aceros-al-carbono

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Introducción 
 
Los metales y las aleaciones empleados en la industria y en la construcción pueden 
dividirse en dos grupos principales: Materiales FERROSOS y NO FERROSOS. 
Los materiales Ferrosos son aquellos que contienen hierro como su ingrediente 
principal; es decir, las numerosas calidades del hierro y el acero. 
Los materiales No Ferrosos no contienen hierro. Estos incluyen el aluminio, 
magnesio, zinc, cobre, plomo y otros elementos metálicos. Las aleaciones el latón y 
el bronce, son una combinación de algunos de estos metales No Ferrosos y se les 
denomina Aleaciones No Ferrosas. 
 
Uno de los materiales de fabricación y construcción más versátil, más adaptable y 
más ampliamente usado es el ACERO. A un precio relativamente bajo, el acero 
combina la resistencia y la posibilidad de ser trabajado, lo que se presta para 
fabricaciones mediante muchos métodos. Además, sus propiedades pueden ser 
manejadas de acuerdo a las necesidades específicas mediante tratamientos con 
calor, trabajo mecánico, o mediante aleaciones. 
 
¿Qué es el Acero? 
 
El Acero es básicamente una aleación o combinación de hierro y carbono 
(alrededor de 0,05% hasta menos de un 2%). Algunas veces otros elementos de 
aleación específicos tales como el Cr (Cromo) o Ni (Níquel) se agregan con 
propósitos determinados. 
Ya que el acero es básicamente hierro altamente refinado (más de un 98%), su 
fabricación comienza con la reducción de hierro (producción de arrabio) el cual se 
convierte más tarde en acero. 
El hierro puro es uno de los elementos del acero, por lo 
tanto consiste solamente de un tipo de átomos. No se 
encuentra libre en la naturaleza ya que químicamente 
reacciona con facilidad con el oxígeno del aire para 
formar óxido de hierro - herrumbre. El óxido se encuentra 
en cantidades significativas en el mineral de hierro, el 
cual es una concentración de óxido de hierro con impurezas y materiales térreos. 
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Clasificación del acero 
 
Los diferentes tipos de aceros se clasifican de acuerdo a los elementos de aleación 
que producen distintos efectos en el acero. 
 
- Aceros Aleados 
Estos aceros contienen una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros 
elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los 
aceros al carbono normales. Estos aceros de aleación se pueden subclasificar en: 
 
Estructurales: Son aquellos aceros que se emplean para diversas partes de 
máquinas, tales como engranajes, ejes y palancas. Además se utilizan en las 
estructuras de edificios, construcción de chasis de automóviles, puentes, barcos y 
semejantes. El contenido de la aleación varía desde 0,25% a un 6%. 
Para Herramientas: Aceros de alta calidad que se emplean en herramientas para 
cortar y modelar metales y no-metales. Por lo tanto, son materiales empleados para 
cortar y construir herramientas tales como taladros, escariadores, fresas, terrajas y 
machos de roscar. 
Especiales: Los Aceros de Aleación especiales son los aceros inoxidables y 
aquellos con un contenido de cromo generalmente superior al 12%. Estos aceros 
de gran dureza y alta resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión, se 
emplean en turbinas de vapor, engranajes, ejes y rodamientos. 
 
- Aceros de baja aleación ultra resistentes 
Los aceros de baja aleación son más baratos que los aceros aleados 
convencionales ya que contienen cantidades menores de los costosos elementos 
de aleación. Sin embargo, reciben un tratamiento especial que les da una 
resistencia mucho mayor que la del acero al carbono. 
 
- Aceros Inoxidables 
Los aceros inoxidables contienen cromo, níquel y otros elementos de aleación, que 
los mantienen brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidación a pesar de la 
acción de la humedad o de ácidos y gases corrosivos. Algunos aceros inoxidables 
son muy duros; otros son muy resistentes y mantienen esa resistencia durante 
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largos periodos a temperaturas extremas. Debido a sus superficies brillantes, en 
arquitectura se emplean muchas veces con fines decorativos. El acero inoxidable 
se utiliza para las tuberías y tanques de refinerías de petróleo o plantas químicas, 
para los fuselajes de los aviones o para cápsulas espaciales. También se usa para 
fabricar instrumentos y equipos quirúrgicos, o para fijar o sustituir huesos rotos, ya 
que resiste a la acción de los fluidos corporales. En cocinas y zonas de preparación 
de alimentos los utensilios son a menudo de acero inoxidable, ya que no oscurece 
los alimentos y pueden limpiarse con facilidad. 
 
- Aceros al Carbono 
Más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen 
diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de 
silicio y el 0,60% de cobre. Entre los productos fabricados con aceros al carbono 
figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras de 
construcción de acero, cascos de buques, somieres y horquillas. 
 
Los aceros al carbono se clasifican por lo general en función a la proporción (por 
peso) del contenido de carbono. 
A. Acero al bajo carbono: también es conocido como el acero suave o dulce, que 
tiene menos de 0.30% de carbono. Comúnmente es utilizado para productos 
industriales comunes como pernos, tuercas, láminas, placas y tubos para 
componentes de maquinaria que no requieren de alta resistencia. 
B. Acero al medio carbono: tiene de 0.30% a 0.60% de carbono. Es generalmente 
utilizado en aplicaciones que requieren una resistencia más elevada a la disponible 
en los aceros de bajo carbono, como en piezas de equipos de maquinarias 
automotrices y equipos agrícolas (engranes, ejes, bielas, cigüeñales), en equipos 
de ferrocarriles y en piezas para maquinarias de trabajos de metales. 
C. Acero al alto carbono: tiene más de 0.60% de carbono. Se utiliza por lo general 
para partes que requieren resistencia mecánica, dureza y resistencia al desgaste, 
como las herramientas de corte, cable, alambre para música, resortes y cuchillería. 
Después de haber sido manufacturados a su forma, la pieza por lo general son 
tratadas térmicamente y templadas. Mientras más elevado sea el contenido de 
carbono del acero, más alta será su dureza, su resistencia mecánica y su 
resistencia al desgaste después del tratamiento térmico. 
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Los aceros son aleaciones que corresponden a una parte del sistema hierro-
carbono: 
 
Diagrama HIERRO – CARBONO: 
 
En la figura representamos el diagrama de equilibrio de estas aleaciones, en el que 
vemos que el hierro y el carbono para la concentración 6,66% de C forman un 
compuesto Fe2C, cementita, que es parcialmente soluble en el hierro y forma una 
eutéctica, ledeburita, para una concentración 4,3% C. El límite de solubilidad del 
carbono en el hierro es próximamente de 1,8% de C a 1.130º y éste constituye el 
límite superior de dosificación de carbono en los aceros. Las restantes aleaciones 
del sistema se denominan fundiciones. Los aceros son, pues, aleaciones hierro-
carbono con menos carbono del de saturación de la solución sólida Fe-C y, por 
tanto comprendidas entre 0 y 1,8 de C. 
 Los aceros son las únicas aleaciones Fe-C que solidifican en un constituyente 
único, la austenita, formándose en las fundiciones dos constituyentes: la austenita y 
la cementita. 
 
