Propiedades y Clasificación de Aceros de Uso General en Ingeniería Estructural

Aceros de Uso General: Aplicaciones y Especificaciones Técnicas

Los aceros de uso general son empleados en una vasta cantidad de aplicaciones, tales como perfiles estructurales, chapas y bandas no recubiertas para conformar diversos elementos. El consumo de estos aceros representa el mayor volumen entre todos los tipos de aceros disponibles.

Tipos de Acero de Uso General

Existen fundamentalmente cuatro tipos de aceros clasificados bajo esta denominación: S10, S235, S275 y S355.

• Los aceros precedidos por la letra S se definen por un número que indica el límite elástico mínimo garantizado en tracción.
• Para estos aceros se garantiza un alargamiento de rotura superior al 15%.

El acero A310 debe ser considerado de aplicación restringida, ya que no se garantiza su aptitud al soldeo ni su resistencia a la rotura frágil.

Composición y Estructura de los Aceros de Uso General

Para lograr un incremento en el límite elástico y en la carga unitaria de rotura, se aumenta el contenido de carbono en la aleación.

Proceso de Laminación y Estructura Final

Estos aceros se laminan a temperaturas superiores a la temperatura crítica, y su posterior enfriamiento se realiza al aire. Consecuentemente, su estructura final es típicamente ferrita-perlítica.

Influencia del Espesor en las Propiedades Mecánicas

Debido a las condiciones del proceso de laminación, se observa una variación en las propiedades mecánicas en función del espesor:

1. Para una misma composición química y forma geométrica, el límite elástico disminuye al aumentar el espesor.
2. El alargamiento mínimo garantizado también se reduce a medida que el espesor se incrementa.

Grados de los Aceros de Uso General y Resistencia a la Rotura Frágil

El límite elástico y la carga de rotura se refieren a solicitaciones ejercidas en una sola dirección. No obstante, en la práctica, la coexistencia de esfuerzos simultáneos triaxiales de tracción puede generar un riesgo de rotura frágil.

Designación de Grados por Energía Absorbida

Para los tipos S235 y S275, se establecen tres grados designados convencionalmente como JR, JO y J2. Estos grados garantizan niveles mínimos de energía absorbida en ensayos de impacto:

• JR: 27 Julios (J) a una temperatura de 20ºC.
• JO: 27 Julios (J) a una temperatura de 0ºC.
• J2: 27 Julios (J) a una temperatura de -20ºC.

Para el acero tipo S355, además de los grados anteriores, se define un cuarto grado, K2, que asegura un nivel mínimo de energía absorbida por rotura por flexión de 40 Julios (J) a -20ºC.

Aptitud de Soldadura en Aceros Comunes

Para asegurar la aptitud de soldeo, se imponen limitaciones estrictas en la composición química. Es importante notar que los aceros del tipo AE355 pueden presentar desafíos específicos en cuanto a su soldabilidad.

Productos Fabricados con Acero de Uso General

Teóricamente, todos los productos pueden fabricarse con cualquiera de los grados de acero disponibles. Sin embargo, en la práctica industrial:

• Los perfiles estructurales se fabrican predominantemente con aceros de grado S235.
• Excepcionalmente, algunos angulares pueden fabricarse con grados S355JO o S355J2.