2.3 Aceros de construcción.

Con esta denominación se recogen todos los aceros que se utilizan en la fabricación de piezas, órganos y elementos de máquinas o estructuras. Pueden dividirse en dos grandes grupos:
1- Los que se emplean en bruto de forja o laminación.
2- Los que se someten a un tratamiento térmico para mejorar sus características.
El primer grupo comprende, prácticamente, el 80% de la producción total de acero y su selección es sencilla ya que no son muchos los tipos que se utilizan y sus características corresponden sólo al estado normal de suministro, con una ligera acritud. Dentro de este grupo de aceros, que no reciben tratamiento posterior, podemos establecer la subdivisión siguiente:

a)	Aceros ordinarios al carbono, que es el más numeroso en aplicaciones. Además del carbono contienen pequeñas cantidades de silicio y manganeso, < 0.5% y 0.9% respectivamente, empleados como desoxidantes y elementos auxiliares en los procesos de fabricación, y fósforo y azufre, inferiores al 0.1 %, que son impurezas perjudiciales que provienen de las materias primas, y que en los procesos de fabricación se procura reducir a unos límites de aceptación definidos. La influencia perjudicial del azufre se debe a su combinación con otros metales para formar sulfuros. En el caso del hierro forma el FeS con un eutéctico de bajo punto de fusión que se localiza en borde de grano en forma de inclusión. Esto determina la tendencia al agrietamiento en los procesos de conformación, especialmente en caliente, pues las temperaturas usuales en la forja y laminación del acero son superiores a las del eutéctico de FeS. Una forma de contrarrestar el efecto del S es la adición de manganeso, que además de actuar como desoxidante en el proceso de afino del acero, forma MnS con preferencia al FeS, cuando su contenido es cinco veces superior al del azufre. El MnS forma parte de la escoria, en gran proporción, quedando el ocluido en la masa no en borde de grano. El fósforo, aumenta la carga de rotura, como si del carbono se tratase, pues se disuelve en la ferrita. No obstante, la merma de características de ductilidad y tenacidad es tan grande que su composición debe controlarse y limitarse, pues aumenta la tendencia a agrietamiento en frío.
b)	Aceros especiales de fácil mecanización, que presentan una mejor maquinabilidad y puede trabajarse en máquinas automáticas a mayores velocidades de corte. Estos aceros incorporan elementos químicos con la finalidad de permitir mayores velocidades de corte sin aumentar el desgaste de la herramienta. Se dividen principalmente en los tres grandes grupos siguientes:  1) Aceros con fósforo, del 0.06 al 0.12%. Fundamentan sus características en la menor plasticidad que tiene la ferrita, lo que hace romper la viruta. Como ya hemos citado el fósforo aumenta la resistencia pero disminuye el alargamiento y resiliencia.  2) Aceros con azufre. Este elemento, tal como hemos visto, se combina con el manganeso, formando MnS, y produce numerosas inclusiones en toda la masa, las que constituyen verdaderas entallas y facilitan la rotura de la viruta.  3) Aceros con plomo, en un orden del 0.2%. El plomo es insoluble y por tanto se presenta en forma de pequeños glóbulos en la masa del acero. Su bajo punto de fusión, 327°C, y el calor desarrollado en las operaciones de corte, facilita la rotura de la viruta realizando además una acción lubricante.
c)	Aceros especiales, de baja aleación y alto límite elástico, que manteniendo una carga de rotura similar a la de los aceros ordinarios, presentan un elevado límite elástico, debido fundamentalmente a endurecimiento por precipitación combinado con afinamiento del grano recristalizado. Se trata de aceros microaleados que incluyen elementos como el V, Nb y Cr que forman precipitados de carburos complejos, endurecedores, con el carbono contenido en el acero.

El segundo grupo de aceros, comprende aquellos en que, aunque utilizándose también en estado normalizado para posibilitar su mecanización, se aplican tratamientos térmicos, principalmente temple y revenido, para mejorar sus características. Estos aceros tienen, con respecto a los anteriormente descritos, una composición química más ajustada con un menor contenido de elementos extraños, principalmente S y P, utilizándose en la construcción de maquinaria fundamentalmente, tanto en estado bruto de forja o laminación como estirado en frío, normalizado, con recocido subcrítico o templado y revenido.
Las calidades con carbono menor de 0.25%, F1110 y F1120, son soldables, aunque el endurecimiento obtenido en estos mismos aceros por temple y revenido es poco significativo. En la tabla 13.1 se observan las propiedades mecánicas que pueden obtenerse, en función del tamaño de la pieza, en estado de temple y revenido y en estado normalizado, listo para mecanizado.
Dentro de este mismo grupo se recogen igualmente, aunque para aplicaciones específicas, los aceros destinados a endurecimiento superficial mediante cementación, adición del contenido en carbono de las capas superficiales para su posterior transformación a martensita tras tratamientos de temple y revenido, o mediante nitruración, adición de nitrógeno por difusión en las capas superficiales que endurecen el material por precipitación.

 

Tabla 13.1. Aceros al carbono para temple y revenido.