 
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El acero a temperatura ambiente aparecerá, pues, constituido por: 
Cementita + perlita 
Y siendo la: 
Perlita = ferrita + cementita 
El acero es en definitiva: cementita + ferrita 
En todos los aceros vemos que al enfriarse se transforma su austenita en ferrita + 
cementita con formación de ferrita o cementita proeutectoide, según contenga 
menor o mayor concentración de C de la eutectoide. 
Los aceros de menos de 0,88 se denominan hipoeutectoides y se hallan 
constituidos a la temeratura ambiente por ferrita y perlita. Los aceros de mas de0,88 % de C se hallan constituidos a temperatura ambiente por cementita + perlita. 
 
Los constituyentes del acero: 
FERRITA: es una solución sólida de C en hierro con una pequeñísima 
concentración de aquel, ya que varía de 0,008% a la temperatura ambiente a 
0,035% a la temperatura A1. La ferrita es el más blando y dúctil de los 
constituyentes, pues posee una resistencia de 28 kg/mm2 y un alargamiento de 
35%. Es magnética y de baja fuerza coercitiva. 
CEMENTITA: es un carburo de hierro que corresponde a la fórmula Fe2C. Contiene 
6,67% de C y 93,33% de Fe. Es el constituyente más duro y frágil de los aceros, 
pues alcanza una dureza de 68 Rc y cristaliza en el sistema ortorrómbico. 
AUSTENITA: es una solución sólida y varía aproximadamente (retenida a la 
temperatura ambiente por tratamientos adecuados) de 88 a 105 kg/mm2, siendo su 
alargamiento de 23 a 20 %. Es bastante resistente, dúctil y tenaz, siendo muy 
elevada su resistencia al desgaste aun con durezas poco considerables. No es 
magnética y es el constituyente más denso de los aceros 
 
PROPIEDADES FISICAS 
Son aquellas que expresan el comportamiento de los metales frente a esfuerzos o 
cargas que tienden a alterar su forma. 
Resistencia: 
Capacidad de soportar una carga externa, si el metal debe soportarla sin romperse 
se denomina carga de rotura y puede producirse por tracción, por compresión, por 
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torsión o por cizallamiento, habrá una resistencia a la rotura (Kg/mm²) para cada 
uno de estos esfuerzos. 
Dureza: 
Propiedad que expresa el grado de deformación permanente que sufre un metal 
bajo la acción directa de una carga determinada. Los ensayos más importantes 
para designar la dureza de los metales, son los de penetración, en que se aplica un 
penetrador (de bola, cono o diamante) sobre la superficie del metal, con una 
presión y un tiempo determinados, a fin de dejar una huella que depende de de la 
dureza del metal, los métodos más utilizados son los de Brinell, Rockwell y Vickers. 
Elasticidad: 
Capacidad de un material elástico para recobrar su forma al cesar la carga que lo 
ha deformado. Se llama límite elástico a la carga máxima que puede soportar un 
metal sin sufrir una deformación permanente. Su determinación tiene gran 
importancia en el diseño de toda clase de elementos mecánicos, ya que se debe 
tener en cuenta que las piezas deben trabajar siempre por debajo del límite 
elástico, se expresa en Kg/mm². 
Plasticidad: 
Capacidad de deformación permanente de un metal sin que llegue a romperse. 
Tenacidad: 
Resistencia a la rotura por esfuerzos de impacto que deforman el metal. La 
tenacidad requiere la existencia de resistencia y plasticidad. 
Fragilidad: 
Propiedad que expresa falta de plasticidad, y por tanto, de tenacidad. Los 
materiales frágiles se rompen en el límite elástico, es decir su rotura se produce 
espontáneamente al rebasar la carga correspondiente al límite elástico. 
Resiliencia: 
Resistencia de un metal a su rotura por choque, se determina en el ensayo Charpy. 
Fluencia: 
Propiedad de algunos metales de deformarse lenta y espontáneamente bajo la 
acción de su propio peso o de cargas muy pequeñas. Esta deformación lenta, se 
denomina también creep. 
 
 
 
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Fatiga: 
Si se somete una pieza a la acción de cargas periódicas (alternativas o 
intermitentes), se puede llegar a producir su rotura con cargas menores a las que 
producirían deformaciones. 
 
PROPIEDADES TECNOLOGICAS 
Determina la capacidad de un metal a ser conformado en piezas o partes útiles o 
aprovechables. Estas son: 
 
· Ductilidad: Es la capacidad del metal para dejarse deformar o trabajar en frío; 
aumenta con la tenacidad y disminuye al aumentar la dureza. Los metales más 
dúctiles son el oro, plata, cobre, hierro, plomo y aluminio. 
· Fusibilidad: Es la propiedad que permite obtener piezas fundidas o coladas. 
· Colabilidad: Es la capacidad de un metal fundido para producir piezas fundidas 
completas y sin defectos. Para que un metal sea colable debe poseer gran fluidez 
para poder llenar completamente el molde. Los metales más fusibles y colables son 
la fundición de hierro, de bronce, de latón y de aleaciones ligeras. 
· Soldabilidad: Es la aptitud de un metal para soldarse con otro idéntico bajo 
presión ejercida sobre ambos en caliente. 
Poseen esta propiedad los aceros de bajo contenido de carbono. 
· Endurecimiento por el temple. 
Es la propiedad del metal de sufrir transformaciones en su estructura cristalina 
como resultado del calentamiento y enfriamiento sucesivo y por ende de sus 
propiedades mecánicas y tecnológicas. Los aceros se templan fácilmente debido a 
la formación de una estructura cristalina característica denominada martensita. 
· Facilidad de mecanizado: Es la propiedad de un metal de dejarse mecanizar con 
arranque de viruta, mediante una herramienta cortante apropiada. Son muy 
mecanizables la fundición gris y el bronce, con virutas cortadas en forma de 
escamas. 
El acero dulce y las aleaciones ligeras de alta tenacidad, producen virutas largas. 
 
