¿Qué es el acero al carbón? Se trata de una aleación de hierro y carbono, cuyo contenido de este elemento se encuentra entre 0.05 % y 2.1 %. También puede incluir pequeñas cantidades de otros componentes, por ejemplo, manganeso y silicio. Continúa leyendo para saber más sobre las especificaciones técnicas de este importante material.
Normas técnicas del acero al carbón
El acero al carbón está regulado por diversas normas técnicas que garantizan su calidad, seguridad y desempeño, como las normas ASTM (entre las que se encuentran A36, A53, A500), las Normas Mexicanas (como la NMX-B-503-CANACERO) y las normas ISO (como la ISO 4948, que clasifica los aceros no aleados y aleados según su composición química).
Propiedades del acero al carbón
Las propiedades del acero al carbón influyen directamente en el rendimiento de los distintos productos fabricados con este material. A continuación, te describimos las propiedades mecánicas del acero al carbono más destacadas.
- Resistencia: el acero al carbón es un material cuya resistencia depende del grado y tratamiento térmico, con una resistencia a la tracción que llega a alcanzar los 700-900 MPa en aceros templados o de medio-alto carbono; y ≈ 400 MPa los de bajo carbono (estructurales como el ASTM A36).
- Dureza: es una de sus características principales, y puede aumentar considerablemente con el contenido de carbono.
- Ductilidad: se puede deformar en frío sin fracturarse, especialmente en aceros de bajo carbono. Entre más contenido haya de este elemento, esta propiedad se verá disminuida.
- Resistencia a la fatiga: cuando se trata adecuadamente, el acero al carbono puede soportar cargas cíclicas vibraciones sin deformarse o fallar.
- Resistencia al desgaste: es muy resistente al desgaste y a la abrasión, lo que lo hace ideal para la fabricación de herramientas y utensilios que requieren durabilidad y que mantengan su afilado.
- Soldabilidad: además de sus propiedades mecánicas, su soldabilidad varía según su contenido de carbono: el acero de bajo carbono es más fácil de soldar, mientras que el de alto carbono requiere técnicas especiales.
Tipos de acero al carbón según contenido de carbono
La definición de acero al carbón incluye la siguiente clasificación general: bajo carbono, medio carbono y alto carbono. Enseguida te hablamos de cada tipo, además de proporcionarte sus especificaciones principales.
Acero de bajo carbono
Este acero al carbono para estructuras metálicas también se le conoce como acero dulce; en términos generales, es dúctil, maleable, manipulable y con buena soldabilidad; no responde al tratamiento térmico del temple y, en espesores grandes, puede requerir precalentamiento para soldar.
| Acero de bajo carbono | ||
| Contenido de Carbono | Características | Grados comunes |
| 0.05 % – 0.25 % | Mecanizable Soldable Conformable En general, no requiere tratamientos térmicos previo a la soldadura | AISI 1018 AISI 1020 ASTM A-36 |
Acero de medio carbono
Contiene un porcentaje variable de carbono; gracias a esto, acepta cierto grado de temple. Presenta una mayor dureza y resistencia en comparación con los aceros de bajo contenido de carbono, sin embargo, esto también lo hace más difícil de soldar. Es un material muy solicitado, pues se emplea en la industria automotriz para la fabricación de componentes mecánicos.
| Acero de medio carbono | ||
| Contenido de Carbono | Características | Grados comunes |
| 0.25% – 0.55% | Mayor resistencia y dureza Buena respuesta a tratamientos térmicos Soldabilidad moderada Buena maquinabilidad | AISI 1045 AISI 4140 |
Acero de alto carbono
Esta aleación de acero es más dura y resistente que las anteriores, y tienen buena composición para ser templado. Sin embargo, su soldabilidad es tan baja que en ocasiones tiende a agrietarse bajo el estrés térmico desigual que provoca la soldadura. Es una aleación de acero al carbono para maquinaria y otras aplicaciones.
| Acero de alto carbono | ||
| Contenido de Carbono | Características | Grados comunes |
| 0.55% – 1.0% | Extrema dureza Alta resistencia Ideal para soportar cargas pesadas Excelente respuesta al tratamiento térmico Se puede templar para alcanzar una gran dureza superficial Poca ductilidad Tenacidad | AISI 1060 AISI 1070 AISI 1080 AISI 1095 |
Aplicaciones industriales del acero al carbón
Sumadas a las especificaciones anteriores, las distintas aleaciones de acero al carbón tienen aplicaciones especiales en función de sus características. En este sentido, ahora te compartimos sus usos industriales más representativos.
