Explorar el acero estructural y HSLA
¿Qué es el acero con bajo contenido en carbono (suave)?
El acero está compuesto principalmente de carbono y hierro, con un contenido máximo de carbono del 2.1 % del peso del material. En este nivel de carbono, este tipo de acero se denomina acero con alto contenido de carbono (o acero al carbono para herramientas). El material es increíblemente duro, pero también muy quebradizo, lo que hace que sea muy difícil maquinarlo, cortarlo o doblarlo. En otras palabras, el acero con alto contenido de carbono tiene baja ductilidad.
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Para aumentar la ductilidad, el acero estructural con alto contenido de carbono se puede procesar para reducir aún más el carbono. El material que aproximadamente contiene entre un 0.3 % y 0.6 % de carbono se considera acero con contenido medio de carbono. Si bien el acero con contenido de carbono medio tiene algunas aplicaciones, aún carece de ductilidad.
Sumar hasta 0.4 % de manganeso para aumentar la dureza mientras se reduce el contenido de carbono al 0.05 %-0.25 % (lo que hace que el material sea más dúctil) produce acero con bajo contenido de carbono. El acero con bajo contenido de carbono aún tiene una ductilidad modesta y es sensible a los elementos atmosféricos, pero puede utilizarse en varias aplicaciones.
ASTM A36: El grado básico de acero
Ampliamente utilizado en una variedad de aplicaciones, ASTM A36 es fácilmente el grado más común de acero estructural utilizado en Norteamérica.
A36 se logra con la adición de manganeso, fósforo, azufre, silicio y cobre. Estos elementos combinados aumentan la maquinabilidad, la dureza y la resistencia a la corrosión.
| Composición del acero A36 | |
|---|---|
| Elemento | Composición |
| Carbono | 0,25-0,29 % |
| Manganeso | 0,80-1,20 % |
| Máx. de fósforo | 0,030 % |
| Máx. de azufre | 0,030 % |
| Silicona al | 0,15-0,40 % |
| Mín. de cobre | 0,20 % |
A36 presenta resistencia respetable, representada a continuación por fluencia, tensión y alargamiento.
| Resistencia del ASTM A36 | |
|---|---|
| Límite de resistencia | Valor mínimo |
| Límite de fluencia (ksi) | 36 |
| Resistencia a la tensión (ksi) | 58-80 |
| % de alargamiento (200 mm) | 20 |
A36 es el punto óptimo entre dureza, maquinabilidad, durabilidad y precio. Es uno de los grados de acero más económicos disponibles y es fácilmente accesible en fábricas, proveedores de acero y minoristas de acero.
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Qué es el acero estructural
Al agregar ciertas aleaciones, como fósforo, azufre, silicona y molibdeno, el acero puede transformarse en acero estructural de alta resistencia de baja aleación (high-strength low-alloy, HSLA), que cuenta con una alta resistencia, un menor peso en relación con otros materiales con resistencia similar, y una buena maquinabilidad y ductilidad.
El acero HSLA abarca una amplia gama de grados, pero tres grados comprenden un gran porcentaje de la demanda de acero HSLA en Norteamérica.
ASTM A572
Al igual que el A36, el ASTM A572 es un material de acero estructural ampliamente utilizado y económico. Utilizado en puentes, edificios, equipos de construcción, torres de transmisión y más, el A572 tiene un límite de fluencia y resistencia a tensión más alto que el A36. En otras palabras, puede soportar más peso.
