Acero al Carbono se puede dividir en tres tipos principales según su contenido de carbono: acero de bajo carbono, acero de medio carbono y acero de alto carbono. Debido a la diferencia en el contenido de carbono, cada tipo de acero también muestra diferencias significativas en su estructura organizativa, propiedades mecánicas, tecnología de procesamiento, etc. Sin embargo, es crucial para nosotros elegir el material adecuado comprender las diferencias entre el acero de bajo carbono, acero de medio carbono y acero de alto carbono.
¿Qué es el Acero Al Carbono?
El acero al carbono, también conocido como acero al carbono, es un material de acero con hierro como elemento principal, una cierta cantidad de carbono (generalmente menos del 2.11%) pero sin agregar grandes cantidades de otros elementos aleantes. El acero al carbono es el tipo más básico y común de material de acero. Según el contenido de carbono, el acero al carbono se puede dividir en acero de bajo carbono, acero de medio carbono y acero de alto carbono. Cuanto mayor sea el contenido de carbono, mayor será la resistencia y dureza del acero, pero la plasticidad y tenacidad disminuyen correspondientemente. Cuanto menor sea el contenido de carbono, mejor será la ductilidad y el rendimiento en soldadura del acero.
Clasificación del Acero Al Carbono:
La clasificación del acero al carbono se basa principalmente en su contenido de carbono. Según los estándares internacionales y nacionales comúnmente utilizados, el acero al carbono se clasifica de la siguiente manera:
- Acero de bajo carbono: el contenido de carbono generalmente está entre el 0.04% y el 0.25%;
- Acero de medio carbono: el contenido de carbono está entre el 0.25% y el 0.60%;
- Acero de alto carbono: el contenido de carbono está entre 0,60% y 1,00%.
Aunque la clasificación se basa principalmente en el contenido de carbono, en aplicaciones específicas, también se tienen en cuenta el contenido de otros elementos (como manganeso, silicio, azufre, fósforo, etc.) y el uso y las propiedades mecánicas del acero.
¿Cuál Es La Diferencia Entre El Acero De Bajo Carbono, El Acero De Carbono Medio Y El Acero De Alto Carbono?
Sus diferencias se reflejan principalmente en los siguientes 5 aspectos, como se muestra a continuación:
1. Composición química:
La diferencia más directa entre el acero de bajo carbono, el acero de carbono medio y el acero de alto carbono se refleja en su composición química. A medida que el contenido de carbono aumenta gradualmente, la dureza y la resistencia del acero aumentan, pero su ductilidad y soldabilidad disminuyen.
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Acero de bajo carbono: Además del bajo contenido de carbono, a menudo contiene una pequeña cantidad de silicio (0.17~0.37%), manganeso (0.35~0.65%), etc., con el fin de mejorar su resistencia y usinabilidad. Debido a su bajo contenido de carbono, tiene buena plasticidad, tenacidad y soldabilidad.
- Acero de carbono medio: El contenido de carbono generalmente está entre 0.25% y 0.60%, y también contiene elementos de refuerzo como el manganeso (0.50%~1.65%). Sus propiedades mecánicas son relativamente buenas y es adecuado para tratamientos térmicos. En comparación con el acero de bajo carbono, tiene mayor resistencia y dureza, pero su tenacidad se reduce.
- Acero de alto carbono: El contenido de carbono está entre 0.60% y 1.00%. Debido al alto contenido de carbono, su dureza de templado y resistencia al desgaste mejoran significativamente, pero su soldabilidad y usinabilidad son pobres.
2. Propiedades Mecánicas:
En términos de propiedades mecánicas, las diferencias entre estos tres tipos de acero son particularmente obvias. Las propiedades mecánicas incluyen resistencia a la tracción, resistencia al esfuerzo, elongación, dureza al impacto, dureza, etc.
- Acero de bajo carbono: La resistencia a la tracción generalmente está entre 370~500MPa, la resistencia al esfuerzo está entre 200~300MPa y la elongación puede ser superior al 25%. Sus características destacadas son buena tenacidad y fuerte ductilidad, y es adecuado para estampado, estirado y otros procesos.
- Acero de carbono medio: Después del tratamiento térmico, la resistencia a la tracción puede alcanzar los 600~800MPa, la resistencia al esfuerzo está entre 400~600MPa y la elongación está entre el 15%~20%. Tiene buenas propiedades mecánicas integrales y es especialmente adecuado para la fabricación de piezas estructurales.
- Acero de alto carbono: La resistencia a la tracción puede alcanzar más de 900~1300MPa, pero la elongación es generalmente inferior al 10%, y la tenacidad al impacto es pobre. Después de la templado y revenido, se puede obtener una dureza extremadamente alta, lo que lo convierte en un material ideal para herramientas de corte y moldes.
