Según la Asociación Mundial del Acero, nuestro mundo produjo 1878 millones de toneladas de acero bruto en 2020. Son cifras enormes, y los científicos han descubierto muchos tipos diferentes de acero con distintas composiciones físicas y químicas.
Cada tipo de acero tiene una resistencia, durabilidad y propiedades generales diferentes. Esta guía explorará varios tipos de acero y su sistema de clasificación. Tanto si eres un estudiante como un ingeniero experimentado, este artículo será igual de importante para todos.
Introducción al acero
En palabras más sencillas, el acero se fabrica principalmente combinando hierro y carbono. Sin embargo, hay otras impurezas y elementos presentes en el acero. Estas impurezas y elementos, incluidos el hierro y el carbono, afectan a las propiedades del acero.
Como he dicho antes, el acero es uno de los elementos más producidos en nuestro mundo. La razón es que es versátil, potente y duradero. El acero se ha abierto camino desde nuestros utensilios hasta las empresas manufactureras más destacadas. Gracias a su versátil composición y propiedades.
Puede imaginarse la versatilidad de su composición por el hecho de que existen más de 3500 grados de acero. Cada una de ellas tiene una composición física y química diferente. Todos esos tipos de acero se utilizan para diversos fines en la industria.
El acero es tan bueno debido a la presencia de carbono en él que le añade dureza. Una de las cosas más interesantes es que el acero no es muy caro. Por eso es una opción viable para que los ingenieros lo utilicen en edificios y otras industrias, como la automovilística y la aeroespacial.
Tipos de acero
Como ya he dicho, hay muchos tipos y calidades de acero. Sin embargo, hay unos pocos tipos que representan la mayor parte del acero que se utiliza en el mundo actual. En la sección siguiente hablaré de estos tipos y te ayudaré a comprenderlos.
1- Acero al carbono
También se conoce como acero dulce y es el tipo más común. Muchas industrias lo utilizan para fabricar diversos productos. La razón de su amplio uso en distintos sectores es su durabilidad y robustez. Hay varios tipos de acero carbono, y cada tipo ofrece una utilidad diferente debido a su composición química.
- Aceros con bajo contenido en carbono: Este tipo de acero al carbono es muy blando y sensible, ya que contiene menos carbono (hasta 0,3%). También se conoce como acero dulce. Los ingenieros lo utilizan para fabricar chapas y otros materiales. Se aplica presión a este acero y se convierte en chapas y otros materiales.
- Acero al carbono medio: Es más robusto que el acero bajo en carbono y contiene más carbono (0,3 - 0,6%). Lo bueno de este tipo es que ofrece una excelente durabilidad. Por su resistencia y dureza, se utiliza en la industria del automóvil.
- Acero de alto contenido en carbono: El tipo de acero al carbono más vital de la industria pesada. Contiene Cobain de 0,6% a 2,1%. Su uso es diverso, y los ingenieros lo utilizan allí donde requieren resistencia, como en la construcción.
En distinción entre acero dulce y al carbono radica en su contenido en carbono. Las diferencias en el contenido de carbono les confieren propiedades mecánicas distintas. El acero dulce es más blando y dúctil que el acero al carbono, más robusto.
2- Acero aleado
Como su nombre indica, este tipo de acero está presente en la aleación. Se fabrica mezclando el acero con otros elementos como el cromo y el níquel. Estos aceros aleados son bien conocidos por su resistencia a la oxidación y la corrosión.
El otro elemento añadido al acero detiene el óxido de hierro (herrumbre) cuando entra en contacto con el oxígeno. Por ejemplo, supongamos que el acero se mezcla con cromo. En ese caso, el cromo reacciona con el oxígeno para formar óxido de cromo en lugar de permitir que el acero fabrique óxido de hierro. La capa de óxido de cromo no se oxida y protege el acero de la corrosión.