| Resistencia del ASTM A572 | ||
|---|---|---|
| Límite de resistencia del | A572-50 | A36 |
| Límite de fluencia (ksi) | 50 | 36 |
| Resistencia a la tensión (ksi) | 65 | 58-80 |
| % de alargamiento (200 mm) | 18 % | 20 |
De manera similar al A36, se agregan los mismos elementos para lograr esta resistencia y dureza mejoradas:
| Composición del acero A572 | ||||
|---|---|---|---|---|
| Elemento | Grado 42 | Grado 50 | Grado 60 | Calidad 65 |
| Carbono | 0,21 % | 0,23 % | 0,26 % | 0,23-0,26 % |
| Manganeso | 1,3 % | 1,35 % | 1,35 % | 1,35-1,65 % |
| Máx. de fósforo | 0,030 % | 0,030 % | 0,030 % | 0,030 % |
| Máx. de azufre | 0,030 % | 0,030 % | 0,030 % | 0,030 % |
| Silicio | 0,15-0,40 % | 0,15-0,40 % | 0,40 % | 0,40 % |
El A572 está disponible en varios grados (vemos cuatro grados aquí) que ofrecen diferentes beneficios de resistencia y dureza. El más común de estos es el ASTM A572-50.
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ASTM A656
El ASTM A656 es una opción ideal de acero HSLA para equipos de construcción, plumas de grúa, bastidores de camión y fabricación general, entre otras aplicaciones. Incluye las aleaciones agregadas a los grados del A572, así como vanadio, columbio y titanio para mayor resistencia, y nitrógeno para mayor resistencia a la corrosión.
| Composición del acero A656 | |
|---|---|
| Elemento | Composición |
| Máx. de carbono | 0,18 % |
| Máx. de manganeso | 1,65 % |
| Máx. de fósforo | 0,025 % |
| Máx. de azufre | 0,030 % |
| Máx. de silicio | 0,60 % |
| Vanadio | 0,08-0,15 % |
| Máx. de nitrógeno | 0,030 % |
| Columbio | 0,008-0,10 % |
| Titanio | 0-0,15 % |
El A656 tiene un límite de fluencia y resistencia a la tensión similares en comparación con el A572, lo que lo convierte en una buena opción para proyectos de carga, pero puede costar más.
| Resistencia del ASTM A656 | ||
|---|---|---|
| Límite de resistencia del | A656-50 | A572-50 |
| Límite de fluencia (ksi) | 50 | 50 |
| Resistencia a la tensión (ksi) | 60 | 65-80 |
| % de alargamiento (200 mm) | 20 % | 18 % |
Otros grados menos comunes de acero HSLA
El acero HSLA es una rama grande de acero de aleación al carbono. Analizaremos rápidamente otros cinco grados de HSLA que son menos comunes que los ya analizados, pero ampliamente utilizados en una variedad de aplicaciones.
Para obtener más información sobre cada grado específico o para solicitar una cotización para ese grado, haga clic en el grado a continuación.
| Usos comunes | |
|---|---|
| Grado | Usos comunes |
| A709 | Puentes. Disponible en grados estándar, así como en grados de rendimiento más altos para climas extremos. Comúnmente se compra para cumplir también con los estándares AASHTO M270. |
| A588 y A606 | Puentes y edificios soldados, así como aplicaciones generales de construcción. Estos grados son muy resistentes a la corrosión. |
| A573 | Tanques de almacenamiento. Este grado está calmado por completo y es ideal cuando las condiciones atmosféricas requieren una mejor resistencia a la propagación de grietas. |
Desempeño sobre la composición
Si bien las pautas de composición son importantes para los grados de acero HSLA, el rendimiento del material ayuda a los ingenieros a determinar qué acero HSLA se requiere para su proyecto específico.
Las pruebas de impacto de Charpy determinan la cantidad de energía que un material puede absorber a temperaturas variables. Esto es importante en la construcción de puentes, donde el puente puede necesitar soportar condiciones atmosféricas frías.
El límite de fluencia, la resistencia a la tensión y el porcentaje de alargamiento son otras mediciones que ayudan a los ingenieros a determinar la necesidad de material. Estas mediciones identifican el punto en el que el material incurrirá en daños irreparables, el punto en el que el material fallará y la diferencia porcentual entre esos dos puntos.
Una vez que los ingenieros determinen las necesidades de materiales para un proyecto específico, asociarse con un proveedor de acero experimentado, como Leeco® Steel, garantizará la entrega oportuna del material deseado, junto con la documentación que muestre la composición y el rendimiento.
Comuníquese con Leeco Steel para su próxima necesidad de proyecto que involucre una placa de acero.