Aplicaciones del acero dulce (de bajo carbono)
- Clavos
- Tuberías
- Varilla corrugada
- Alambres
- Lámina de acero
- Estructuras diversas
Usos del acero de medio carbono
- Ejes para vehículos
- Resortes
- Engranajes
- Cigüeñales
- Acoplamientos
- Piezas forjadas
Aplicaciones del acero de alto carbono
- Cuchillos
- Tijeras
- Brocas
- Hojas de sierra
- Resortes de válvulas
- Engranajes
- Ejes
- Rodamientos
Ventajas del acero al carbón en la industria y construcción
El acero al carbón en construcción y en la industria es un material muy solicitado debido a una combinación de ventajas y beneficios. Al respecto, a continuación te presentamos las más importantes.
- Duradero: presenta buena resistencia mecánica, aunque su tenacidad depende del contenido de carbono.
- Seguro: en comparación con muchos otros materiales, esta aleación es segura de manipular y trabajar.
- Se puede reciclar: el acero al carbón se puede reciclar, lo que lo hace un material ecológico.
- Versatilidad: tiene una amplía gama de aplicaciones en diferentes sectores, por ejemplo, la producción de piezas automotrices, herramientas y acero corrugado, así como la fabricación de perfiles estructurales y comerciales.
- Facilidad de trabajo: se puede forjar y soldar con facilidad, lo que facilita la creación de piezas y la integración en diferentes líneas de producción.
- Costo-efectividad: ofrece una excelente relación calidad-precio en comparación con otros metales, siendo económico de fabricar para diversos usos.
¿Qué es mejor, acero al carbón o acero inoxidable?
La diferencia entre acero dulce y acero inoxidable u otro acero al carbón es fundamental para determinar la idoneidad de uno material u otro. La elección depende por completo de la aplicación y los requisitos del proyecto, ya que cada aleación tiene propiedades distintas que lo hacen superior en ciertas circunstancias. Por esa razón, enseguida te compartimos una tabla comparativa de ambos tipos de acero.
| Tabla comparativa entre acero al carbón y acero inoxidable | ||
| Tipo de aleación | Acero al carbón | Acero inoxidable |
| Composición | Aleación de hierro y carbono | Aleación de hierro, carbono y al menos 10.5% de cromo |
| Apariencia | Opaca con un acabado mate | Apariencia brillante y atractiva |
| Aplicaciones comunes | Estructuras de construcción, herramientas, tuberías y rieles | Utensilios de cocina, equipo médico, tanques de almacenamiento, fachadas de edificios |
| Resistencia y dureza | Puede ser muy duro y resistente, especialmente los grados de alto carbono | Los aceros inoxidables comunes son menos duros que el acero al carbono templado, aunque existen inoxidables especiales con gran dureza |
| Ventajas | Bajo costo, alta resistencia, versatilidad y ductilidad | Gran resistencia a la corrosión y a altas temperaturas; dúctil |
| Desventajas | Vulnerable a la corrosión | Costo elevado, más difícil de trabajar en ciertos contextos |
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre acero al carbón y acero dulce?
El término ‘acero al carbón’ se refiere a todos los aceros cuyo componente principal es el carbono, mientras que el acero dulce es un tipo de acero al carbón con un contenido de carbono bajo (0.05 % a 0.25 %); esto lo hace más maleable, fácil de soldar y de trabajar.
¿Cuál es más barato, acero al carbón o inoxidable?
El acero al carbón es más económico que el acero inoxidable. La razón de que este último sea más caro es su adición de cromo y otros elementos, mismos que le proporcionan su alta resistencia a la corrosión.
¿El acero al carbón se oxida?
Sí, el acero al carbono se oxida porque contiene hierro, el cual reacciona con el oxígeno y la humedad del aire para formar óxido de hierro, aunque esto no compromete la resistencia estructural de materiales como los perfiles de acero y la varilla corrugada, ya que la oxidación es un fenómeno meramente superficial, a diferencia de la corrosión.
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