En la presente entrada vamos a exponer la relación de tipos de aceros utilizados en automoción para la fabricación de vehículos , así como su composición y sus principales características:
Es una aleación de hierro y carbono, que puede incluir otros elementos y en la que el contenido en carbono no rebasa el límite de saturación (1,7%), quedando todo él en solución sólida.
Otros elementos, como cromo, níquel, molibdeno, tungsteno, vanadio, etc, se añaden en porcentajes controlados con el propósito de mejorar sus propiedades.
En función de su límite elástico, podemos dividir los diferentes tipos de aceros de la siguiente forma:
➢ Aceros Convencionales.
➢ Aceros de Alta Resistencia.
➢ Aceros de Muy Alta Resistencia.
➢ Aceros de Ultra Alta Resistencia.
El acero convencional es un acero dulce no aleado, laminado en frío y con un bajo contenido en carbono. Este reducido contenido en carbono le proporciona unas buenas características para el trabajo de deformación en prensas, pero por el contrario su límite elástico es demasiado bajo, por lo que se necesitan
mayores espesores para soportar los esfuerzos a los que se someten las distintas piezas, y además en los paneles exteriores se producen abolladuras con facilidad.
Empleo: Su bajo límite elástico lo convierte en un material para usar en piezas con baja responsabilidad estructural (aletas, paneles de puertas, portones
traseros, etc).
traseros, etc).
Reparación: Como consecuencia de su reducido límite elástico, el proceso de reconformado de este tipo de acero no presentan ningún tipo de complejidad. De la misma manera, el bajo contenido en elementos
aleantes le confiere una buena soldabilidad.
aleantes le confiere una buena soldabilidad.
Aceros de Alta Resistencia
Estos aceros se clasifican en tres tipos en función del mecanismo de endurecimiento que se usa para
aumentar su resistencia:
- Aceros Bake-Hardening
Estos aceros han sido elaborados y tratados, para conseguir un aumento significativo del límite elástico
durante un tratamiento térmico a baja temperatura, tal como una cocción de pintura. La ganancia en su
límite elástico conseguida por el tratamiento de cocción, llamado efecto “Bake Hardening” (BH), es
generalmente superior a 40 MPa. El efecto “Bake Hardening” ofrece una mejora en la resistencia a la
deformación y una reducción del espesor de la chapa para unas mismas propiedades mecánicas.
Empleo: Estos aceros están destinados a piezas de panelería exterior (puertas, capós, portones, aletas delanteras y techo) y piezas estructurales para el automóvil (bastidores inferiores, refuerzos y travesaños).
Reparación: Durante el reconformado se deberá realizar un mayor esfuerzo, que si se tratara de una
pieza fabricada con acero convencional, debido a un límite elástico más elevado. Mientras que su aptitud
a la soldadura es buena sea cual sea el método utilizado, al tener poca aleación.
- Aceros Microaleados o Aceros ALE
Los Aceros Mircroaleados o Aceros ALE se obtienen mediante la reducción del tamaño de grano y
precipitación del mismo, y en algunos casos, de forma selectiva se añaden otros elementos de aleación como
titanio, niobio o cromo que confieren propiedades de dureza. Este tipo de aceros se caracterizan por una
buena resistencia a la fatiga, una buena resistencia al choque y una buena capacidad de deformación en frío.
Empleo: Estos aceros se destinan sobre todo para piezas interiores de la estructura que requieren una
elevada resistencia a la fatiga, como por ejemplo los refuerzos de la suspensión, o refuerzos interiores.
También se pueden encontrar en largueros y travesaños.
Reparación: Poseen una buena aptitud a la soldadura con cualquier procedimiento debido a su bajo
contenido de elementos de aleación, mientras que en el proceso de reconformado se deberán realizar esfuerzos mayores como consecuencia de su mayor límite elástico en comparación con los aceros convencionales.
- Aceros Refosforados o Aceros Aleados al Fósforo
Son aceros con una matriz ferrítica, que contienen elementos de endurecimiento en la solución sólida, tales
como fósforo, cuya presencia puede ser de hasta un 0.12 %. Estos aceros se caracterizan por ofrecer altos
niveles de resistencia, conservando al mismo tiempo una buena aptitud para la conformación por estampación.