 
 
 
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ELEMENTOS QUE BRINDAN DIFERENTES PROPIEDADES 
 
A los aceros se les agrega varios elementos, a fin de impartirles las propiedades de 
templabilidad, resistencia mecánica, dureza, tenacidad, resistencia al desgaste, 
capacidad de trabajo, soldabilidad, maquinabilidad. 
En general, mientras más elevados sean los porcentajes de éstos elementos en los 
aceros, mayores serán las propiedades particulares que imparten. 
Boro: mejora la templabilidad, sin la pérdida y mejoría de maquinabilidad y 
conformabilidad. 
Calcio: desoxida los aceros, mejora tenacidad y puede mejorar la conformabilidad 
y la maquinabilidad. 
Carbono: mejora la templabilidad, la resistencia mecánica, la dureza y la 
resistencia al desgaste; reduce la conductibilidad, la solubilidad y tenacidad. 
Cerio: controla la forma de las inclusiones y mejora la tenacidad en los aceros de 
alta resistencia de baja aleación; desoxida los aceros. 
Cromo: mejora la tenacidad, la templabilidad, la resistencia al desgaste y a la 
corrosión; además mejora la resistencia a altas temperaturas. Mejora la 
profundidad de lapenetración del endurecimiento, resultado de tratamiento térmico 
al promover la carburización. 
Cobalto: mejora la resistencia y la dureza a temperatura elevada. 
Cobre: mejora la resistencia a la corrosión atmosférica y en un menor grado, 
incrementa la resistencia mecánica con muy poca pérdida en ductilidad; afecta de 
manera adversa las características de trabajar en caliente y la calidad superficial. 
Plomo: mejora la maquinabilidad; causa fragilización. 
Magnesio: tiene los mismos efectos del cerio. 
Manganeso: mejora la templabilidad, la resistencia mecánica, la resistencia a la 
abrasión y la maquinabilidad; desoxida al acero fundido y reduce la fragilidad en 
caliente, así como reduce la soldabilidad. 
Níquel: mejora la resistencia, la tenacidad, la resistencia a la corrosión y la 
templabilidad. 
Niobio: imparte un tamaño de grano fino y mejora la resistencia y la tenacidad del 
impacto, reduce la temperatura de transición como también la templabilidad. 
Fósforo: mejora la resistencia, la templabilidad, la resistencia a la corrosión y la 
maquinabilidad, reduce de manera severa la ductilidad y la tenacidad. 
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Selenio: mejora la maquinabilidad. 
 Silicio: mejora la resistencia, la dureza y la resistencia a la corrosión, así como la 
conductividad eléctrica; reduce la pérdida de histéresis magnética, la 
maquinabilidad y la capacidad de conformación en frío. 
Azufre: mejora la maquinabilidad cuando se le combina con manganeso; reduce la 
resistencia al impacto y la ductilidad; perjudica la calidad superficial y la 
soldabilidad. 
Tantalio: tiene efectos similares al del niobio. 
Telurio: mejora la maquinabilidad, la conformabilidad y la tenacidad. 
Titanio: mejora la templabilidad, desoxidalos aceros. 
Tungsteno: tiene los mismos efectos que el cobalto. 
Vanadio: mejora la resistencia a la abrasión, así como la dureza a temperaturas 
elevadas; impide el crecimiento del grano durante el tratamiento térmico. 
Zirconio: tiene los mismos efectos que el Cerio. 
 
En resumen, los efectos de los elementos de aleación son: 
• Mayor resistencia y dureza 
• Mayor resistencia a los impactos 
• Aumento de la resistencia al desgaste 
• Aumento de la resistencia a la corrosión 
• Mejoramiento de maquinabilidad 
• Dureza al rojo (altas temperaturas) 
• Aumento de la profundidad a la cual el acero puede ser endurecido (penetración de 
temple) 
 
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ELEMENTOS RESIDUALES EN LOS ACEROS 
 
Durante la producción del acero, su refinación y procesamiento, pueden aún 
quedar elementos residuales. A los que siguen se consideran generalmente no 
deseados como elementos residuales: 
Antimonio y arsénico; causan fragilización por temple. 
Hidrógeno: fragiliza severamente a los aceros; sin embargo al calentarlos durante 
procesamientos expulsan la mayor parte del hidrógeno. 
Nitrógeno: reduce la ductilidad y tenacidad. 
El oxígeno incrementa la resistencia de los aceros efervescentes; reduce la 
tenacidad. 
Estaño: causa fragilización en caliente y fragilización por temple. 
Azufre: límite máximo aproximado: 0,04%. El azufre con el hierro forma sulfuro, el 
que, conjuntamente con la austenita, da lugar a un eutéctico cuyo punto de fusión 
es bajo y que, por lo tanto, aparece en bordes de grano. Cuando los lingotes de 
acero colado deben ser laminados en caliente, dicho eutéctico se encuentra en 
estado líquido, lo que provoca el desgranamiento del material. 
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Aunque se considera un elemento perjudicial, su presencia es positiva para mejorar 
la maquinabilidad en los procesos de mecanizado. Cuando el porcentaje de azufre 
es alto puede causar poros en la soldadura. 
Fósforo: límite máximo aproximado: 0,04%. El fósforo resulta perjudicial, ya sea al 
disolverse en la ferrita, pues disminuye la ductilidad, como también por formar FeP 
(fosfuro de hierro). Aunque se considera un elemento perjudicial en los aceros, 
porque reduce la ductilidad y la tenacidad, haciéndolo quebradizo, a veces se 
agrega para aumentar la resistencia a la tensión y mejorar la maquinabilidad. 
 
FUENTES DE MINERALES 
 
Existen dos fuentes principales de hierro (Yacimientos Ferríferos) nacionales. 
Estas son: 
 
‐ Sierra Grande -Hierro Patagonia Rionegrino Sociedad Anonima (HIPARSA) 
Ubicada en la Provincia de Río Negro, en el Departamento de San Antonio, en el 
Municipio Sierra Grande. 
La mina puede funcionar con la infraestructura existente en una capacidad de 3,6 
millones de toneladas de mineral extraído por año. 
‐ Altos Hornos Zapla 
Ubicada en la Provincia de Jujuy, en el departamento Palpalá. 
Hoy Aceros Zapla S.A. produce 5.000 toneladas de aceros especiales por mes, y 
duplicará su producción, tras la instalación de un nuevo horno, cuenta con una 
facturación anual que ronda los u$s 60 millones y una patrimonio cercano a u$s 40 
millones. 
 Zapla provee a las industrias petrolera, gasífera y automotriz, entre otras. Se 
fabrica el 90% de las variedades de acero que se consumen dentro de la Argentina. 
 
Para la extracción del mineral, se utilizan técnicas tales como: 
‐ Investigaciones magnéticas: consisten en rastrear aéreamente mediante el 
magnetómetro los posibles depósitos. Esto se hace mediante el uso de un 
helicóptero 
‐ Técnicas de taladrado: permiten obtener muestras de calidad. Se emplean taladros 
de diamante y mezclas de éste según la dureza de la superficie de muestra. 
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Luego viene el proceso de Trituración y Tamizado: 
Consiste en darle al mineral un tamaño apropiado para ser cargado en el alto 
horno, el que, actualmente, requiere de la trituración y tamizado de las granzas de 
carga directa al horno de un tamaño más fino que 6 mm y con más de 30 mm de 
grueso bruto. 
 
