El acero es un recurso omnipresente para la industria moderna, con numerosas aplicaciones de su resistencia y durabilidad. La composición del acero puede variar para adaptarse a una amplia gama de demandas en ingeniería, construcción y otros sectores. Entender si usar acero al carbono o acero negro, por ejemplo, es vital para los planes industriales.
¿En qué se diferencia el acero al carbono del acero negro?
La principal diferencia entre el acero al carbono y el acero negro se puede observar en su composición de aleación y resistencia a los agentes corrosivos. La aleación de acero al carbono se compone predominantemente de carbono y hierro; debido a la susceptibilidad de la aleación a la oxidación, generalmente se galvaniza. El acero negro, por el contrario, se refiere al acero que no está galvanizado y, en cambio, se ennegrece para inhibir la corrosión.
¿Qué es el acero al carbono?
Tubos de acero al carbono
La aleación de acero al carbono se define por su concentración especialmente alta de carbono, con el elemento componiendo hasta 2-2.5% de la aleación en comparación con el contenido de 0,05-0,3% que se encuentra en otras aleaciones de acero.
El contenido de carbono agregado fortalece la estructura molecular de la aleación, lo que le permite resistir mejor el estrés y las altas presiones. Estas cualidades hacen que el acero al carbono sea deseable como material duradero para piezas de automóviles, materiales de construcción, vías férreas, cableado de alta resistencia y muchos más.
La mayor resistencia del acero al carbono también puede ser una desventaja, ya que hace que la aleación sea difícil de moldear y moldear correctamente. En comparación con otros tipos de acero, el acero al carbono también se oxida y corroe más fácilmente, lo que requiere la adición de cromo como capa protectora.
Tenga en cuenta que el acero al carbono se puede clasificar en función de su contenido de carbono:
- Acero bajo en carbono. Este tipo de acero al carbono es relativamente más débil y no contiene más del 0,25 % de carbono. Debido a que es más fácil de soldar y convertir en alambres delgados, es la forma de acero al carbono más utilizada.
- Acero de medio carbono. Estos aceros son algo más fuertes que el acero bajo en carbono, contienen 0,25-0,6% de carbono y se fortalecen aún más con manganeso y calor.
- Acero de alto carbono. Por lo general, contiene 0.6-1.25% de carbono o más, este acero es el tipo de acero al carbono más duradero físicamente. Es endurecido y resistente al desgaste, a costa de baja ductilidad y soldabilidad.
¿Qué es acero negro?
Tubos de acero negro
El acero negro se refiere al acero que no ha sido galvanizado para protegerlo contra la corrosión. En su lugar, el acero se somete a una proceso de conversión química llamado ennegrecimiento para formar un óxido de hierro negro resistente, o magnetita (Fe3O4), que le da su nombre al material.
Durante el ennegrecimiento, se aplica al acero una solución de óxido negro que contiene sales oxidantes. Según el tipo y la temperatura del tratamiento, la magnetita suele desarrollarse en 15-45 minutos. La reacción inicial agrega cierta resistencia a la corrosión y al desgaste, aunque a menudo se aplican tratamientos posteriores a base de aceite para un mayor fortalecimiento.
Debido a su resistencia a la corrosión, el acero negro es popular como material para tuberías. Las tuberías de acero negro se utilizan para el transporte de gas y agua, protección de cables eléctricos como conductos y sistemas de suministro de aguas residuales.
El acero negro es un material versátil. Otras aplicaciones se pueden encontrar en armas de fuego y municiones, vehículos aeroespaciales, componentes de automóviles, arquitectura y equipos médicos.
Diferencias entre acero al carbono y acero negro
Composición de aleación
Como aleación, el acero al carbono se denomina acertadamente porque se compone principalmente de carbono y hierro. Contiene mucho menos cromo que otros tipos, como el acero inoxidable. La cantidad de carbono varía entre las muchas variedades de acero al carbono, generalmente entre 0,25 y 3 % de carbono.
El acero negro contiene una cantidad mucho menor de carbono, aunque el elemento todavía está presente, ya que es el principal elemento de endurecimiento para fabricar acero. También puede contener manganeso y fósforo para fortalecer, y otros elementos de aleación como cromo, silicio y vanadio.
Tenga en cuenta que muchos tipos de acero pueden convertirse en acero negro siempre que se sometan al proceso de ennegrecimiento.
Propiedades físicas
El acero al carbono se distingue por su resistencia superior. Es menos probable que sucumba al estrés y las altas presiones que otros tipos de acero, a costa de ser más difícil de soldar, moldear o convertir en alambre. es quebradizo; los intentos de darle forma pueden resultar en que el acero se rompa en pedazos.
El acero negro también es fuerte, pero no al nivel del acero al carbono. Si bien sus propiedades físicas exactas pueden variar según el acero utilizado en el ennegrecimiento, el material generalmente tiene mayor soldabilidad, ductilidad y maleabilidad que el acero al carbono.