He aquí una lista de otros elementos que pueden utilizarse en la aleación con el acero.
| Elemento | Propiedades |
| Cobre | Conducción eléctrica |
| Níquel | Resistencia, tenacidad, resistencia a la corrosión |
| Silicio | Propiedades magnéticas, desoxidante |
| Cobalto | Resistencia al calor, capacidad de corte |
| Aluminio | Ligereza y resistencia a altas temperaturas |
| Molibdeno | Resistencia a altas temperaturas y a la corrosión |
Cada uno de los elementos ofrece propiedades diferentes. La aleación de acero al cobalto ofrecerá una excelente resistencia al calor. Del mismo modo, la aleación de acero con molibdeno ofrecerá una excelente capacidad para soportar temperaturas. Así pues, cada aleación fabricada con este elemento tendrá una especialidad diferente.
3- Acero inoxidable
El acero inoxidable contiene al menos 10,5% de cromo. Como ya se ha mencionado, el cromo ofrece la característica única de producir óxido de cromo cuando reacciona con el oxígeno. Así pues, cuando se fabrica un producto con acero inoxidable, no se oxida debido a esta capa de óxido de cromo.
Las capas de óxido de cromo no aparecen en la superficie del acero inoxidable y permanecen invisibles. Sin embargo, no permite que el hierro presente en el acero reaccione con el oxígeno para formar una capa de óxido de hierro (óxido o corrosión). Este tipo de acero se utiliza para fabricar productos resistentes a la oxidación.
Nota rápida: Tenga en cuenta que el acero aleado y el inoxidable son diferentes. Sus propiedades y aplicaciones también varían. Puede leer una detallada comparación en nuestra guía de aleación frente a acero inoxidable.
4- Acero revestido
En este tipo, los ingenieros aplican una capa sobre el acero, que lo mantiene sólido y a salvo de la oxidación. Por ejemplo, si el fabricante hace algo que se va a utilizar en condiciones de humedad, aplica una capa fina.
El revestimiento no permitirá que la capa de óxido de hierro y mantener el acero en buena forma para los próximos años. El ejemplo más sencillo de acero recubierto es aplicar una fina capa de pintura para embellecerlo y mantenerlo a salvo del óxido y los rayos UV.
5- Acero para herramientas
El acero para herramientas es muy conocido por su capacidad para soportar el calor. Indica que este tipo de acero también es sólido. Suele utilizarse para fabricar herramientas y equipos como taladros y hojas de sierra. Estos equipos pueden soportar temperaturas sólidas y desgastarse rápidamente por abrasión.
Para fabricar acero para herramientas pueden utilizarse distintos elementos con el acero. Sin embargo, el tungsteno, el cromo y el vanadio son algunos de los más utilizados en el acero para herramientas. Tenga en cuenta que existen innumerables tipos de acero. Tenga en cuenta que existen innumerables tipos de acero.
Otros tipos son el de muelle, el galvanizado, el de alta velocidad, el de intemperie y el de acero electrico, pero hablar de todos ellos es imposible. Además, estos tipos no son famosos y representan un mínimo de acero.
Sistemas de clasificación de acero
Como ya se ha dicho, existen miles de tipos diferentes de aceros que varían en composición química y propiedades. Con un sistema bien organizado para su clasificación, estudiarlos y analizarlos resulta posible.
Por eso, los científicos han creado un completo sistema de clasificación. Este sistema ofrece a cada tipo un grado específico en función de su composición química y sus propiedades. Con esta clasificación, es más fácil para los científicos y las agencias gubernamentales reconocer el tipo fácilmente.
Cada tipo tiene su grado y su utilidad. Así, si un científico crea algo que requiere un estilo específico, utilizará el grado asignado. Este sistema de clasificación universal ha facilitado la comprensión y el análisis de los distintos tipos de acero.
Actualmente se utilizan dos sistemas de clasificación en todo el mundo. En la sección siguiente explicaré en qué se diferencian estos dos sistemas de clasificación.
1- Sistema de clasificación SAE
El Instituto Americano del Hierro y el Acero (AISI) y la Sociedad de Ingenieros de Automoción (SAE) introdujeron el sistema de clasificación SAE. Clasifica los aceros en función de su composición química. También se conoce como sistema de numeración de cuatro dígitos. La razón es que este sistema asigna cuatro números a cada tipo de acero.