A continuación, la Mezcla: 
Ayuda a elaborar insumos que logren y cumplan la calidad requerida y los 
estándares que la industria necesita. Los sistemas más usados son los de 
apilamiento, que significan el agrupamiento en capas del mineral, donde cada capa 
representa mineral que varía en tamaño y composición química de las que le 
preceden y anteceden. El mineral se retira mediante grúas y excavadoras, 
cargadores frontales y otros. El retiro del mineral de esta pila resulta en la 
obtención de material con mezcla uniforme proveniente de todas las capas. 
 
Lavado: 
Se aprovecha la alta gravedad específica y tamaño bruto del mineral para separarlo 
de la ganga silicosa más fina y liviana predominantemente en forma de cuarzo y 
arcilla. Se prepara el mineral para ser lavado en dos etapas más finas que 50 mm. 
 
Agitación: 
Consisten estos instrumentos de agitación, generalmente, en pantallas horizontales 
que alojan una cama de 15 a 25 cm de profundidad. Mediante la acción pulsante 
del agua, acción impartida a través de una bomba oscilante o mediante el 
movimiento físico hacia arriba y abajo de la propia pantalla, el mineral entrante a 
ésta es estratificado. Al caer el mineral, el movimiento pulsante permite que las 
partículas de sílice más livianas suban a la parte alta de la cama mientras que las 
partículas más ricas en hierro bajen a la base. 
 
Yacimientos en Latinoamérica 
 
Los Mayores Yacimientos de Minera de Hierro en América Latina corresponden a: 
Bolivia; Brasil; Chile; Colombia; México; Perú; Venezuela. 
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PRODUCCION DEL ACERO 
 
Producción y Refinación de Arrabio 
 
 
El arrabio es el primer proceso que se realiza para obtener Acero, los materiales 
básicos empleados son Mineral de Hierro, Coque y Caliza. El coque se quema 
como combustible para calentar el horno, y al arder libera monóxido de carbono, 
que se combina con los óxidos de hierro del mineral y los reduce a hierro metálico. 
 
- Se utilizan 2 tipos de Minerales de Hierro, las Granzas y los Pellets Básicos. 
 
Granza Pallets 
 
- Coque: La mezcla de carbones metalúrgicos se somete a un proceso de 
destilación seca que lo transforma en coque metalúrgico. La coquificación del 
carbón mineral deja, como subproducto, gas de alto poder calorífico, que es 
utilizado como combustible en los diversos procesos de la industria. 
 
 Carbón Coque 
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- Vaciado de Arrabio: El arrabio se vacía a uno o más carros torpedos para ser 
trasladado al área de Acería, cada carro es capaz de contener 200 toneladas de 
Arrabio 
 
La ecuación de la reacción química fundamental de un alto horno es: 
Fe2O3 + 3 CO 3 CO2 + 2 Fe 
 
La caliza de la carga del horno se emplea como fuente adicional de monóxido de 
carbono y como sustancia fundente. Este material se combina con la sílice 
presente en el mineral (que no se funde a las temperaturas del horno) para formar 
silicato de calcio, de menor punto de fusión. Sin la caliza se formaría silicato de 
hierro, con lo que se perdería hierro metálico. El silicato de calcio y otras impurezas 
forman una escoria que flota sobre el metal fundido en la parte inferior del horno. 
El arrabio producido en los altos hornos tiene la siguiente composición: un 92% de 
hierro, un 3 o 4% de carbono, entre 0,5 y 3% de silicio, del 0,25% al 2,5% de 
manganeso, del 0,04 al 2% de fósforo y algunas partículas de azufre. 
 
 
 
 
 
 
 
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Transporte de Arrabio 
 
 
Carro Torpedo transportando Arrabio 
 
El hierro recién colado se denomina "arrabio". El oxígeno ha sido removido, pero 
aún contiene demasiado carbono (aproximadamente un 4%) y demasiadas 
impurezas (silicio, azufre, manganeso y fósforo) como para ser útil, para eso debe 
ser refinado, porque esencialmenteel acero es hierro altamente refinado que 
contiene menos de un 2% de carbono. 
La fabricación del acero a partir del arrabio implica no sólo la remoción del carbono 
para llevarlo al nivel deseado, sino también la remoción o reducción de las 
impurezas que contiene. 
Se pueden emplear varios procesos de fabricación de acero para purificar o refinar 
el arrabio; es decir, para remover sus impurezas. Cada uno de ellos incluye el 
proceso básico de oxidación. 
 
 
 
 
 
 
 
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Alto Horno 
 
El alto horno es virtualmente una 
planta química que reduce 
continuamente el hierro del 
mineral. Químicamente 
desprende el oxígeno del óxido 
de hierro existente en el mineral 
para liberar el hierro. Está 
formado por una cápsula 
cilíndrica de acero forrada con un 
material no metálico y resistente 
al calor, como ladrillos refractarios 
y placas refrigerantes. El diámetro 
de la cápsula disminuye hacia 
arriba y hacia abajo, y es máximo 
en un punto situado 
aproximadamente a una cuarta parte de su altura total. La parte inferior del horno 
está dotada de varias aberturas tubulares llamadas toberas, por donde se fuerza el 
paso del aire. Cerca del fondo se encuentra un orificio por el que fluye el arrabio 
cuando se sangra (o vacía) el alto horno. Encima de ese orificio, pero debajo de las 
toberas, hay otro agujero para retirar la escoria. La parte superior del horno, cuya 
altura es de unos 30 m, contiene respiraderos para los gases de escape, y un par 
de tolvas redondas, cerradas por válvulas en forma de campana, por las que se 
introduce la carga en el horno. Los materiales se llevan hasta las tolvas en 
pequeñas vagonetas o cucharas que se suben por un elevador inclinado situado en 
el exterior del horno. 
 
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Los altos hornos modernos funcionan en combinación con hornos básicos de 
oxígeno o convertidores al oxígeno, y a veces con hornos de crisol abierto, más 
antiguos, como parte de una única planta siderúrgica. En esas plantas, los hornos 
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siderúrgicos se cargan con arrabio. El metal fundido procedente de diversos altos 
hornos puede mezclarse en una gran cuchara antes de convertirlo en acero con el 
fin de minimizar el efecto de posibles irregularidades de alguno de los hornos. 
 
