¿Qué es el acero dulce?
El acero dulce, también conocido como acero al carbono, es el tipo de acero más común. En las normas ASTM, el término «acero dulce» suele referirse al acero con bajo contenido de carbono, que suele tener un contenido de carbono de entre 0,051 TP₃T y 0,251 TP₃T.
- Contenido de carbono: El acero dulce tiene un contenido de carbono típicamente entre 0,05% y 0,25%, lo que le confiere buena plasticidad y soldabilidad.
- Hierro (Fe): El hierro es el componente principal del acero dulce y generalmente representa más del 99% del material.
- Manganeso (Mn): Generalmente presente en el rango de 0,30% a 0,60%, el manganeso mejora la resistencia, la dureza y la soldabilidad del acero.
- Silicio (Si): Presente en pequeñas cantidades, el silicio aumenta la elasticidad del acero y la resistencia a la oxidación.
- Fósforo (P) y azufre (S): El contenido de fósforo y azufre en el acero dulce suele ser bajo, ya que estos elementos pueden reducir la plasticidad y la tenacidad del material.
El acero dulce se utiliza ampliamente debido a su excelente maquinabilidad, soldabilidad y costo relativamente bajo. Si bien presenta baja resistencia a la corrosión, su vida útil puede mejorarse con recubrimientos o medidas de protección anticorrosiva. Su buena ductilidad y conformabilidad lo hacen popular en componentes estructurales, maquinaria y productos de uso diario.
Brida común de acero dulce
Los materiales de brida de acero dulce comunes incluyen la BRIDA ASTM A105 y la BRIDA ASTM A350 LF2:
ASTM A105 – Brida de acero al carbono
Aplicación: Se utiliza para conexiones de tuberías de temperatura y presión normales, ampliamente utilizado en las industrias petrolera, química y otras.
Grado de acero dulce: A105 es un acero con bajo contenido de carbono típico, comúnmente utilizado para bridas, accesorios y válvulas en condiciones normales de temperatura y presión, con un contenido máximo de carbono de aproximadamente 0,35%, que se incluye en la categoría de acero dulce.
ASTM A350 – Brida de acero al carbono para tuberías de presión de baja temperatura (servicio a baja temperatura)
Aplicación: Se utiliza para sistemas de tuberías de baja temperatura, generalmente se aplica en sistemas de enfriamiento y tuberías de gas de baja temperatura.
Grado de acero dulce: El A350 LF2 es un acero con bajo contenido de carbono que ofrece buena tenacidad a bajas temperaturas y resistencia al agrietamiento. Es apto para entornos de servicio a bajas temperaturas y se clasifica como acero dulce.
Composición química, propiedades físicas y mecánicas de ASTM A105 y ASTM A350 LF2
| Artículo | ASTM A105 | ASTM A350 LF2 |
| Composición química | ||
| C (Carbono) | ≤ 0,35% | ≤ 0,26% |
| Mn (manganeso) | 0.60% – 1.05% | 0.60% – 1.35% |
| P (Fósforo) | ≤ 0,04% | ≤ 0,035% |
| S (Azufre) | ≤ 0,05% | ≤ 0,035% |
| Si (silicio) | 0.10% – 0.35% | 0.15% – 0.40% |
| Cr (cromo) | – | – |
| Ni (níquel) | – | – |
| Cu (cobre) | – | Máx. 0,20% |
| Fe (hierro) | Balance | Balance |
| Propiedades mecánicas | ||
| Fuerza de fluencia | Mínimo 250 MPa (36 ksi) | Mínimo 205 MPa (30 ksi) |
| Resistencia a la tracción | 485-620 MPa (70-90 ksi) | 485-620 MPa (70-90 ksi) |
| Alargamiento | ≥ 20% (más de 8 pulgadas o 200 mm) | ≥ 20% (más de 8 pulgadas o 200 mm) |
| Dureza | Máximo 187 HB | – |
| Dureza al impacto | – | Mínimo 27 julios (20 ft-lb) a -50 °C |
| Propiedades físicas | ||
| Densidad | 7,85 g/cm³ | 7,85 g/cm³ |
| Expansión térmica | 11,0 × 10⁻⁶ /°C | 11,0 × 10⁻⁶ /°C |
| Punto de fusión | 1425 °C – 1538 °C (2597 °F – 2800 °F) | 1450 °C – 1550 °C (2642 °F – 2822 °F) |
| Aplicaciones | Bridas para entornos generales, adecuadas para las industrias del petróleo, gas y química. | Sistemas de tuberías de baja temperatura, adecuados para tuberías de líquidos y gases de baja temperatura. |
ASTM Standards for Carbon Steel, Alloy Steel & Stainless Steel
Además, es necesario mencionar otras normas ASTM para acero al carbono, acero aleado, acero inoxidable y su relación con el acero dulce. Los siguientes son materiales comunes relacionados con el acero de bajo carbono (acero dulce):
ASTM A516 – Placas de acero al carbono para recipientes a presión de baja temperatura (comunes en calderas y recipientes a presión)
Aplicación: Se utiliza para fabricar calderas y recipientes a presión, especialmente en entornos de temperatura media a baja.
Grado de acero dulce: A516 es principalmente acero con bajo contenido de carbono (contenido máximo de carbono alrededor de 0,261 TP3T), comúnmente utilizado para aplicaciones que requieren buena soldabilidad y resistencia moderada.
ASTM A694 – Bridas y accesorios de acero al carbono de alta resistencia
Aplicación: Se utiliza principalmente en la industria del petróleo y el gas para bridas y accesorios en entornos de alta presión.
Grado de acero dulce: aunque A694 incluye grados de alta resistencia (como F42, F46, F52), que generalmente no se incluyen dentro del acero dulce, los grados de menor resistencia de A694 pueden considerarse acero con menor contenido de carbono, pero generalmente tienen un mayor contenido de carbono y son adecuados para entornos hostiles y de alta presión.
ASTM A182 – Bridas y accesorios forjados
Aplicación: Se utiliza para bridas y accesorios en entornos de alta temperatura y alta presión, comúnmente encontrados en las industrias petrolera, química y energética.
Grado de acero dulce: El acero A182 incluye diversos grados de acero, incluyendo acero bajo en carbono (acero dulce), así como aceros aleados. Por ejemplo, el acero A182 F304 y el acero A182 F316 no se consideran acero dulce, ya que son aceros inoxidables. Sin embargo, algunos grados del acero A182, como el A182 F1 (una aleación de acero bajo en carbono), son aptos para uso regular.
ASTM A694 y ASTM A182 contienen algunos grados que no se consideran acero dulce, especialmente los grados de alta resistencia o aceros aleados.
Estos materiales tienen diferentes resistencias y entornos adecuados, lo que permite la selección del tipo de acero apropiado en función de los requisitos de ingeniería específicos.
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