ACEROS
DEFINICIÓN GENERAL
Aleación Hierro - Carbono con algunas impurezas (óxido, alúminas, silicatos, sulfuros) o con elementos de aleación, Níquel, Cromo, Molibdeno, etc., agregados para obtener propiedades específicas.

ACEROS ESPECIALES
Incluye todos aquellos cuya suma total de elementos de aleación no supera el 5%. Existen varios tipos: 1. Aceros finos al carbono. 2. Aceros aleados para temple y revenido (SAE 4140 H, 9840 H, 5160 H). 3. Aceros aleados para resortes (SAE 5160, 6150, 9260). 4. Aceros aleados para rodamientos. 5. Aceros de facil maquinado (SAE 1114, 1141, 1119). 6. Aceros aleados para cementación (SAE 8620, 3415, 4320) 7. Aceros para trituración.

ACEROS FINOS
1. ACEROS PARA HERRAMIENTAS
La terminología de aceros para herramientas se subdivide en: • Aceros rapidos. • Aceros para trabajar en caliente. • Aceros para trabajar en frío.

2. ACEROS INOXIDABLES Y REFRACTARIOS
AISI 300 austeníticos: AISI 302 - 304. AISI 400 y 500 martensíticos: AISI 410 - 420. AISI 400 ferríticos: AISI 430. (Ver capítulo «Aceros inoxidables»).

CLASES DE TRATAMIENTOS
Los tratamientos térmicos tienen por objeto mejorar las propiedadesy características de los aceros y consisten en calentar y mantener las piezas y herramientas de acero a temperaturas adecuadas y enfriarlas luego en condiciones convenientes. De esta forma se modifica la estructura microscópica de los aceros.



ACEROS
RECOCIDO
Con este nombre se conocen tratamientos cuyo objeto principal es ablandar el acero; también regenerar estructuras o eliminar tensiones internas. Consisten en calentamientos a temperaturas adecuadas, seguidos de enfriamientos lentos.

RECOCIDO COMPLETO
En este caso el calentamiento se hace a una temperatura ligéramente mas elevada que la crítica superior y luego el material se enfría muy lentamente. Sirve para ablandar el acero y regenerar su estructura.

RECOCIDO SUBCRÍTICO
El calentamiento se hace por debajo de la temperatura crítica inferior, no teniendo tanta importancia la velocidad de enfriamiento, pudiendo incluso enfriarse el acero al aire sin que se endurezca. Por medio de este tratamiento se eliminan las tensiones del material y aumenta su ductilidad.
La búsqueda de nuevos materiales progresa continuamente. Por ejemplo los ingenieros mecánicos buscan materiales para altas temperaturas, de modo que los motores de reacción puedan funcionar más eficientemente. Los ingenieros eléctricos procuran encontrar nuevos materiales para conseguir que los dispositivos electrónicos puedan operar a mayores velocidades y temperaturas.

Ciencia de materialesLa ciencia de materiales implica investigar la relación entre la estructura y las propiedades de los materiales. Por el contrario, la ingeniería de materiales se fundamenta en las relaciones propiedades-estructura y diseña o proyecta la estructura de un material para conseguir un conjunto predeterminado de propiedades. Conviene matizar esta diferencia, puesto que a menudo se presta a confusión.
La ciencia de materiales es un campo multidisciplinario que estudia conocimientos fundamentales sobre las propiedades físicas macroscópicas de los materiales y los aplica en varias áreas de la ciencia y la ingeniería, consiguiendo que éstos puedan ser utilizados en obras, máquinas y herramientas diversas, o convertidos en productos necesarios o requeridos por la sociedad.
Incluye elementos de la química y física, así como las ingenierías química, mecánica, civil y eléctrica, todo gracias al conocimiento de los polímeros. Con la atención puesta de los medios en la Nanociencia y la nanotecnología en los últimos años, la ciencia de los materiales ha sido impulsada en muchas universidades.
A pesar de los espectaculares progresos en el conocimiento y en el desarrollo de los materiales en los últimos años, el permanente desafío tecnológico requiere materiales cada vez más sofisticados y especializados.

Clasificación

[pic]Ejemplo de la estructura de un polímero, el polietileno

La ciencia de materiales clasifica a todos los materiales en función de sus propiedades y su estructura atómica. Son los siguientes:
• Metales
• Cerámicos
• Polímeros
•Materiales compuestos
• Semiconductores
Algunos libros hacen una clasificación más exhaustiva, aunque con estas categorías cualquier elemento puede ser clasificado.
En realidad en la ciencia de materiales se reconocen como categorías únicamente los Metales, los materiales Cerámicos y los Polímeros, cualquier material puede incluirse en una de estas categorías, así pues los semiconductores pertenecen a los materiales cerámicos y los materiales compuestos no son más que mezclas de materiales pertenecientes a las categorías principales.

Metal

Metal se denomina a los elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad, poseer alta densidad, y ser sólidos a temperaturas normales (excepto el mercurio y el galio); sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución.
La ciencia de materiales define un metal como un material en el que existe un solape entre la banda de valencia y la banda de conducción en su estructura electrónica (enlace metálico). Esto le da la capacidad de conducir fácilmente calor y electricidad, y generalmente la capacidad de reflejar la luz, lo que le da su peculiar brillo.
[pic]

[pic]

Forja metálica en la marquesina del actual Ayuntamiento de Madrid, antiguo Palacio de Comunicaciones.

El concepto de metal refiere tanto a elementos puros, así como aleaciones con características metálicas, como el acero y el bronce. Los metales comprenden la mayor parte de la tabla periódica de los elementos y se separan de los no metales por una línea diagonal entre el boro y el polonio. En comparación conlos no metales tienen baja electronegatividad y baja energía de ionización.
En astrofísica se llama metal a todo elemento más pesado que el helio.

Propiedades

Los metales poseen ciertas propiedades físicas características: La mayoría de ellos son de color grisáceo, pero algunos presentan colores distintos; el bismuto (Bi) es rosáceo, el cobre (Cu) rojizo y el oro (Au) amarillo. En otros metales aparece más de un color, y este fenómeno se denomina policromismo. Otras propiedades serían:
Densidad: relación entre la masa del volumen de un cuerpo y la masa del mismo volumen de agua.
Estado físico: todos son sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio (Hg) y el galio (Ga).
B
NORMALIZADO
Este tratamiento consiste en un calentamiento a temperatura ligeramente mas elevada que lacrítica superior, seguido de un enfriamiento en aire tranquilo. Se suele utilizar para piezas que han sufrido trabajos en caliente, trabajos irregulares o sobrecalentamientos y también sirve para destruir los efectos de un tratamiento anterior defectuoso. Por medio del normalizado se eliminan tensiones internas y se uniformiza el tamaño del grado del acero.

TEMPLE
El temple tiene por objeto endurecer y aumentar la resistencia de los aceros. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente mas elevada que la crítica superior y se enfría rapidamente en un medio conveniente. Agua, aceite, etc.



ACEROS
REVENIDO
Es un tratamiento que se les da a las piezas de acero que han sido previamente templadas. Con este tratamiento que consiste en calentamiento a temperatura inferior a la crítica, se disminuye la dureza y resistencia de los aceros templados. Se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad quedando ademas el acero con la dureza o resistencia deseada. En todos los casos descritos anteriormente se deberan observar las instrucciones del fabricante del acero para obtener resultados óptimos.