Tipos de Hornos 
 
Refinación y desgasificación 
Una dificultad para la fabricación del acero es su elevado punto de fusión, 1.400ºC 
aproximadamente, que impide utilizar combustibles y hornos convencionales. 
Para superar esta dificultad, se han desarrollado 3 importantes tipos de hornos 
para el refinamiento del Acero (Horno de Hogar Abierto o Crisol, Horno de 
Oxígeno Básico, Horno de Arco Eléctrico), en cada uno de estos procesos el 
oxígeno se combina con las impurezas y el carbono en el metal fundido. El oxígeno 
puede introducirse directamente mediante presión dentro o sobre la carga a través 
del oxígeno en el aire, o en forma de óxidos de hierro o herrumbre en la chatarra. 
Esto oxidará algunas impurezas, las que se perderán como gases, mientras otras 
impurezas reaccionarán con la piedra caliza fundida para formar una escoria que 
será colada posteriormente. 
 
Después de ser producido en cualquiera de los hornos de fabricación de acero, el 
acero derretido puede refinarse aún más para producir acero de alta pureza y 
homogeneidad. Esto se logra removiendo los gases (oxígeno, hidrógeno y 
nitrógeno) en el acero derretido que fueron absorbidos o formados durante el 
proceso de fabricación. 
Si los gases no se remueven antes que el acero se solidifique, su presencia o sus 
reacciones con otros elementos en el acero puede producir defectos tales como: 
inclusiones (partículas sólidas de óxido), sopladuras (bolsas de gas), 
descascarillamiento (grietas internas) y fragilidad (pérdida de ductibilidad). 
Cuanto más ágil sea el proceso y más completamente puedan desarrollarse las 
reacciones de afino mejor será la calidad del producto obtenido. 
 
 
 
 
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Colada y Solidificación 
 
Del acero líquido es preciso pasar al estado sólido traspasandolo del horno de 
fusión a los moldes de solidificación, esto se realiza colando el acero en estado 
líquido del horno a un recipiente intermedio denominado caldero de colada, donde 
se le deja reposar para que se homogeneice el líquido y alcance la temperatura 
debida para pasarlo a los moldes de solidificación. Así se consigue una mejor 
eliminación de los restos de escoria y corrección de temperatura al pasar 
suavemente el líquido del caldero al molde por el orificio de colada, facilitando las 
adiciones de desoxidantes para reducir el oxido de hierro y eliminación de gases 
disueltos. 
La solidificación se realiza en moldes que podrán tener una configuración 
determinada y propia de las piezas que se trate de lograr o una configuración 
normalizada que constituyen las lingoteras. El primer caso se aplica para obtener 
piezas directamente por solidificación y constituye el proceso del acero moldeado; 
el segundo proceso se aplica para la obtención de lingotes o bloques de acero, lo 
que después, por la forja y demás operaciones de deformación o mecanizado, se 
han de obtener las piezas deseadas. 
Las lingoteras son moldes de forma tronco-piramidal o tronco-cónica de fundición 
que se llenan con el acero líquido, en donde se enfría por conductibilidad y 
radiación de las paredes. 
El líquido que llena el lingote está formado por una solución de hierro y carbono 
con los restos de impurezas y excorias que han sido arrastradas por el baño del 
horno y las que se pueden haber formado en el caldero de colada por las adiciones 
realizadas y reacciones desarrolladas. Éste líquido seguirá enfriando desde la 
superficie al núcleo. Ésta marcha del enfriamiento dará lugar a distintos fenómenos 
que tienen gran importancia en la calidad del lingote. 
Por una parte encontramos el enfriamiento heterogéneo, el cual da lugar a una 
distribución de impurezas en el lingote sólido, en forma heterogénea. En éste tipo 
de enfriamiento en el momento de la solidificación las impurezas y burbujas 
desprendidas que hayan alcanzado la superficie del líquido quedarán atrapadas en 
el metal, pero aquellas que por su viscosidad no hayan podido alcanzar dicha 
superficie quedarán retenidas en la masa general como inclusiones y sopladuras. 
Si el enfriamiento fuese homogéneo, la distribución de inclusión y sopladura sería 
P á g i n a  | 20 
 
homogénea. Pero no sucede así, ya que el lingote se enfría antes y más deprisa en 
su periferia que en el núcleo, por lo que las imperfecciones darán lugar a un lingote 
físicamente heterogéneo. 
 
Forja del Acero 
 
El acero simplemente solidificado difícilmente alcanza toda la corrección estructural 
que fuera de desear, y así en las piezas de acero moldeado no es posible lograr la 
plenitud de características que el acero puede proporcionarnos. 
Para remediar éstas dificultades se emplea el tratamiento de la forja, que consiste 
en someter el lingote del acero calentando previamente a una temperatura superior 
a los 800º C (punto A3), a una deformación por medio de una prensa, martillo o 
laminador hasta reducir su sección en una magnitud conveniente. Durante la forja 
lo que se hace es afinar el grano de austenita, aunque al seguir elevando la 
temperatura se produce el crecimiento del mismo; el cual tiene como función 
permitir que suelden las discontinuidades que existen en el lingote, el cual es 
producido por mantener elevada la temperatura. 
Gracias al crecimiento del grano se podrán eliminar las sopladuras, grietas internas 
y demás discontinuidades. Aunque debemos tener en cuenta que este crecimiento 
perjudica la solidificación del acero dejándolo una estructura basta. Este se puede 
evitar, llevando a cabo la forja a una temperatura en que el grano ya no pueda 
crecer. 
Continuando con el forjado se realiza un aplastamiento de losdendritos, 
orientándolos en el sentido de la deformación, el cual genera un estiramiento de las 
impurezas en igual sentido y la trituración de inclusiones frágiles cuyos fragmentos 
se orientan también en el mismo sentido. Todo eso engendra una estructura 
direccional que se denomina fibra del acero, y a primera vista se comprende que, 
orientando los defectos en el sentido de la deformación o forja, las propiedades se 
harán direccionales variando según la orientación que se considere respecto a la 
forja. 
Cuanto más intensa sea la fibra, mas anisótropo (presentan propiedades variables 
según en la dirección que se los midan) será el acero y existirá mayor diferencia 
entre propiedades longitudinales y transversales. 
Ventajas del forjado: 
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• Mejora la homogeneidad del acero 
• Se encarga de soldar discontinuidades 
• Afino del grano de austerita 
• Mejora propiedades físicas del acero, como también longitudinales y 
transversales 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
P á g i n a  | 22 
 