Empleo: Las piezas fabricadas con esta clase de acero se destinan a usos múltiples, como piezas de estructuras o refuerzos que están sometidas a fatiga, o piezas que deben intervenir en las colisiones como
son largueros, travesaños o refuerzos de pilares.
Reparación: Siguiendo la tónica de los Aceros “Bake Hardening” y de los Aceros Microaleados el
proceso de reconformado requiere de la aplicación de unas fuerzas mayores para recuperar la geometría
inicial de la pieza. Con respecto al proceso de soldadura reseñar que cualquier procedimiento es apto
debido a su bajo contenido en elementos aleantes.
Aceros de Muy Alta Resistencia
Los aceros de muy alta resistencia o también llamados multifásicos obtienen la resistencia mediante
la coexistencia en la microestructura final de “fases duras” al lado de “fases blandas”, es decir, se parte
de un acero inicial que se somete a un proceso específico, por lo general es un tratamiento térmico (temple,
revenido, normalizado…), que lo transforma en otro. En esta categoría se incluyen los siguientes aceros:
- Aceros de Fase Doble (DP)
Este tipo de aceros presentan una buena aptitud para la distribución de las deformaciones, un excelente
comportamiento a la fatiga y una alta resistencia mecánica lo que genera una buena capacidad de
absorción de energía y por lo tanto predispone a utilizarlos en piezas de estructura y refuerzo. Su fuerte
consolidación combinada con un efecto BH muy marcado les permite ofrecer buenas prestaciones para
aligerar piezas.
Empleo: Como consecuencia de sus altas propiedades mecánicas y su potencial de aligeramiento entorno
al 15%, en comparación con los aceros convencionales, se usan en piezas con alto grado de responsabilidad estructural como son estribo, el montante A, correderas de asientos, cimbras de techo, etc.
Reparación: El reconformado de éstos aceros es por lo general difícil, como consecuencia de su mayor
límite elástico, lo que obliga a realizar esfuerzos mayores en comparación con otros aceros de menor resistencia. El proceso de soldadura también se complica, teniendo que usar equipos capaces de
proporcionar intensidades mayores que las que suministran los equipos convencionales y una presión
ejercida por la pinza superior a la que se ejerce a la hora de soldar un acero de menor límite elástico.
- Aceros de Plasticidad Inducida por Transformación (TRIP)
La capacidad de consolidación de estos aceros es importante, lo que favorece la distribución de las
deformaciones, y por lo tanto, le asegura una buena estampación, así como ciertas características sobre
piezas, en particular el límite elástico, que son mucho más altas que sobre el metal plano. Este gran
potencial de consolidación, y una alta resistencia mecánica generan una buena capacidad de absorción
de energía, lo que predispone el uso de este tipo de aceros para piezas de estructura y refuerzo. A su vez,
esta gama de aceros son sometidos a un importante efecto BH (“Bake Hardening”) que les proporciona
una mayor resistencia, y por lo tanto permite aligerar las piezas y aumentar su capacidad de absorción.
Empleo: Estos aceros se adaptan sobre todo a piezas de estructura y seguridad debido a su fuerte
capacidad de absorción de energía y su buena resistencia a la fatiga, como son largueros, traviesas,
refuerzos de pilar B, etc.
Reparación: El proceso de reconformado de estos aceros es por lo general difícil como consecuencia
de su mayor límite elástico, lo que obliga a realizar esfuerzos mayores en comparación con otros aceros
que presentan una menor resistencia. Considerando el aumento del carbono equivalente, es necesario
aumentar los esfuerzos (presión ejercida por la pinza) y adaptar los ciclos (aumentar la intensidad) para
conseguir puntos de soldadura de buena calidad, lo que lleva a decir que la soldadura por puntos varía
con respecto a los aceros de menor límite elástico.
- Aceros de Fase Compleja (CP)
Los Aceros de Fase Compleja se diferencian del resto por un bajo porcentaje en carbono, inferior al
0,2 %. Su estructura esta basada en la ferrita, en la cual también se encuentra austenita y bainita. Los
aceros CP incorporan además, elementos de aleación ya convencionales (manganeso, silicio, cromo, molibdeno, boro) y microaleantes para afinamiento de grano (niobio y titanio), que les confieren una estructura de grano muy fino. Este tipo de aceros se caracterizan por una elevada absorción de energía acompañada de una alta resistencia a la deformación
Empleo: Por su alta resistencia a la deformación, las piezas que se fabrican con este tipo de acero son
aquellas que tienen como misión evitar la intrusión de elementos en la zona de pasajeros así como en
los habitáculos motor y maletero. Un ejemplo de la aplicación de este tipo de aceros en la carrocería del
automóvil es el refuerzo del pilar B.
