortalecerse aún más mediante el trabajo en frío. Sin embargo, no responden al tratamiento térmico, lo que significa que no se pueden endurecer con esta técnica.

Acero inoxidable austenitico

El acero austenítico tiene un contenido de cromo mucho más alto que sus homólogos de acero inoxidable. El contenido de cromo en este tipo de acero puede llegar al 18%, mientras que otros elementos incluyen níquel, que constituye el 8%, y carbono al 0,8%. 

Aunque el acero austenítico no responde a los tratamientos térmicos, es popular por sus propiedades no magnéticas, lo que lo convierte en uno de los aceros más utilizados en todo el mundo. 

Algunos usos comunes incluyen la fabricación de tuberías, equipos de procesamiento de alimentos y utensilios de cocina.

Acero inoxidable martensítico

Compuesto por 11 a 17% de cromo, el acero martensítico contiene aproximadamente 1,2% de carbono y menos de 0,4% de níquel. Los aceros martensíticos no solo responden a los tratamientos térmicos, sino que también abarcan propiedades magnéticas. 

Los instrumentos dentales y quirúrgicos, los cuchillos, las hojas y otras herramientas de corte utilizan acero inoxidable martensítico.

Acero inoxidable dúplex

El acero dúplex es simplemente una combinación de aceros ferríticos y austeníticos, lo que da como resultado un acero que es mucho más fuerte que ambos individualmente. No solo es soldable, sino también resistente a la corrosión. Sin embargo, no es fuerte magnéticamente.

Acero inoxidable endurecido por precipitación

Este acero está compuesto por un 17% de cromo y un 4% de níquel, lo que da lugar a una variedad de acero endurecido. Además, también se agregan algunos otros metales en cantidades variables, como aluminio, cobre y niobio. 

Este tipo se puede moldear en diferentes formas, lo que los hace ideales para su uso en componentes de motores y contenedores de desechos nucleares. También ofrece una resistencia a la corrosión moderada.