¿Qué es el Acero de Alto Manganeso?
El acero de alto manganeso es un tipo especial de acero empleado en equipos de minería y maquinaria industrial, caracterizado por contener un 10-11% o más de manganeso en su composición.
En contraste, el acero convencional contiene alrededor del 2% o menos de manganeso, lo que hace que el acero de alto manganeso sea notablemente rico en este elemento. También es conocido como acero Hadfield, en honor a su inventor, y ocasionalmente se le denomina acero de alto contenido de manganeso.
Los aceros de alto manganeso son producidos mediante un proceso de tratamiento térmico conocido como hidrotratamiento. Este procedimiento implica calentar el acero a temperaturas entre 1.000 y 1.100°C, seguido de un enfriamiento controlado para mejorar su tenacidad. Esta técnica solidifica los carburos internos del acero, creando una estructura completamente austenítica. Aunque similar al temple, el hidrotratamiento no busca aumentar la dureza, sino mejorar la tenacidad, indicador de la resistencia a la fractura del material.
Usos del Acero de Alto Manganeso
Los aceros de alto manganeso tienen resistencia al desgaste y tenacidad, no son mecanizables y se utilizan principalmente para fundición, por lo que sus aplicaciones son para piezas relativamente grandes y de poca precisión. También es amagnético, lo que lo hace adecuado para su uso en maquinaria de precisión y piezas relacionadas con vehículos de motor lineal.
Algunos ejemplos de aplicaciones son los revestimientos para trituradoras de impacto, los revestimientos para molinos, los ejes de carga, las barras de corte, los anillos de toro para molinos de rodillos, los cruces de vías de ferrocarril, los revestimientos y los dientes de cuchara. Aunque es un material ideal para su uso en zonas sometidas a impacto y desgaste, su desventaja es que es difícil de mecanizar debido al fuerte endurecimiento por deformación.
Principios del Acero de Alto Manganeso
En el acero al carbono, la fase austenita, que es una red cúbica centrada en las caras, es la fase estable a altas temperaturas, en torno a los 1.000°C, pero cuando se enfría a partir de ahí la estructura cristalina cambia a la fase ferrita. Esto se denomina transformación, y si se añaden ciertos metales al acero al carbono por encima de un determinado nivel, el fenómeno de transformación ya no se producirá.
La tenacidad puede mejorarse mediante el templado al agua, que disuelve los carburos que causan la pérdida de tenacidad y los enfría en agua antes de que se regeneren. El endurecimiento con agua de los aceros al carbono en general provoca un efecto de enfriamiento y la formación de martensita, lo que hace que el acero se vuelva duro y quebradizo, pero, como ya se ha mencionado, los aceros de alto manganeso conservan su fase austenita y no se vuelven quebradizos tras el endurecimiento con agua.
Como no se templa, las calidades con mayor contenido de carbono tienen más carbono en solución sólida, lo que tiene el efecto de aumentar la dureza. El contenido de carbono del acero al carbono ordinario es de alrededor del 0,3%, mientras que el acero de alto manganeso contiene alrededor del 1% de carbono.
Características del Acero de Alto Manganeso
1. Fuerte Endurecimiento del Proceso
La superficie de los aceros de alto manganeso se vuelve más dura y resistente al desgaste a medida que se somete a carga. Cuando se realizan ensayos de tracción en aceros de alto manganeso, las zonas deformadas se endurecen progresivamente por deformación, de modo que las zonas no deformadas se deforman preferentemente. Por esta razón, el rendimiento de alargamiento es muy bueno.
Esta propiedad es responsable del endurecimiento y de la alta resistencia a la abrasión cuando se aplica un impacto. El endurecimiento por deformación puede hacerlos varias veces más duros que su estado inicial. Este acero es más ventajoso en situaciones en las que se aplican grandes impactos, como la extracción en minas, que en situaciones en las que se aplican pequeños impactos de forma intermitente.
2. No Magnético
Aunque se trata de un material de acero, no es magnético. Esto se debe a que, al igual que el acero inoxidable austenítico, conserva su fase austenítica.
Mientras que el acero inoxidable austenítico puede ser ligeramente magnético cuando se procesa, el acero de alto manganeso es esencialmente no magnético. Cabe señalar que no es posible manipularlo con imanes.
Más Información sobre el Acero de Alto Manganeso
Tipos de Acero al Manganeso
Además de los aceros de alto manganeso, existen aceros al manganeso con cantidades relativamente pequeñas (del 1 % a unos pocos %) de manganeso añadido (aceros de bajo manganeso). Este material tiene una mayor tenacidad y una mejor templabilidad y difiere en propiedades de los aceros de Alto Manganeso, que utilizan una fase austenítica.
Como las propiedades mecánicas y la trabajabilidad difieren, es importante seleccionar el acero al manganeso adecuado para la aplicación.