Acero de baja aleación de alta resistencia
El acero de baja aleación y alta resistencia ( HSLA ) es un tipo de acero aleado que proporciona mejores propiedades mecánicas o mayor resistencia a la corrosión que el acero al carbono . Los aceros HSLA difieren de otros aceros en que no están hechos para cumplir con una composición química específica sino con propiedades mecánicas específicas. Tienen un contenido de carbono entre 0,05 y 0,25% para conservar la formabilidad y la soldabilidad . Otros elementos de aleación incluyen hasta un 2,0% de manganeso y pequeñas cantidades de cobre , níquel , niobio , nitrógeno , vanadio , cromo , molibdeno ., titanio , calcio , elementos de tierras raras o circonio . [1] [2] Se añaden cobre, titanio, vanadio y niobio con fines de refuerzo. [2] Estos elementos están destinados a alterar la microestructura de los aceros al carbono, que suele ser un agregado de ferrita - perlita , para producir una dispersión muy fina de carburos de aleación en una matriz de ferrita casi pura. Esto elimina el efecto reductor de la tenacidad de una fracción volumétrica perlítica y, sin embargo, mantiene y aumenta la resistencia del material al refinar el tamaño del grano, lo que en el caso de la ferrita aumenta el límite elástico .en un 50% por cada mitad del diámetro medio del grano. El fortalecimiento de las precipitaciones también juega un papel menor. Su límite elástico puede oscilar entre 250 y 590 megapascales (36 000 y 86 000 psi). Debido a su mayor resistencia y tenacidad, los aceros HSLA generalmente requieren entre un 25 y un 30 % más de energía para formarse, en comparación con los aceros al carbono. [2]
Se agregan cobre, silicio, níquel, cromo y fósforo para aumentar la resistencia a la corrosión. Se agregan elementos de circonio, calcio y tierras raras para controlar la forma de inclusión de sulfuro, lo que aumenta la formabilidad. Estos son necesarios porque la mayoría de los aceros HSLA tienen propiedades sensibles a la dirección. La formabilidad y la resistencia al impacto pueden variar significativamente cuando se prueban longitudinal y transversalmente al grano. Las curvas que son paralelas al grano longitudinal tienen más probabilidades de agrietarse alrededor del borde exterior porque experimenta cargas de tracción. Esta característica direccional se reduce sustancialmente en los aceros HSLA que han sido tratados para el control de forma de sulfuro. [2]
Se utilizan en automóviles, camiones, grúas, puentes, montañas rusas y otras estructuras que están diseñadas para manejar grandes cantidades de estrés o que necesitan una buena relación resistencia-peso. [2] Las secciones transversales y las estructuras de acero HSLA suelen ser entre un 20 y un 30 % más ligeras que un acero al carbono con la misma resistencia. [3] [4]
Los aceros HSLA también son más resistentes a la oxidación que la mayoría de los aceros al carbono debido a su falta de perlita, las finas capas de ferrita (hierro casi puro) y cementita en la perlita. [5] Los aceros HSLA suelen tener densidades en torno a los 7800 kg/m 3 . [6]
La placa de armadura militar está hecha principalmente de aceros aleados, aunque algunas armaduras civiles contra armas pequeñas ahora están hechas de aceros HSLA con enfriamiento a temperaturas extremadamente bajas. [7]
Un tipo común de acero microaleado es el HSLA de formabilidad mejorada. Tiene un límite elástico de hasta 80 000 psi (550 MPa), pero cuesta solo un 24 % más que el acero A36 (36 000 psi (250 MPa)). Una de las desventajas de este acero es que es 30 a 40% menos dúctil . En los EE. UU., estos aceros están dictados por las normas ASTM A1008/A1008M y A1011/A1011M para chapa y A656/A656M para placas. Estos aceros fueron desarrollados para la industria automotriz para reducir el peso sin perder resistencia. Los ejemplos de usos incluyen vigas de intrusión de puertas, miembros del chasis, soportes de montaje y refuerzo, piezas de dirección y suspensión, parachoques y ruedas. [2] [8]
