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Acero de grano fino ¿Qué es y para qué se utiliza?

Definición

Los aceros de grano fino cuentan con una mayor resistencia a la tracción, así como mayor dureza y se logran distorsionar menos durante los trabajos de temple, de la misma forma en que son menos susceptibles a sufrir algún tipo de agrietamiento. Estos aceros pueden alcanzar temperaturas relativamente altas (alrededor de 1800 F o 982 C) con muy poco crecimiento de grano, pero conforme aumenta la temperatura, existe un rápido crecimiento de grano.

A los materiales que cuentan con esta capacidad de reacción se les conoce como aceros de grano fino, es decir, son aquellos aceros en donde pueden producirse una gama amplia de tamaños de grano. Dicho grano fino es mejor para herramientas y dados, por lo que tienen un uso constante para la manufactura de piezas pequeñas, así como de un grosor delgado o ligero.

Acero de Grano Fino

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Composición de acero de grano fino

Generalmente se entiende que el tamaño de grano de los aceros al carbono y aleados significa un tamaño de grano austenítico previo. Al calentar el acero a través de su rango crítico, tiene lugar la transformación en austenita. Los granos de austenita son extremadamente pequeños cuando se forman por primera vez, pero aumentan de tamaño a medida que aumentan el tiempo y la temperatura. El tamaño del grano seguirá siendo pequeño para los aceros mantenidos a temperaturas justo por encima del crítico del material.

Los aceros de grano fino no se endurecen tan profundamente y tienen menos tendencia a agrietarse que los aceros de grano grueso. Además, los aceros de grano fino tienen una mayor resistencia a la fatiga y un tamaño de grano fino promueve una tenacidad y resistencia a los golpes algo mayores, así como de igual forma, la adición de aluminio tienen una maquinabilidad inferior a los fabricados sin aluminio.

El tamaño del grano se puede medir usando un microscopio óptico en un montaje metalográfico transversal (porque el rodar alarga los granos) contando el número de granos dentro de un área determinada, determinando el número de granos que se cruzan con una longitud determinada de una línea aleatoria.

Se entiende generalmente que el tamaño de grano de los aceros al carbono y aleados significa el tamaño de grano austenítico previo. Al calentar el acero a través de su rango crítico, tiene lugar la transformación en austenita.

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Medición de aceros de grano fino

La medición del tamaño del grano también se complica por los diferentes tipos de granos que pueden estar presentes en los metales, aunque sus formas fundamentales son las mismas. En metales cúbicos centrados en el cuerpo. Los granos tienen las mismas formas y se miden de la misma manera, pero debemos tener cuidado al describir qué tipo de granos se están midiendo.

Se observa que la deformación de la microestructura, posiblemente por la subdivisión de los granos de ferrita y perlita. La microestructura de los aceros de bajo carbono procesados con ECAP se caracteriza por colonias de perlita subdivididas y granos de ferrita ultrafinos con alta densidad

Propiedades mecánicas del acero de grano fino

Los aceros de grano fino tienen buena conformabilidad y tenacidad en frío. Tienen estructura de grano fino debido al bajo contenido de carbono y elementos de microaleación como titanio y niobio. Su estructura y alta pureza funcionan excelentes propiedades para diversos usos. Los aceros tienen una excelente soldabilidad y posibilidades de doblado con radio pequeño.

Los granos pequeños en el acero también mejoran la resistencia general de un metal de otra manera. Dentro de cada grano, hay planos preferidos donde los átomos (en forma de dislocaciones) pueden moverse libremente entre sí. Estos se conocen como planos de deslizamiento. Si la tensión aplicada coincide con un plano de deslizamiento, las dislocaciones pueden moverse con facilidad.

Lo anterior resulta en que  la tensión aplicada es perpendicular al plano de deslizamiento, y termina siendo extremadamente difícil que las dislocaciones puedan moverse, por lo que se tiene un material menos flexible y más firme, que puede ser usado para diferentes clases de propósitos, entre los cuales está la creación de piezas finas, en muchas ocasiones con fines médicos, que son demasiado pequeñas para ser ocupados sin el uso de herramientas especiales de manipulación.

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