COMPOSICIÓN QUÍMICA La composición química de los aceros al carbono es compleja, además del hierro y el carbono que generalmente no supera el 1%, hay en la aleación otros elementos necesarios para su producción, tales como silicio y manganeso, y hay otros que se consideran impurezas por la dificultad de excluirlos totalmente –azufre, fosforo, oxigeno, hidrogeno. El aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la tracción, incrementa el índice de fragilidad en frío y hace que disminuya la tenacidad y la ductilidad.

TIPOS DE ACEROS Dulce: El porcentaje de carbono es de 0,25%, tiene una resistencia mecánica de 48-55 kg/mm2 y una dureza de 135-160 HB. Se puede soldar con una técnica adecuada. Aplicaciones: Piezas de resistencia media de buena tenacidad, deformación en frío, embutición, plegado, herrajes, etc. Semidulce: El porcentaje de carbono es de 0,35%. Tiene una resistencia mecánica de 55-62 kg/mm2 y una dureza de 150-170 HB. Se templa bien, alcanzando una resistencia de 80 kg/mm2 y una dureza de 215-245 HB. Aplicaciones: Ejes, elementos de maquinaria, piezas resistentes y tenaces, pernos, tornillos, herrajes.

TIPOS DE ACEROS Semiduro: El porcentaje de carbono es de 0,45%. Tiene una resistencia mecánica de 62-70 kg/mm2 y una dureza de 280 HB. Se templa bien, alcanzando una resistencia de 90 kg/mm2, aunque hay que tener en cuenta las deformaciones. Aplicaciones: Ejes y elementos de máquinas, piezas bastante resistentes, cilindros de motores de explosión, transmisiones, etc. Duro: El porcentaje de carbono es de 0,55%. Tiene una resistencia mecánica de 70-75 kg/mm2, y una dureza de 200-220 HB. Templa bien en agua y en aceite, alcanzando una resistencia de 100 kg/mm2 y una dureza de 275-300 HB. Aplicaciones: Ejes, transmisiones, tensores y piezas regularmente cargadas y de espesores no muy elevados.

CLASIFICACIÓN SAE DE ACEROS La inmensa variedad de aceros que pueden obtenerse por los distintos porcentajes de carbono y sus aleaciones con elementos como el cromo, níquel, molibdeno, vanadio, etc., ha provocado la necesidad de clasificar mediante nomenclaturas especiales, que difieren según la norma o casa que los produce para facilitar su conocimiento y designación. La SAE emplea, a tal fin, números compuestos de cuatro o cinco cifras, según los casos, cuyo ordenamiento caracteriza o individualiza un determinado acero.

CLASIFICACIÓN SAE DE ACEROS El significado de dicho ordenamiento es el siguiente: Primera cifra 1 caracteriza a los aceros al carbono Primera cifra 2 caracteriza a los aceros al níquel Primera cifra 3 caracteriza a los aceros al cromo-níquel Primera cifra 4 caracteriza a los aceros al molibdeno Primera cifra 5 caracteriza a los aceros al cromo Primera cifra 6 caracteriza a los aceros al cromo-vanadio Primera cifra 7 caracteriza a los aceros al tungsteno Primera cifra 9 caracteriza a los aceros al silicio-manganeso

ALEACIONES DEL ACERO Azufre. Se encuentra en los aceros como impureza, se toleran porcentajes hasta un 0.05 %, en caliente produce una gran fragilidad del acero, sus efectos perjudiciales pueden neutralizarse en parte con la adición del manganeso, que se combina con él formando sulfuro de manganeso. A veces se adiciona en proporciones de 0.1 a 0.3 % con un contenido mínimo de manganeso de 0.6 %, dando lugar a aceros llamados de fácil mecanización, que tienen menor resistencia, pero pueden ser trabajados con velocidades de corte doble que un acero corriente. Cobalto. Se usa en los aceros rápidos para herramientas, aumenta la dureza de la herramienta en caliente. Se utiliza para aceros refractarios. Aumenta las propiedades magnéticas de los aceros. Cromo. Forma carburos muy duros y comunica al mayor dureza, resistencia y tenacidad a cualquier temperatura. Solo o aleado con otros elementos, proporciona a los aceros características de inoxidables y refractarios.

