¿Qué factores afectan la dureza del acero al carbono?
La dureza del acero al carbono puede verse afectada por varios factores diferentes, incluido el contacto con el carbono, la cantidad y el tipo de otros elementos en la aleación y los procesos específicos utilizados para crear el acero. El acero con bajo contenido de carbono, que contiene entre 0.05 y 0.25% de carbono, es típicamente la variedad más blanda, aunque puede endurecerse a través de un proceso conocido como cementación. El acero al carbono ultra alto, que puede consistir en hasta 2% de carbono, es típicamente el tipo más duro, aunque la dureza final de cada producto también está determinada por varios procesos de tratamiento térmico. Los procesos de enfriamiento pueden aumentar la dureza del acero al carbono en un factor de aproximadamente cuatro, aunque el revenido posterior generalmente disminuye la dureza.
El acero al carbono es una aleación que se compone principalmente de hierro y carbono. También pueden estar presentes otros elementos, típicamente en cantidades muy pequeñas. Existen algunas definiciones diferentes de lo que constituye exactamente el acero al carbono, aunque los elementos como el silicio y el cobre generalmente representan menos del 0.6% de varias aleaciones. Algunas aleaciones de acero al carbono también pueden tener hasta el 1,6% de elementos como el manganeso. Dado que hay una serie de aleaciones diferentes que comúnmente se conocen como acero al carbono, cada tipo tiende a tener una dureza diferente.
El factor principal que afecta la dureza del acero al carbono es la cantidad de carbono presente en la aleación. Los aceros con poco carbono tienden a ser los más blandos, mientras que los aceros con alto contenido de carbono pueden ser bastante duros y frágiles. También es posible cambiar las características físicas del acero al carbono a través de diversos tratamientos, ya sea para aumentar o reducir la dureza.
Aunque el acero con bajo contenido de carbono es relativamente blando, un proceso conocido como carburación puede hacer que se vuelva más difícil. Este proceso de tratamiento térmico en realidad hace que la aleación absorba carbono adicional de fuentes sólidas, líquidas y gaseosas como el carbón y el monóxido de carbono. El carbono generalmente solo se absorbe en la superficie del metal, lo que da como resultado una capa externa endurecida y un núcleo dúctil más blando.
Los aceros al carbono de alto contenido tienden a ser muy difíciles de comenzar, pero los procesos de enfriamiento pueden hacerlos aún más difíciles. Sin embargo, si una aleación de acero al carbono es demasiado dura, normalmente también será bastante frágil. Algunas aleaciones excepcionalmente duras en realidad están sujetas a procesos de temple y revenido que pueden reducir la dureza del acero al carbono y aumentar la ductilidad. Otros procesos, como el recocido, también pueden aumentar efectivamente la ductilidad y disminuir la dureza general del acero al carbono.