- Principals propietats mecàniques de l'acer
- 1- Plasticitat
- 2- Fragilitat
- 3- Mal·leabilitat
- 4- Duresa
- 5- Tenacitat
- Principals propietats físiques de l'acer
- 1- Cos
- 2- Tèrmiques
- 3- Elèctriques
- 4- Òptiques
- 5- Magnètiques
- Tipus d'acer
- Propietats de l'acer a l'carboni
- Propietats de l'acer aliat
- Propietats de l'acer inoxidable
- Propietats de l'acer d'eina
- referències
Les propietats mecàniques i físiques de l'acer poden variar molt en funció de la seva composició i percentatge d'impureses (com fòsfor o sulfur). D'aquesta manera, quan es volen aconseguir unes millors propietats mecàniques i físiques sobre altres, l'acer pot ser aliat amb crom, cobalt, coure, molibdè, níquel, nitrogen, seleni, tàntal, titani, tungstè o vanadi.
La composició i propietats de l'acer varien àmpliament. L'acer en general té un contingut de carbó inferior al fet que es troba en el ferro, i un menor nombre d'impureses que les trobades en altres metalls.
En general, les propietats físiques com la densitat, conductivitat elèctrica i tèrmica no varien majorment d'un aliatge a una altra. No obstant això, les propietats mecàniques com la resistència, la ductilitat i la duresa depenen enormement de l'tipus d'aliatge i composició de l'acer.
Principals propietats mecàniques de l'acer
1- Plasticitat
És la capacitat que té l'acer de conservar la seva forma després de ser sotmès a un esforç. Els acers que són aliats amb petits percentatges de carbó, són més plàstics.
2- Fragilitat
La fragilitat és la facilitat amb la qual l'acer pot ser trencat a l'ésser sotmès a un esforç. Quan l'acer és aliat, amb un percentatge alt de carbó, tendeix a ser més fràgil.
3- Mal·leabilitat
La mal·leabilitat és la facilitat que té l'acer per a ser laminat. D'aquesta manera, alguns aliatges d'acer inoxidable tendeixen a ser més mal·leables que unes altres.
4- Duresa
La duresa és la resistència que oposa un metall davant agents abrasius. Com més carbó es addicions a un aliatge d'acer, més dur serà.
5- Tenacitat
La tenacitat és el concepte que denota la capacitat que té l'acer de resistir l'aplicació d'una força externa sense trencar-se.
En el cas de l'acer amb una concentració mitjana de carbó, la tenacitat tendeix a ser més gran.
Principals propietats físiques de l'acer
1- Cos
Inclouen les propietats relacionades amb el pes de l'acer, el seu volum, massa i densitat.
2- Tèrmiques
Es refereix a tres aspectes fonamentals de l'acer: la seva capacitat per conduir la temperatura (conducció), el seu potencial per transferir calor (convecció), i la seva capacitat d'emanar llamps infrarojos en el medi (radiació).
3- Elèctriques
Es refereixen a la capacitat que té l'acer per conduir el corrent elèctric.
4- Òptiques
Aquestes propietats en el cas de l'acer denoten la seva capacitat per reflectir la llum o emetre brillantor. En la mesura en què l'acer inoxidable és aliat amb un major percentatge d'alumini, millors propietats òptiques tindrà.
5- Magnètiques
Es refereix a la capacitat que té l'acer per a ser induït o per induir a un camp electromagnètic.
Com més alt és el percentatge de ferro en l'aliatge de l'acer, major serà la seva capacitat d'actuar com un imant.
Tipus d'acer
Diferents tipus d'acer són produïts d'acord a la seva aplicació, per tant, les propietats mecàniques i físiques d'aquests tipus d'acer han de ser diferents.
D'aquesta manera, s'han creat diverses escales per classificar l'acer d'acord a les seves propietats (elasticitat, densitat, punt de fusió, conductivitat tèrmica, força, duresa, entre d'altres).
Per fabricar diferents tipus d'acer, els fabricants utilitzen diferents concentracions d'altres metalls per fer aliatges.
El procés de producció i la forma en què l'acer és treballat també exerceix una influència significativa en el producte final obtingut.