 
Tratamientos térmicos de los aceros al carbono 
 
Previamente se pudo observar que el enfriamiento del acero después de los 
procesos metalúrgicos de obtención, colada, solidificación y forja; no será 
normalmente el correcto para que su estado sea el adecuado para su utilización, 
siendo necesario modificar su estructura mediante tratamientos adecuados para 
que corresponda a nuestras necesidades. 
Lo expuesto podemos realizarlo mediante tratamientos térmicos basados en las 
condiciones en que se desarrollo su enfriamiento. 
El calentamiento y enfriamiento a temperaturas y tiempos rigurosamente 
controlados, es el principio en que se basan todos los procesos metalúrgico que se 
conocen como tratamientos térmicos y que tienen por objeto, en forma general, la 
regeneración o modificación de la estructura cristalina, el acrecentamiento o 
variación de algunas de sus características físico-mecánicas en forma total o 
solamente superficial. 
Los distintos tratamientos térmicos los podemos sintetizar: 
- Recocido 
- Austenización completa 
- Subcríticos 
- Ablandamiento 
- Contra Acritud 
- Globular 
- Austenización incompleta 
 
- Doble 
 
- Normalizado 
 
- Temple 
- Agua 
- Aceite 
- Plomo - Patenting 
 
P á g i n a  | 23 
 
 
- Enfriamiento 
- Sales fundidas-Austempering-Martempering 
- Mercurio 
 
- Superficial 
- A la llama 
- Corrientes inducidas de alta frecuencia 
 
RECOCIDO 
En la fabricación el acero sufre calentamientos cuyas temperaturas dependerán de 
la índole del proceso, como ser en la zona de los 900º C para la forja y más de 
1500º C para el moldeo. El enfriamiento posterior debido que el objeto principal en 
todos esos casos es la obtención de determinadas formas, es por lo general de no 
muy riguroso control, dando por resultado un acero de estructura algo irregular 
(enfriamiento desparejo), endurecimientos superficiales incorrectos y hasta 
tensiones internas. 
Estas irregularidades o defectos se subsanan mediante el recocido, tratamiento 
térmico que consiste en calentar el metal hasta temperaturas que podrán ser algo 
superiores o menores que las críticas para luego enfriarlos lentamente en medios o 
condiciones concordantes con el tipo de calidad del acero. 
Si bien con el recocido eliminamos tensiones internas y regeneramos su estructura, 
se deja el material muy blando y dúctil, lo que beneficiará a trabajos posteriores 
como los de deformación en frío, pero no a su empleo en esas condiciones. Es por 
ello que en la industria suelen realizarse distintas clases de recocido como ser: 
• De regeneración o austenizacion completa: 
Mediante un calentamiento lento y uniforme, se lleva al acero hasta la zona de 
austenita, o sea, a una temperatura ligeramente mayor (20 a 40º C) que la de su 
punto crítico superior (A3) en la que permanecerá durante el tiempo suficiente para 
asegurar que toda la masa adopte la estructura austenítica, tiempo que depende de 
la velocidad de calentamiento y tamaño de la pieza. 
Debido a que el enfriamiento posterior es la parte fundamental del proceso, se 
debe proceder con mayor rigurosidad y control. Es así es, para aceros 
hipoeutectoides y para obtener una estructura o grano fino, dicho enfriamiento debe 
P á g i n a  | 24 
 
realizarse, dentro de su normal lentitud, tanto más rápidamente cuanto menor es el 
contenido de carbono, para evitar el crecimiento de los cristales de ferrita, único 
componente cristalográfico de ese tipo de acero, debido a que la perlita presente es 
sólo una mezcla eutéctica (ferrita y cementita) que no tiene proceso de crecimiento. 
Este recocido se realiza para ablandar el acero y uniformar su estructura. 
 
• Recocido subcrítico: 
Es aplicable cuando se busca eliminar las tensiones internas e incrementar la 
ductilidad y consiste en calentar el acero a temperaturas próximas, pero menores, a 
la de su punto crítico inferior. Debido a que no alcanza dicho punto, la velocidad de 
enfriamiento no reviste mayor importancia, realizándose por lo común al aire. 
Siendo de fácil ejecución y de resultados similares aunque no tan marcados como 
en el tratamiento de austenización completa, son de uso muy generalizado, 
pudiéndose distinguir tres tipos: 
1. De Ablandamiento: para dar al acero buenas condiciones de mecanización, sin 
llegar a valores de la dureza tan bajos como el recocido a austenización completa. 
El calentamiento se lleva a temperaturas lo más próximas posibles a A1, 
enfriándose al aire 
2. Contra Acritud: para aumentar la ductilidad del acero, de bajo porcentaje de 
carbono (hasta 0.35%), cuando ha sido trabajado en frío y con el objeto de facilitar 
procesos posteriores. Mediante un calentamiento entre 600 y 700º C, los cristales 
de ferrita alargados como consecuencia del laminado, retoman una forma 
poliédrica con lo que recuperan su ductilidad. 
3. Globular: aplicable en aceros de bajas aleaciones, se emplea para disminuir la 
dureza, por lo que al calentarlos a temperaturas cercanas a A1 y a las que se debe 
mantener un mayor tiempo; se logra una estructura de configuración semejan a la 
globular. 
 
• Globular o de austenización incompleta 
Es aconsejado para los aceros de más de 0,5% de C y en especial los 
hipereutectoides, debido que en ellos es donde se consigue con mayor facilidad la 
estructura que caracteriza a este recocido y que es la cementita globular, en una 
base de ferrita. 
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Calentando a una temperatura intermedia entre los puntos críticos inferior y 
superior, se puede operar de dos formas distintas, o bien manteniendo constante la 
temperatura alcanzada durante un cierto tiempo, o haciéndola oscilar con valores 
inferiores a A1, enfriando finalmente en ambos casos en forma muy lenta. 
 
• Doble recocido 
Consiste por lo general en la ejecución de un recocido a austenizacion completa 
seguido de otro subcrítico, sin haber dejado enfriar totalmente al metal. Su objeto 
es el de obtener valores de dureza muy bajos. 
 
NORMALIZADO 
El recocido deja al acero en condiciones aptas para tratamientos o mecanizados 
posteriores, pero no para su empleo en construcciones, dado a que con él 
decrecen las características mecánicas más importantes a tales fines. 
Por razones económicas no son necesarias las propiedades de los aceros de alto 
porcentaje de carbono o aleados; es por ello que mediantes el normalizado a los 
hipoeutectoides, se mejora su comportamiento al trabajo al que van a ser 
sometidos. 
En principio es un tratamiento térmico muy similar al recocido a austenización 
completa, diferenciándose de él en que la velocidad de enfriamiento (siempre al 
aire quieto) resulta un poco mayor, al igual que la temperatura de calentamiento 
(50ºC a 70ºC sobre A3) 
Debido a que el enfriamiento es más rápidose consigue una estructura de grano 
fino, dando lugar a una configuración perlito-troostítica en menor cantidad de ferrita, 
lo que eleva su comportamiento mecánico. 
No se aconseja para los aceros hipereutectoides y en menos en los especiales, 
aunque se lo suele realizar como tratamiento previo al temple. 
 