Reparación: El reconformado de las chapas de estos tipos de aceros es por lo general difícil como
consecuencia de su mayor límite elástico lo que complica considerablemente su reconformado
teniendo que aplicar esfuerzos superiores a los que habría que aplicar en aceros con menor resistencia.
El proceso de soldadura también se vuelve más complejo, teniendo que usar equipos capaces de
proporcionar intensidades superiores que las que suministran los equipos convencionales y una
presión ejercida por la pinza superior a la que se ejerce a la hora de soldar un acero de menor límite elástico.
Aceros de Ultra Alta Resistencia
Este tipo de aceros se caracterizan por su alta rigidez, la absorción de grandes energías y su alta
capacidad para no deformarse. Los usos más comunes son aquellos en los que se requiere una elevada
capacidad de absorber energía sin que se deforme la pieza, un ejemplo sería el refuerzo en el denominado
pilar B.
- Aceros Martensíticos (Mar)
Los Aceros Martensíticos presentan una microestructura compuesta básicamente de martensita,
obtenida al transformarse la austenita en el tratamiento de recocido. El resultado son aceros que alcanzan
límites elásticos de hasta 1400 MPa.
Empleo: Su alta resistencia a la deformación, convierten a estos tipos de aceros en los materiales
más indicados para la fabricación de piezas destinadas a evitar la penetración de objetos en la zona de pasajeros, así como en los habitáculos motor y maletero. Un ejemplo de su aplicación de este tipo de aceros
en la carrocería del automóvil es el refuerzo del pilar B.
Reparación: El reconformado de las chapas de estos aceros es por lo general difícil como consecuencia de su mayor límite elástico, lo que lleva en un alto número de reparaciones a la sustitución de la
pieza. El proceso de soldadura también se complica, teniendo que usar equipos capaces de proporcionar
intensidades y presiones de pinza superiores que las que suministran los equipos convencionales.
- Aceros al Boro o Aceros Boron (Bor)
Son aceros que presentan un alto grado de dureza como resultado del tratamiento térmico al que son
sometidos así como de la adición de elementos aleantes tales como Manganeso (1,1 a 1,4 %), cromo y
boro (0,005%). Gran parte de la dureza que poseen estos aceros es el resultado de la estructura martensítica que se obtiene de aplicar el tratamiento térmico.
Empleo: Por su alto límite elástico y su reducido alargamiento (entorno a un 8%), estos aceros se
adaptan sobre todo a piezas estructurales del automóvil, en particular las piezas conferidas para dar un
alto grado de seguridad, debido a su alta resistencia a los choques y a la fatiga. La mayoría de las aplica
ciones actuales están centradas en piezas anti intrusión (habitáculo o motor), por ejemplo, refuerzos
de pilar B y traviesas.
Reparación: Los altos grados de dureza, que son capaces de alcanzar, complican en gran medida el
proceso de reparación haciendo prácticamente imposible su reconformado y por lo tanto se tiene que recurrir a la sustitución de la pieza dañada. De la misma manera, el proceso de soldadura se vuelve
más complejo, teniendo que recurrir a equipos de soldadura por resistencia eléctrica por puntos que
sean capaces de proporcionar intensidades y presiones de pinza más elevadas que un equipo
convencional.
A raíz de los conceptos referidos en esta entrada , y a la vista de la fotografía podemos comprender ciertas ideas como que en función de la parte en cuestión del vehículo utilizamos unos aceros u otros. Esto varía en función de los esfuerzos a los que vaya a ser sometida dicha parte de nuestro coche , ademas de las propiedad que necesitemos en cada parte ya que en algunos lugares como los pilares o los travesaños necesitaremos un acero que tenga propiedades que nos permitan obtener una rigidez en el vehículo para conformar su estructura , pero sin embargo en otras partes como pueda ser el capó necesitaremos que el acero que lo constituya tenga la capacidad de absorber energía doblándose en casa de colisión o accidente.
Espero que esta entrada sirva de ayuda a todo aquel que la necesite , un saludo.
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