ALEACIONES DEL ACERO Manganeso. Se utiliza fundamentalmente como desoxidante y desulfurante de los aceros. Molibdeno. Junto con el carbono es el elemento más eficaz para endurecer el acero. Evita la fragilidad. Níquel. Aumenta la resistencia de los aceros, aumenta la templabilidad proporciona una gran resistencia a la corrosión. Plomo. El plomo no se combina con el acero, se encuentra en él en forma de pequeñísimos glóbulos, como si estuviese emulsionado, lo que favorece la fácil mecanización por arranque de viruta, (torneado, cepillado, taladrado, etc.) ya que el plomo es un buen lubricante de corte, el porcentaje oscila entre 0.15 y 0.30 % debiendo limitarse el contenido de carbono a valores inferiores al 0.5 % debido a que dificulta el templado y disminuye la tenacidad en caliente.

ALEACIONES DEL ACERO Silicio. Se emplea como desoxidante en la obtención de los aceros, además les proporciona elasticidad. Si la proporción es elevada (1 a 5%) los aceros tienen buenas características magnéticas. Tungsteno. Forma con el hierro carburos muy complejos estables y durísimos, soportando bien altas temperaturas. En porcentajes del 14 al 18 %, proporciona aceros rápidos con los que es posible triplicar la velocidad de corte de loa aceros al carbono para herramientas. Vanadio. Posee una enérgica acción desoxidante y forma carburos complejos con el hierro, que proporcionan al acero una buena resistencia a la fatiga, tracción  y poder cortante en los aceros para herramientas.   

TIPOS DE FUNDICIONES

FUNDICION GRIS Tiene un contenido en carbono entre 2.5 y 4.0 % y de silicio entre 1 y 3 %. El grafito suele aparecer como escamas dentro de una matriz de ferrita o perlita, el nombre se debe al color de una superficie fracturada. Desde un punto de vista mecánico las fundiciones grises son comparativamente frágiles y poco resistentes a la tracción. La resistencia y la ductilidad a los esfuerzos de compresión son muy superiores. Esta fundiciones amortiguan la energía vibracional de forma mucho más efectiva que los aceros. Así los equipos que vibran mucho se suelen construir de esta aleación. A la temperatura de colada tienen mucha fluidez por lo que permite moldear piezas de forma muy complicadas. Además, la fundición gris es uno de los materiales metálicos más baratos.

APLICACIONES Se utiliza en bloque de motores, tambores de freno, cilindros y pistones de motores. Fundición gris

FUNDICIÓN DÚCTIL O ESFEROIDAL Se consigue añadiendo pequeñas cantidades de magnesio y cerio a la fundición gris en estado líquido. En este caso, el grafito no se segrega como escamas sino que forma esferoides lo que confiere a la fundición propiedades mecánicas diferentes. No es frágil y tiene propiedades mecánicas similares a las de los aceros. Presenta una mayor resistencia a la tracción que la fundición gris.

APLICACIONES Se suele utilizar para la fabricación de válvulas y engranajes de alta resistencia, cuerpos de bomba, cigüeñales y pistones. Fundición dúctil

FUNDICIÓN BLANCA Contienen poco carbono y silicio (< 1%) y se obtienen por enfriamiento rápido. La mayor parte del carbono aparece como cementita en lugar de grafito, y la superficie fracturada tiene una tonalidad blanca. La fundición blanca es extremadamente dura y frágil por lo que es inmecanizable. Generalmente la fundición blanca se obtiene como producto de partida para fabricar la fundición maleable.

APLICACIONES Su aplicación se limita a componentes de gran dureza y resistencia al desgaste y sin ductilidad como los cilindros de los trenes de laminación. Fundición blanca

FUNDICIÓN MALEABLE Se obtiene a partir de la fundición blanca por calentamiento prolongado en atmósfera inerte (para prevenir la oxidación) a temperaturas entre 800 y 900 ºC. En estas condiciones la cementita descompone para dar grafito en forma de racimos o rosetas dentro de la matriz ferrítica o perlítica. La microestructura es similar a la de la fundición esferoidal.

APLICACIONES Se suele emplear en tubos de dirección y engranajes de transmisión, muelles tubulares y partes de válvulas. Fundición maleable