TEMPLE 
 
Es tal vez el tratamiento térmico de mayor importancia de los que se somete al 
acero, puesto que se le aplica preferentemente a los hipereutectoides y de la 
aleación, excluyendo a los hipoeutectoides sólo por cuestiones económicas, ya que 
P á g i n a  | 26 
 
al ser los primeros mucho más caros y de características delineadas y precisas, 
exigen del tratamieto un alto grado de exactitud, lo que justifica su importancia. 
Para la obtención de un temple correcto en la mayoría de los aceros, se debe llevar 
la masa de los mismos a un estado total austenítico. Las condiciones en las que 
realiza el calentamiento para conseguirlo deben ser tales de no provocar 
diferencias de temperaturas muy notorias entre las superficies y el centro de las 
piezas tratadas; ya que dichas diferencias dan lugar a dilataciones desiguales, las 
que originan tensiones que si alcanzan valores elevados ocasionan fisuras o 
grietas internas. Por ello se acostumbra a controlarlo rigurosamente para producir 
una diferencia no mayor a 20º C, entre los puntos que disten a 25 mm, o con una 
duración total del proceso, superior a media hora por cada 25 mm de diámetro. 
Las temperaturas de austenización para el temple son por lo general de 40 a 60º C 
superiores a su punto crítico, ésta zona se elige de acuerdo al volumen de las 
piezas, al tipo de acero y a su estado estructural, debido que para obtener una 
austenización regular y estable es necesaria una difusión normal del carbono en 
toda la masa. 
Hay que tener presente que elevadas temperaturas del proceso (cercanas a la 
fusión), motivan lo que se conoce como acero quemado. En éstos, los cristales de 
austenita se ven rodeados por una fina capa de óxido, que originan una 
decohesión, que impide además toda regeneración posterior del metal, quedando 
inutilizado. Sui estructura es de grano muy grueso y brillante y es sumamente frágil. 
Teoría de Temple 
Calentando uniformemente el acero a la temperatura conveniente, se debe 
proceder luego a enfriarlo, siendo ésta la operación más delicada y a la vez 
compleja. 
Sabemos que si se realiza muy lentamente, comenzará a producirse la 
transformación de la austenita en sus constituyentes secundarios o derivados, a la 
temperatura de 721º C (teórica, enfriamiento infinitamente lento), obteniéndose un 
acero de dureza muy baja. 
A medida que se va aumentando la velocidad de enfriamiento. Los puntos Ar irán 
descendiendo cada vez más, dando origen al mismo tiempo a cambios 
fundamentales de su estructura y típicos de cada enfriamiento, como ser la sorbita, 
troostita y martensita. 
P á g i n a  | 27 
 
De todas esas estructuras, la que caracteriza al temple correcto es la martensítica, 
que para grandes velocidades de enfriamiento comienza a aparecer a temperaturas 
inferiores a los 350º C. 
Si el enfriamiento es algo más lento de aquél que podríamos llamar crítico de 
temple, o sea para el cual se produce la transformación total y directa de la 
austenita en martensita, se presenta un nuevo constituyente que es la troostita, de 
aspecto nodular; que por lo común se la ve acompañado de la martensita en bases 
de austenita. Tiene una resitencia media entre 140 y 170 kgf/mm2 y una dureza de 
42 a 51 Hrc. 
Con enfriamientos aún más lentos se presenta otra configuración metalográfica, la 
sorbita, comprendida su zona de transformación entre los 600 y 650º C. es de una 
dureza de 25 a 42 Hrc y su resistencia puede variar entre 85 y 140 kgf/mm2, con un 
alargamiento medio del 15%, caracterizando a los aceros de mayor resistencia a 
las cargas dinámicas de choque. 
 
 
Factores que modifican el Temple: 
Las causas que influyen en el logro de un buen temple son: 
• tipo de acero (% de C o aleación, fija velocidad ideal de enfriamiento), 
• estado de su estructura, 
P á g i n a  | 28 
 
• conductibilidad térmica, 
• tamaño de las piezas, 
• medio de enfriamiento. 
 
Medios de enfriamiento para el Temple 
Los medios refrigerantes típicos en el temple de los aceros son el agua y el aceite, 
utilizándose también con el mismo principio, aunque con distinto objeto, el plomo y 
algunas sales en estado de fusión. 
El estudio del proceso de enfriamiento nos conduce a distinguir tres etapas: 
1. Período de pérdida de calor por conducción y radiación de la masa gaseosa, que 
depende de la conductibilidad térmica del vapor: al introducir la pieza en el baño se 
produce la ebullición del mismo, con una fuerte desprendimiento de vapor que 
rodeará toda la pieza, es decir, que la transmisión del calor se hará a través de la 
capa de vapor, lo que motiva un enfriamiento relativamente lento. 
2. De enfriamiento por transporte de vapor, que variará según la viscosidad del baño y 
del estado de agitación que se produzca: ésta etapa se hace presente desde el 
instante en que por la menor temperatura del metal, la formación de vapor es en 
forma de burbujas, con lo que se incrementa el efecto refrigerante. 
3. De enfriamiento por conducción y convección en el líquido, siendo su conductividad 
térmica y la agitación los factores preponderantes: por último disminuye 
nuevamente dicha velocidad al desaparecer el estado de ebullición en el baño, 
tendiéndose a equilibrar las temperaturas en forma cada vez más lenta. 
Medios refrigerantes: 
• Agua: por su bajo punto de ebullición alarga los efectos de la primera etapa, 
disminuyendo con ello la velocidad del proceso. 
• Aceite: se deben emplear con preferencia casi absoluta los de origen mineral 
(destilación fraccionada del petróleo) 
• Mercurio: es de empleo muy limitado por su elevado costo, aunque se justifica para 
el temple de piezas especiales que deben adquirir gran dureza. 
• El Plomo y Sales Fundidas como medio refrigerante dan origen a procesos de 
enfriamiento muy empleados y que se conocen como isotérmicos. En éstos la 
temperatura del baño favorece la transformación estructural, que se realiza a 
P á g i n a  | 29 
 
temperatura constante, con lo que se beneficia su configuración y, por 
consiguiente, la calidad del acero. 
 
 
 
Patenting 
Se emplea como tratamiento previo o durante el trefilado de alambres de alta 
resistencia de un contenido de carbono entre 0.5 a 0.7% y manganeso de 0.9 a 
1.2%. 
Consiste en calentar el alambre hasta la austenización completa, para luego 
enfríalo en un baño de plomo fundido cuya temperatura variará según los casos 
entre 350 y 750º C. Desde el estado de austenización desciende rápidamente la 
temperatura del baño, lo que debe asegurar la transformación de la austenita en 
una sorbita de grano muy propicia al trefilado. El patenting es un recocido a 
transformación isotérmica. 
 
