Cómo el carbono afecta la calidad del acero

El acero al carbono es una aleación de hierro y carbono. El acero de baja aleación incluye carbono y pequeñas adiciones de otros elementos de aleación como cromo, manganeso, molibdeno, etc. hasta un máximo del 5% de contenido de aleación total agregado.

¿Qué sucede cuando aumenta el contenido de carbono? Se aumenta la dureza. Pero hay que controlar la dureza del metal porque podría volverse quebradizo. Dependiendo de la aplicación, la fragilidad puede ser un factor crítico. Una herramienta defectuosa podría haberse roto porque tenía un alto contenido de carbono y se volvió bastante quebradiza. Además de la fragilidad, el límite elástico, la resistencia a la tracción y la oxidación se ven afectados por el aumento de la concentración de carbono.

El aumento de carbono también reduce la soldabilidad, especialmente por encima de ~0,25% de carbono. La plasticidad y la ductilidad son similares. Si hay demasiado carbono, el metal podría romperse y no podrá formarse ni forjarse en el producto final. Si un producto no se rompe, eso no significa necesariamente que sea de buena calidad. Una mayor cantidad de carbono también reduce la resistencia a la corrosión del aire, lo que provoca la oxidación. La oxidación, por supuesto, podría causar problemas más adelante.

Dado que la soldadura puede ser un factor crítico en muchas aplicaciones industriales, se debe calcular la equivalencia de carbono. Ese resultado no solo nos da una idea de la dureza y otras cualidades, sino que indica la zona afectada por el calor que se está impactando. Permite predecir si, cuando se unen dos metales, van a ser compatibles o no. También indica si se debe tomar precauciones. Las precauciones incluyen el tratamiento térmico prescriptivo con electrodos de bajo hidrógeno y el control de la entrada de calor, que es fundamental para la soldadura experta.

Entonces, ¿Cómo se evita la fluidez y el deterioro de la soldadura? Un buen comienzo sería analizar el metal, incluido el contenido de carbono.

Para ayudar a garantizar la calidad y la integridad del producto, se utilizan analizadores XRF portátiles para confirmar los elementos en el metal. La fluorescencia de rayos X (XRF) es una tecnología comprobada para el análisis elemental de aleaciones especiales para garantizar que las aleaciones correctas se combinen en los porcentajes correctos y que el material terminado cumpla con las especificaciones de fabricación precisas. Esto es fundamental para el control de calidad y la garantía de calidad (QA/QC) de los materiales entrantes y los productos terminados salientes. Sin embargo, aunque un analizador XRF con función de elemento ligero es una gran herramienta para medir todos los elementos de aleación, LIBS es una mejor solución para analizar aceros al carbono.

La espectroscopia de descomposición inducida por láser (LIBS) es la técnica analítica que utiliza un láser de alta concentración para determinar la composición química de los materiales. La técnica está disponible en un analizador de mano portátil y es capaz de medir elementos, incluido el carbono, en el campo para la identificación de materiales. LIBS utiliza un láser altamente enfocado que corta la superficie de un material, luego forma plasma en el que el material se descompone en elementos individuales.