Comparación de aceros en ingeniería mecánica con otros estándares como JIS e AISI

Existen diferentes sistemas de designación para las propiedades del acero. Las normas subyacentes constituyen la base para la clasificación y designación de calidades de acero utilizando números de material. En este artículo comparamos los grados de acero clasificados según DIN/EN/ISO con sus respectivos homólogos en JIS (norma industrial japonesa).

¿Qué es el acero?

Según DIN EN 10020 Parte 1, el acero se define como un material que consiste principalmente en hierro y tiene un contenido máximo de carbono del 2 %. Los compuestos de hierro y carbono con un contenido de carbono superior al 2 % son fundiciones. La fracción de masa de hierro es mayor que la de cualquier otro elemento. Debido al mineral de hierro utilizado en su producción, el acero siempre contiene una cantidad correspondiente de silicio y manganeso.

El acero puede dividirse en tres grados principales según su composición química:

• Aceros no aleados: consisten en hierro y carbono, así como pequeñas cantidades de otros elementos por debajo de los límites definidos.
• Aceros inoxidables (también llamados aceros resistentes al óxido): fracción de masa de al menos 10,5 % de cromo y un máximo de 1,2 % de carbono
• Aceros aleados: Contiene al menos un elemento de aleación además de hierro y carbono. Los elementos de aleación cambian las propiedades del acero. Los aceros aleados no son aceros inoxidables.

La clasificación de los tipos de acero se divide en función de las clases de calidad.

Hay tablas para las diferentes clases de calidad del acero.

Diferentes tipos de acero y propiedades del acero

La composición del acero determina sus propiedades. El carbono como componente principal influye, por ejemplo, en la dureza y la resistencia. Un mayor contenido de carbono generalmente conduce a una mayor dureza, pero también a una menor ductilidad (resistencia). Otros elementos de aleación para aleaciones de acero pueden ser:

• Cromo (Cr): El cromo aumenta la resistencia a la corrosión del acero y a menudo se encuentra en los aceros inoxidables. También ayuda a aumentar la resistencia a temperaturas más altas.
• Manganeso (Mn): El manganeso se utiliza para mejorar la resistencia y dureza del acero, así como para la desulfuración y la desoxidación durante la producción de acero.
• Níquel (Ni): El níquel aumenta la resistencia, la resistencia al impacto y la estabilidad a bajas temperaturas. Es un elemento de aleación de uso común en aceros inoxidables y aceros aleados.
• Molibdeno (Mo): El molibdeno mejora la resistencia al agrietamiento por corrosión por tensión y las propiedades a alta temperatura del acero. Se encuentra en muchos aceros aleados.
• Vanadio (V): El vanadio aumenta la resistencia, la dureza y la resistencia al desgaste del acero. A menudo se utiliza en aceros para herramientas y aceros de alta resistencia.
• Cobre (Cu): El cobre puede aumentar la resistencia a la corrosión y la conductividad eléctrica del acero.
• Silicio (Si): El silicio contribuye a la desoxidación y aumenta la resistencia del acero. Es común en los aceros estructurales.
• Titanio (Ti): El titanio aumenta la resistencia del acero.
• Aluminio (Al): El aluminio puede aumentar la resistencia a la corrosión y la dureza.

La siguiente tabla muestra una descripción general de los grados de acero comunes en las diversas notaciones estandarizadas. El carácter □ es un marcador de posición en la designación.

Explicación de la designación de acero

La designación de los aceros no es uniforme. En general, sin embargo, se puede asumir que de las normas DIN como DIN EN 10027-1 (según el número de material que consiste en letras de código y números) y DIN EN 10027-2 (según la composición química) derivan principios generales.

Nombre corto del material

El DIN enumera los requisitos para los nombres cortos de material y los divide en dos grupos. Para el Grupo 1, la designación depende de la utilización y las propiedades mecánicas del acero. Para el Grupo 2, la designación depende de la composición química del acero. Esta designación tiene sentido cuando los elementos de aleación individuales proporcionan información sobre ciertas propiedades, como la resistencia a la corrosión o cuando deben someterse a un tratamiento térmico. El nombre corto del Grupo 1 consta de al menos un símbolo principal y la resistencia de rendimiento mínima en megapascales, p. ej., S235, donde S significa aceros en la construcción de acero. Se pueden añadir símbolos adicionales en función de la propiedad y el uso, p. ej., S235J2.

Un ejemplo de un nombre de acuerdo con la composición química en el Grupo 2 sería 42CrMo4. Se indica el contenido porcentual del elemento en la composición de acero. Por ejemplo, C45 para un acero con un contenido de carbono de aproximadamente 0,45 %.

La designación de acero según los estándares de JIS se compone de una manera similar. La designación suele consistir en una letra que indica el grupo o tipo de acero, seguida de un número que contiene información específica sobre el grado de acero (propiedades químicas o mecánicas). SS400, por ejemplo, significa acero estructural sin alear (SS = acero estructurado).

Número de material de acero

El Instituto del Acero VDEh asigna los números de material. La designación consta de los siguientes parámetros: X.YYZZ(AA). Se aplica lo siguiente:

• X = grupo principal
• Y = número de grado (grupo de acero)
• Z = número de recuento
• A = número de recuento extendido

Según las normas europeas, el número de material para el acero siempre comienza con 1, por ejemplo, 1.7033 para el acero templado y templado aleado con cromo.

Selección del número de grupo de acero

Este número de material tiene el propósito de identificar materiales de forma única y documentar propiedades específicas del material. El número de material del acero se puede encontrar en las tablas.

Comparación de la estandarización

Los grados de acero están sujetos a diferentes estándares. Los estándares sirven para garantizar la calidad, las propiedades y la utilización del acero en diversas industrias y aplicaciones. La siguiente lista contiene las normas de varios institutos y comités:

• JIS: Norma de la industria japonesa del Comité de Normas Industriales Japonés.
• ISO: Norma Internacional de la Organización Internacional de Normalización.
• AISI: American Standard del Instituto Estadounidense del Hierro y el Acero (AISI).
• DIN: Norma industrial alemana del Instituto Alemán de Normalización (Deutsches Institut für Normung, DIN).
• EN: Normas europeas de uno de los Comités Europeos de Normalización (CEN, CENELEC, ETSI)
• BS: Estándar británico del British Standards Institute (BSI).