He aquí el desglose de esos cuatro números que asigna este sistema de clasificación:
1- Primer número
El primer número representa el elemento de aleación presente en mayor cantidad. En otras palabras, indica el elemento de aleación primario. Por ejemplo, uno significa que el carbono está presente en las aleaciones hechas de acero. Del mismo modo, dos significa que el níquel está presente como aleación primaria con el acero. Y la lista continúa. Estos son los números de otros elementos de aleación.
| Primer número | Elemento(s) de aleación |
| 2 | Aceros al níquel |
| 3 | Aceros al cromo-níquel |
| 4 | Aceros al molibdeno |
| 5 | Aceros al cromo |
| 6 | Aceros al cromo-vanadio |
2- Segundo número
El segundo número de la SAE grados indica la cantidad o la concentración de elementos de aleación presentes en el acero. Al ver el segundo número de cualquier acero, los científicos comprenden inmediatamente la composición química de ese tipo de acero.
3- Números tercero y cuarto
El tercer y cuarto número del tipo de acero indican la concentración de carbono que contiene. Suele expresarse en centésimas de porcentaje. Por ejemplo, en el acero 1020, la concentración de carbono será de 0,20%
2- Sistema de clasificación ASTM
El sistema de clasificación ASTM se considera más fiable y completo. A diferencia del sistema de clasificación SAE, se basa en distintos factores, como las propiedades químicas, físicas y mecánicas del acero. Este sistema de clasificación es fácil de entender.
En la clasificación ASTM, al material se le asigna una letra como prefijo. Puede ir de la A a la Z. Después de esta letra viene un número. Este número indica un conjunto específico de normas que explican las propiedades, el comportamiento, la producción y la utilidad del material.
Por ejemplo, la letra A representa los metales ferrosos. Una letra B similar indica metales no férreos. La lista continúa. El número muestra el conjunto de normas que el científico ya ha establecido en el sistema de clasificación ASTM.
¿Es el acero respetuoso con el medio ambiente y sostenible?
La producción de acero por medios tradicionales produce CO2 que se emite al medio ambiente. La emisión de CO2 era peligrosa, ya que actuaba como gas de efecto invernadero y afectaba al cambio climático general. Sin embargo, ahora las cosas han cambiado.
Las tecnologías modernas de fabricación de acero utilizan hornos de arco eléctrico (EAF) que no emiten mucho CO2, lo que hace que todo el proceso de producción de acero sea respetuoso con el medio ambiente. Además, el acero es fácilmente renovable.
Los hornos de arco no utilizan el mineral de hierro para preparar el acero. En su lugar, utiliza chatarra como materia prima. Al no utilizar mineral de hierro, no emite gases de dióxido de carbono que podrían causar contaminación ambiental.
En lo que respecta a la sostenibilidad, el acero es renovable. No importa cuánto tiempo recicle el acero, su forma y su valor global siguen siendo los mismos. Sobre todo, reciclar acero es rápido; se puede obtener más rápidamente.
Otro dato esencial que indica sostenibilidad es la energía necesaria para la producción de acero. Lo interesante es que su producción requiere menos energía. Por ejemplo, sólo necesitará 40% de la energía necesarios en 1960 para producir una tonelada de acero.
Este estado muestra que las necesidades energéticas para producir acero disminuyen con el tiempo. Es una señal verde de que la producción de acero es sostenible. Gracias al uso de tecnologías modernas, también se ha controlado la emisión de gases peligrosos, lo cual es otra ventaja.
Conclusión
El acero es versátil y resulta útil en casi todas las industrias. ¿Hay algún ámbito de la vida en el que no utilicemos el acero? No lo creo. Lo bueno es que se produce a gran escala. Están apareciendo tipos nuevos y diferentes, lo que será bueno para el futuro.
Sobre todo, el proceso de producción no es perjudicial para el medio ambiente, lo cual es una gran ventaja. En esta guía he explicado los tipos de acero y el sistema de clasificación que asigna grados y clasificaciones a los distintos tipos de acero. Espero que te resulte útil.