Efecto de los elementos químicos comunes en las propiedades de los materiales metálicos

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Efecto de los elementos químicos más comunes en las propiedades de los materiales metálicos 1. Efecto en las propiedades del acero (1) Cuanto mayor es el contenido de carbono, mayor es la dureza del acero y mejor es su resistencia al desgaste. Sin embargo, su plasticidad y tenacidad disminuyen. (2) El azufre es una impureza perjudicial en el acero. Los aceros con alto contenido de azufre tienden a romperse fácilmente cuando se someten a procesos de deformación bajo alta temperatura; este fenómeno se conoce comúnmente como fragilidad térmica. (3) El fósforo puede hacer que la plasticidad y la tenacidad del acero disminuyan significativamente, especialmente a bajas temperaturas; este fenómeno se denomina fragilidad en frío. En los aceros de alta calidad, el contenido de azufre y fósforo debe controlarse estrictamente. Por otro lado, cuando el acero de bajo carbono contiene cantidades elevadas de azufre y fósforo, esto hace que las virutas se rompan más fácilmente durante el corte, lo cual es beneficioso para mejorar la mecanicabilidad del acero. (4) El manganeso puede aumentar la resistencia del acero, eliminar o reducir los efectos negativos del azufre, y también mejorar su capacidad de endurecimiento. Los aceros de alta aleación con un alto contenido de manganeso (aceros al manganeso) presentan una excelente resistencia al desgaste y otras propiedades físicas positivas. (5) Un aumento en el contenido de silicio puede incrementar la dureza del acero, pero disminuye su plasticidad y tenacidad. La presencia de una cierta cantidad de silicio en el acero para electricistas puede mejorar sus propiedades magnéticas blandas. (6) El tungsteno puede mejorar la dureza a alta temperatura y la resistencia térmica del acero, además de aumentar su resistencia al desgaste. (7) El cromo permite mejorar la capacidad de penetración en el enfriamiento del acero, así como su resistencia al desgaste. También mejora la capacidad antioxidante del acero y aumenta su resistencia a la corrosión. (8) El vanadio permite afinar la estructura de los gránulos del acero, lo que aumenta su resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste. Cuando se disuelve en el austenita a altas temperaturas, puede aumentar la capacidad de penetración del acero. Por el contrario, cuando existe en forma de carbonatos, disminuye dicha capacidad. (9) El molibdeno puede mejorar significativamente la capacidad de endurecimiento del acero, así como su resistencia térmica. También evita la fragilidad que se produce durante el revenido, y aumenta el magnetismo residual y la coercitividad. (10) El titanio permite afinar la estructura de los gránulos del acero, lo que a su vez aumenta su resistencia y tenacidad. En el acero inoxidable, el titanio puede eliminar o reducir el fenómeno de corrosión intergranular del acero. (11) El níquel puede aumentar la resistencia y la tenacidad del acero, así como su capacidad de endurecimiento por templado. Cuando su contenido es elevado, puede modificar significativamente algunas propiedades físicas del acero y de las aleaciones, además de mejorar su resistencia a la corrosión. (12) La función del boro es que, cuando el acero contiene trazas de este elemento, en cantidades de 0,001~0,005%, la capacidad de endurecimiento del acero puede aumentar significativamente. (13) El aluminio permite refinar la estructura de los gránulos en el acero, inhibe la edadación del acero de bajo carbono y mejora su tenacidad a bajas temperaturas. El aluminio también puede mejorar la resistencia antioxidante del acero, así como la resistencia al desgaste y la resistencia a la fatiga en los aceros nitrurados. (14) La función principal del cobre en el acero es mejorar la resistencia del acero de baja aleación común a la corrosión atmosférica, especialmente cuando se utiliza junto con fósforo.