Aceros HSLA

ACEROS HSLA Principales características Los aceros microaleados, también conocidos como aceros de baja aleación y alto límite elástico (HSLA), son aceros de bajo o medio contenido en carbono con  pequeñas cantidades de elementos de aleación. Se caracterizan por poseer una elevada ductilidad, estructura de grano fino y bajo contenido en carbono, además de combinar unas excelentes propiedades mecánicas con una buena conformabilidad y soldabilidad. Los elementos que, en forma de microaleación, se emplean más para la fabricación de estos aceros son Cr, Ni, Mo, V, Zr, Cu, Ti, Nb, N y P. La función  principal de estos microaleantes es contribuir al endurecimiento de la ferrita, por medio del afino de grano, endurecimiento por precipitación y endurecimiento por formación de solución sólida.

Los aceros microaleados más usados poseen un límite elástico comprendido entre 30 y 56Kg/mm2 y cargas de rotura entre 42 y 63Kg/mm2, valores que se pueden superar con la adición de determinados elementos de aleación y con la aplicación de tratamientos térmicos.

Los aceros HSLA de mayor aplicación se pueden clasificar en tres grupos:

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Grupo A, aceros normalizados de alto límite elástico: este grupo de aceros se caracteriza por poseer una buena soldabilidad y su elevado límite elástico se consigue por la adición de pequeñas cantidades de elementos de aleación como el Nb.

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Grupo B, aceros normalizados resistentes a la corrosión atmosférica: los elementos que se añaden como microaleantes a esta grupo de aceros son Ni, Cr, Cu, Si y P. Son aceros que poseen unas cuatro veces más resistencia a la corrosión y valores de resiliencia superiores a los del los aceros al carbono. Los aceros de este grupo más empleados son los ASTM 242 y A588.

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Grupo C, aceros templados y revenidos de muy altas características mecánicas: son aceros que en función de la composición química, espesores y tratamiento térmico, pueden llegar a alcanzar límites elásticos de entre 35 y 205Kg/mm2. Estas elevadas propiedades mecánicas provienen de la estructura martensítica que se consigue después de un tratamiento térmico de temple y revenido. Para ello, las piezas de acero se calientan a una temperatura a la cual se consigue una estructura martensítica con los carburos de estos elementos en disolución. A continuación, la pieza se enfría y la estructura martensítica se transforma en una estructura mixta de martensita y bainita inferior.

Los aceros HSLA son especialmente adecuados para la fabricación de componentes estructurales que no requieran aplicaciones severas de conformado, tales como sistemas de almacenaje o mobiliario.

Propiedades Estos aceros de alta resistencia se caracterizan por un bajo contenido en carbono y microaleantes, lo que les confiere destacadas propiedades funcionales tales como aptitud a la soldadura y al recubrimiento. El endurecimiento del material, obtenido gracias a su pureza interna controlada y estructura de grano fino, garantiza sus excelentes niveles de resistencia mecánica. Los grados que integran la oferta de ArcelorMittal, obtenidos a partir de recocido continuo o en campana, cumplen los requisitos de la norma EN 10268:2006.

Ventajas En estos se combinan propiedades de aptitud mejorada a la soldadura y buena conformabilidad. A estas cualidades se suman márgenes de variación muy reducidos de las propiedades mecánicas, lo que facilita su conformación (en prensas o en líneas automatizadas). También alcanzan niveles muy satisfactorios de resistencia a la fatiga y al choque.

Aplicaciones Son especialmente adecuados para la fabricación de componentes estructurales que no requieran conformados muy severos (perfilado, plegado o embutición ligera): estructuras y refuerzos para la industria del automóvil, sistemas de almacenaje industrial, mobiliario, construcción mecánica, etc.

Conformabilidad La aptitud a la embutición profunda de la calidad HC260LA AM FCE es la misma que la de un acero dulce.

La embutibilidad del material disminuye al aumentar su límite elástico.

Las curvas de límites de conformado permiten definir los valores máximos de deformación del acero para los diferentes tipos de procesos de conformado en aras de  prevenir el riesgo de aparición de estricción.

Los clientes que así lo soliciten podrán disponer de las curvas de límites de conformado correspondientes a estos materiales.

Para más información sobre conformado de chapas de aceros HSLA en determinados espesores, consulte al equipo técnico de ArcelorMittal.

Soldabilidad Los aceros HSLA de ArcelorMittal presentan una buena aptitud a la soldadura en cualquier tipo de proceso. A base de su amplia experiencia práctica en cuanto a la soldadura con arco y por resistencia de estos productos, ArcelorMittal puede proporcionar una valiosa asistencia técnica en la definición de los parámetros de soldadura de los aceros HSLA.

Resistencia a la fatiga La resistencia a la fatiga se expresa generalmente como un límite de resistencia correspondiente a la tensión máxima soportada durante determinado número de ciclos antes de producirse la rotura del material. En la tabla siguiente se recogen límites de resistencia alcanzados a lo largo de 5 millones de ciclos en condiciones de tensión fluctuante utilizando una relación de esfuerzos de Rs = 0,1:

Tabla 1. Resistencia a la Fatiga

Tabla 2. Equivalencia Marcas y Normas

Tabla 3. Dimensiones de los ACEROS HSLA

Tabla 4. Análisis químico de los ACEROS HSLA

DESIGNACIÓN UNS Es un sistema de código alfanumérico que comienza conuna letra y es seguida por cinco dígitos, aplicable a todotipo de aleaciones. El número UNS es único para cadaaleación e indica una composición. No es una norma ni unaespecificación. En muchos casos los números AlSl están; incorporados al código para mantener la familiaridad (ejemplo AlSl 304 esUNS S30400). La letra inicial indica la categoría. Los prefijos y sufijos usados en el sistema AISI/SAE hansido convertidos a códigos numéricos. Por ejemplo losaceros al carbono aceros aleadoscomienzan con laletra "G" y son seguidos por los 4 dígitos usados por AlSlSAE. El quinto digito representa los prefijos o letras intermedias del sistema AISI/SAE. (E, B Y Lcorresponden a 6, 1 y4 respectivamente). Los acerosal carbono y aleados no referidos en el sistemaAlSI/SAE comienzan con la letra "K". Los acerosendurecibles comienzan con la letra "H".

Para los aceros inoxidablesse comienza con laletra ''S" y los tres primeros dígitos corresponden alcódigo AISI. Los dos últimos dígitos indican lasvariaciones sobre el grado básico (ejemplo 304L vs304) tal como se indicó más arriba

Las aleaciones de níquel comienzan con la letra "N"(ejemplo Hastelloy C-276, UNS=  N10276). Existen considerables coincidencias como también diferencias en lasespecificaciones de las distintas organizaciones, no sólo en Estados Unidos sino también en Europa y Asia. Como resultado se ha desarrollado un sistema de numeración unificada, Unified  Numbering System (UNS), para cruzar varios sistemas de numeración usados para identificar grados similares de aceros. El sistema UNS es alfanumérico siendo el  prefijo una letra que describe las clases de aleaciones y los dígitos que incorporan los dígitos SAE y otras características de las aleaciones. La Tabla 3 lista las designaciones UNS para metales y aleaciones ferrosas.

Tabla 4. Designación UNS para metales y aleaciones ferrosas.