Resistente a la corrosión
El acero al carbono es susceptible a los agentes corrosivos, incluidos la lejía, el cloro y los ácidos fuertes. Incluso puede corroerse cuando se expone al aire si la humedad atmosférica alcanza el 70 u 80%.
Por el contrario, el acero negro es resistente a la corrosión y la abrasión debido a la resiliencia de la magnetita en su superficie, así como a su tratamiento a base de aceite.
Tratamiento
Para compensar la corrosión, el acero al carbono a menudo se galvaniza o se recubre con una capa protectora de zinc, aunque este proceso puede ser costoso. Tenga en cuenta que el acero negro nunca se galvaniza.
El acero negro se trata inicialmente en el proceso de ennegrecimiento, en el que una solución oxidante hace que se forme magnetita, u óxido de hierro negro, en la superficie. Debido a que la magnetita puede corroerse con el tiempo, luego se aplica un tratamiento a base de aceite para dejar una película protectora de aceite pesado en la superficie.
Variedades
El acero negro se puede fabricar a partir de muchos tipos de acero siempre que se ennegrezcan. Como resultado, se pueden encontrar variedades como acero inoxidable negro, barras de refuerzo negras, acero para herramientas negro e incluso acero al carbono negro.
Las variedades de acero al carbono difieren en su contenido de carbono. Los aceros con bajo contenido de carbono son más débiles pero más dúctiles y soldables, los aceros con alto contenido de carbono son más fuertes pero difíciles de moldear y los aceros con contenido medio de carbono son un equilibrio entre la resistencia física y la maleabilidad.
Apariencia
A pesar de su resistencia, el acero al carbono tiene un aspecto antiestético. Tiene un acabado mate con una textura irregular y se decolora o mancha fácilmente debido a su susceptibilidad a la oxidación.
El acero negro es bastante popular debido a su atractivo estético, ya que posee un acabado negro grisáceo brillante y liso que no se oxida. Se utiliza como acabado decorativo para sillas, encimeras, barandales, mesas, neveras y mucho más.
Cuadro comparativo: acero al carbono frente a acero negro
ÁreasAcero al CarbonoAcero NegroAleaciones ComposiciónPrincipalmente carbono y hierro.Principal: Hierro, carbono.
Aditivos: Manganeso, fósforo, cromo, etc. Propiedades Físicas Muy alta resistencia estructural. Baja maleabilidad, ductilidad y soldabilidad. Alta resistencia estructural. Alta maleabilidad, ductilidad y soldabilidad.Resistencia a la CorrosiónSusceptible, a menos que esté galvanizado.Resistente.TratamientoGalvanización.Ennegrecimiento: Solución oxidante.
Post-tratamiento: Solución a base de aceite. Variedades Acero con alto contenido de carbono, acero con medio contenido de carbono, acero con bajo contenido de carbono. Muchas, es decir, barras de refuerzo negras, acero al carbono negro. Aspecto Mate, irregular, que se tiñe fácilmente.
¿En qué se parecen el acero al carbono y el acero negro?
A pesar de sus diferencias, el acero al carbono y el acero negro todavía se clasifican químicamente como acero. Como aleaciones, ambos están compuestos principalmente de hierro con carbono agregado para fortalecerlos.
Al ser una aleación de hierro, son susceptibles a la corrosión, lo que requiere tratamientos como la galvanización y el ennegrecimiento.
Debido a su resistencia, dureza y durabilidad, ambos tipos de acero son pilares como materiales en la construcción, la ingeniería y los productos de consumo modernos. Se utilizan como componentes en diversas aplicaciones, desde herramientas y piezas estructurales hasta automóviles, armas de fuego y utensilios de cocina.
Preguntas más frecuentes
¿Para qué se utiliza la tubería de acero negro?
Los tubos de acero negro son populares por su durabilidad y bajo mantenimiento. Su uso principal es en suministro de gas, agua o combustibles fósiles largas distancias, transportando vapor y aire a altas presiones. También se utilizan como conductos para cubrir cables eléctricos.
¿Cuáles son las aplicaciones del acero al carbono?
Las variedades de acero al carbono son utilizado para diferentes propósitos:
– Acero con bajo contenido de carbono: aplanado en láminas o tiras delgadas para la construcción de automóviles, barcos, paneles para puertas o cercas. Su mayor ductilidad los hace adecuados como material de alambre.
– Acero de carbono medio: mecanizado para formar el material estructural de puentes, edificios, rieles, camiones, tuberías y engranajes.
– Acero con alto contenido de carbono: procesado en cuchillas, punzones, herramientas de corte y cableado de alta resistencia.
Conclusión
El acero negro y el acero al carbono son dos tipos comunes de acero.
Se diferencian principalmente en la composición de sus aleaciones, con acero al carbono que contiene principalmente carbono y hierro, mientras que el acero negro puede fabricarse a partir de cualquier acero sometido a ennegrecimiento.
Debido a su debilidad frente a los agentes corrosivos, el acero al carbono a menudo se galvaniza con una capa protectora de zinc. El acero negro, por otro lado, gana resistencia a través de la formación de magnetita (Fe3O4) en su superficie.