3. Rendimiento en Tratamiento Térmico:
El tratamiento térmico es un medio importante para mejorar el rendimiento del acero. El acero de bajo carbono, medio carbono y alto carbono responden de manera diferente al tratamiento térmico.
- Acero de bajo carbono: Debido a su bajo contenido de carbono, su dureza no puede mejorarse significativamente mediante el tratamiento térmico. Se utiliza principalmente trabajo frío y tratamiento de nitruración para aumentar la dureza superficial. Después del revenido, el material se puede ablandar para un procesamiento posterior.
- Acero al carbono medio: Adecuado para templar y revenir, es decir, templar y revenir, controla la organización para obtener el equilibrio requerido entre resistencia y tenacidad, y es el material preferido para fabricar piezas de automóviles y ferrocarriles.
- Acero al carbono alto: El efecto del tratamiento térmico es el más significativo. El acero al carbono alto puede obtener una alta dureza mediante el temple y ajustar su tenacidad mediante el revenido. Se utiliza para fabricar piezas de alta resistencia y alta capacidad de desgaste, como resortes, cuchillos y herramientas de medición.
4. Soldabilidad y Procesabilidad:
La soldabilidad y procesabilidad afectan directamente el costo de fabricación y la facilidad de uso del acero.
- Acero al carbono bajo: Tiene una excelente soldabilidad y propiedades de formación en frío, y se puede soldar mediante varios métodos. Se utiliza ampliamente en la construcción y la fabricación de maquinaria.
- Acero al carbono medio: Tiene una soldabilidad promedio y es propenso a fisuras durante el proceso de soldadura. Generalmente requiere precalentamiento y tratamiento térmico posterior para mejorar la calidad de la soldadura. Su procesabilidad también es ligeramente inferior a la del acero al carbono bajo.
- Acero al carbono alto: mala soldabilidad, propenso a fisuras por endurecimiento, generalmente no es adecuado para soldar. También es propenso a fisuras y astillamiento durante el procesamiento, lo que requiere el uso de herramientas y métodos de enfriamiento especiales.
5. aplicaciones:
Debido a las diferencias en el rendimiento, los usos de los tres tipos de acero también son significativamente diferentes.
- Acero al carbono bajo: se utiliza principalmente en estructuras de edificios (como varillas de acero, perfiles de acero), piezas mecánicas (como tornillos, tuercas), carrocerías de automóviles, etc.
- Acero al carbono medio: se utiliza principalmente para fabricar piezas estructurales de carga, como engranajes, ejes, bielas, brazos de grúas, etc.
- Acero al carbono alto: se utiliza principalmente para fabricar herramientas resistentes al desgaste y de alta resistencia, como cuchillos, herramientas de medición, resortes, rodamientos de bolas, etc.
Grados comunes:
En el estándar GB chino y el estándar ASTM estadounidense, los aceros con diferentes contenidos de carbono tienen sus representantes típicos:
- Acero de bajo carbono: Q235 (China), A36: el número de unidades (EE.UU.), SS400 (Japón)
- Acero al carbono medio: acero 45# (China), acero 1045 (EE.UU.), S45C (Japón)
- Acero al carbono alto: T8, T10 acero (China), 1095 acero (EE.UU.), SK85 (Japón)
Resistencia a la corrosión y tratamiento de superficie:
El acero al carbono por sí solo no tiene una buena resistencia a la corrosión, por lo que normalmente necesita ser combinado con un tratamiento de superficie en su aplicación.
- Acero al carbono bajo: Se utilizan a menudo procesos como galvanizado en caliente, galvanizado electroquímico, pulverización plástica y otros para mejorar la resistencia a la corrosión, y se utilizan ampliamente en entornos exteriores o húmedos.
- Acero al carbono medio y acero al carbono alto: Debido a su alta resistencia, se utilizan a menudo en equipos industriales, centrándose más en juntas tóricas, recubrimientos antióxido o tratamientos de fosfatado, en lugar de entornos de exposición diaria.
Se debe tener en cuenta que los aceros con alto contenido de carbono son más propensos a la oxidación, especialmente durante el soldadura y el tratamiento térmico. Por lo tanto, el acero al carbono alto generalmente se recubre con una capa protectora o se somete a tratamiento térmico antes y después del uso para prevenir la corrosión.
Conclusión:
Aunque el acero al carbono bajo, medio y alto pertenecen a la serie de aceros al carbono, debido a la diferente cantidad de carbono, los tres tienen características distintivas en propiedades mecánicas, usinabilidad, soldabilidad, características de tratamiento térmico y campos de aplicación. La selección y aplicación razonable de estos tres tipos de acero es de gran importancia para mejorar la calidad de los productos de ingeniería, controlar los costos de fabricación y prolongar la vida útil.
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