D'acord a l'Institut Americà del Ferro i l'Acer (AISI per les sigles en anglès), l'acer pot ser categoritzat en quatre grups principals, d'acord a la seva composició química:
- Acer a el carboni
- acer aliat
- acer Inoxidable
- Acer d'eines
Propietats de l'acer a l'carboni
L'acer a el carboni es deriva de l'aliatge entre ferro i carbó. A l'variar el percentatge de carbó, és possible produir acers amb diferents qualitats. En general, com més alt és el percentatge de carbó, més tenaç i rígid serà l'acer.
L'acer amb baix percentatge de carbó es coneix en el mercat com ferro forjat. Aquest tipus d'acer és fàcil de manipular ja que és altament plàstic.
Per aquesta raó, s'usa àmpliament per produir reixes, aplicacions decoratives o pals de llums.
L'acer amb un contingut mitjà de carbó és altament tenaç, motiu pel qual s'usa per fabricar ponts o parts estructurals aptes per suportar enormes càrregues.
Per la seva banda, l'acer amb alt contingut de carbó s'utilitza per fabricar cables. Quan el percentatge de carbó és més gran que el de ferro, es parla de ferro fos, el qual es treballa per a la fabricació de gerros i altres tipus d'articles.
Encara que aquest últim tipus d'acer és bastant dur, també és altament fràgil.
Propietats de l'acer aliat
L'acer aliat és aquell que es fabrica amb un petit percentatge d'un o més metalls a part de l'ferro. Aquells metalls agregats a l'aliatge tenen la capacitat de canviar les propietats de l'acer.
Per exemple, l'acer fabricat amb ferro, crom i níquel, dóna com a resultat acer inoxidable. Quan a aquest aliatge se li afegeix alumini, el resultat és més mal·leable i uniforme en aparença.
Quan als aliatges d'acer se'ls agrega manganès, poden aconseguir força i duresa excepcional.
Propietats de l'acer inoxidable
L'acer inoxidable conté entre 10 i 20% de crom, factor que li permet ser altament resistent a la corrosió i oxidació.
Quan l'acer conté 11% de crom, és aproximadament 200 vegades més resistent a la corrosió que l'acer que no conté crom. Existeixen tres grups d'acer inoxidable:
Acer austenític: és el que posseeix una concentració més àmplia de crom i un percentatge petit de níquel i carbó.
S'utilitza comunament per al processament d'aliments i les canonades. És fàcil de reconèixer, ja que no és magnètic.
Acer ferrític: és el tipus d'acer que conté aproximadament 15% de crom, però només uns traços de carbó i altres metalls com molibdè, alumini o titani.
Aquest tipus d'acer és magnètic, altament dur i resistent. Pot ser endurit quan es treballa en fred.
Acer martensítico: és aquell que conté quantitats moderades de crom, níquel i carbó. És altament magnètic i tractable a altes temperatures.
L'acer martensítico és comunament utilitzat per a fabricar eines de tall com ganivets i equip quirúrgic.
Propietats de l'acer d'eina
L'acer d'eina és altament durador, resistent a la temperatura, i amb una duresa bastant alta.
Conté tungstè, molibdè, cobalt i vanadi. És el que s'utilitza per fabricar les broques dels trepants.
referències
- Bell, T. (17 de March de 2017). Obtingut de What Are the Types and Properties of Steels ?: thebalance.com.
- Chapter 6. Mechanical Properties of Metals. (2004). Obtingut de Mechanical Properties of Metals: virginia.edu.
- Guru, W. (2017). Weld Guru. Obtingut de Guide to the Mechanical Properties of Metals: weldguru.com.
- Kailas, SV (sf). Chapter 4. Mechanical Properties of Metals. Obtingut de Material Science: nptel.ac.in.
- Matèria, T. (August de 2002). Total Matèria. Obtingut de Mechanical Properties of Metals: totalmateria.com.
- Materials, A. (2 desembre 2014). Obtingut de MECHANICAL AND PHYSICAL PROPERTIES: worldstainless.org.
- Sandhyarani, N. (4 d'August de 2016). Obtingut de Physical Properties of Steel: buzzle.com.