Austempering 
Con éste tratamiento se busca evitar los inconvenientes de las fisuras y tensiones 
internas propias del temple al tomar la estructura martensítica. Es aplicable en 
herramientas y piezas chicas de acero con 0.5 a 1.2% C. 
Es así que, al calentar el acero a la temperatura de austenización apropiada, se lo 
enfría luego en un medio refrigerante de sales fundidas y a una temperatura 
comprendida entre 250 y 550º C. 
El enfriamiento a temperatura constante da lugar a la formación de una nueva 
estructura, la vainita, de aspecto acicular (en forma de agujas pequeñas) que 
caracteriza un acero de dureza superior a la que presentaría el mismo mediante el 
temple y revenido común, pero conservando y hasta aumentando su estricción 
(ensayo de tracción), tenacidad y resistencia al plegado. 
 
Martempering 
 Mediante éste tratamiento no se pretende variar la constitución martensítica típica 
del temple, pero sí eliminar las grietasy tensiones internas factibles en su 
transformación, lo que se ha conseguido al enfriar el metal austenizado en baños 
de sales fundidas entre los 200 y 300º C, temperatura que se debe elegir 
P á g i n a  | 30 
 
levemente superior a Ms, para que la transformación posterior sea uniforme y en 
toda la masa simultáneamente. 
 
 
 
Ensayo Jominy 
 
Mediante su empleo se pueden conocer, con mucha aproximación, la dureza 
máxima y mínima que alcanzará un determinado tipo de acero con tratamientos 
adecuados, la templabilidad, la influencia de los elementos de aleación según su 
porcentaje, los posibles con distintos medios refrigerantes, etc. 
El ensayo, de carácter destructivo, consiste primeramente en la elección de la 
forma o lugar de donde se debe extraer la muestra con la que se fabricará la 
probeta, cuyas dimensiones normalizadas se indican en la figura; de ser una barra 
cilíndrica, debe tener un diámetro en bruto, que permita por mecanizado devastar 
totalmente su superficie con el fin de eliminar oxidaciones, defectos, impurezas, 
etc. Si se lo hace directamente de lingotes, es necesario precisar con mayor 
cuidado el lugar o zona de la que se extrae, puesto que por efectos propios de la 
colada su estructura presenta cierta heterogeneidad y fallas. 
Obtenida la muestra, se la somete al tratamiento de normalizado y a una 
temperatura de 80º C superior a la de su punto crítico A3, para uniformar su 
estructura. Posteriormente y una vez mecanizada, la probeta se calienta en un 
horno en el que se coloca dentro de un molde de grafito, con lo que se evitan los 
efectos superficiales del calentamiento (descarburación, oxidación, etc.) a una 
temperatura de 60º C superior a A3 y a la que se debe permanecer 
aproximadamente media hora. 
P á g i n a  | 31 
 
 
Figura: montaje esquemático del ensayo Jominy y probeta normalizada. 
Se la transporta y coloca luego en el soporte del dispositivo de temple, en el cual, 
dando inmediatamente paso al chorro de agua (operación que debe durar como 
máximo 5 seg.) se la enfría durante 10 minutos. Este enfriamiento es solamente de 
la cara inferior de la probeta, requisito que se consigue si previamente se ha 
regulado la presión en la cañería en forma de que alcance (sin la probeta) una 
altura de 63.5 mm desde el orificio de salida. La temperatura del agua será de 20 a 
30º C. 
El proceso se completa enfriando la probeta al aire o, para acelerarlo, 
introduciéndola en un recipiente con agua. 
Finalizado el tratamiento de temple, se rebajan dos generatrices diametrales 
mediante un rectificado, teniendo cuidado de no sobrecalentar al material (menor 
de 100º C) y a profundidad de 0,45 mm por cada lado. Sobre las superficies así 
obtenidas se determinará su centro, en forma alineada y a una distancia de mm 
entre sí, la dureza Rockwell del material. 
Con esos valores se construye un gráfico que tendrá por ordenadas las durezas 
(promedio de las dos superficies a igualdad de distancias) y por abscisas las 
profundidades o distancias de la cara inferior de la probeta a cada una de las 
impresiones. 
 
 
P á g i n a  | 32 
 
REVENIDO 
 
El revenido no es otra cosa que un recocido subcrítico, pero que se realiza como 
complementario del temple. 
Tiene como fin reducir las tensiones internas de la pieza originadas por el temple o 
por deformación en frío. Mejora las características mecánicas reduciendo la 
fragilidad, disminuyendo ligeramente la dureza, esto será tanto más acusado 
cuanto más elevada sea la temperatura de revenido 
La temperatura de calentamiento está entre 150 y 500 ºC (debe ser inferior a AC1, 
porque por encima se revertiría el temple previo). El enfriamiento puede ser al aire 
o en aceite 
El revenido se hace en tres fases: 
• Calentamiento a una temperatura inferior a la crítica. 
• Mantenimiento de la temperatura, para igualarla en toda la pieza. 
• Enfriamiento, a velocidad variable. No es importante, pero no debe ser 
excesivamente rápido. 
 
 
Temple superficial por inducción 
Es una técnica moderna de tratamiento térmico selectivo que permite lograr 
características metalúrgicas extremadamente favorables en zonas determinadas de 
cualquier pieza. 
Sus especiales características le confieren las cualidades siguientes: 
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• Obtención de propiedades mecánicas difícilmente alcanzables por otras técnicas 
alternativas. 
• Precisa localización de la zona endurecida. 
• Mínima deformación final. 
• Gran economía por el notable incremento en los coeficientes de trabajo que 
facilitan el tratamiento por inducción. 
• Amplias posibilidades en aplicaciones, formas, dimensiones o materiales de 
partida. 
 
Temple superficial a la llama 
En este proceso el calentamiento es producido por la combustión de gases de alta 
potencia calorífica como el acetileno, gas natural o propano. 
El control de la profundidad de la capa austenizada se realiza por medio del flujo de 
gas combustible y el tiempo de permanencia de cada punto. Pero la potencia 
calorífica está limitada, pues la alta temperatura de la llama puede inducir 
sobrecalentamientos superficiales. 
La ventaja principal del proceso de calentamiento por llama sobre el de inducción 
es que exige menor inversión, pero tiene algunos inconvenientes que dimanan de 
las condiciones de aplicación de la llama, como son: 
- Menor control sobre el espesor por su menor potencia calorífica, 
descarburación. 
- Riesgo superficial, si es llama oxidante. 
- Peor incorporación a procesos automatizados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ENSAYOS 
 
Se denomina ensayo de materiales a toda prueba cuyo fin es determinar las 
propiedades mecánicas de un material. 
Algunas propiedades evaluadas en estos ensayos son: 
• Elasticidad 
• Dureza 
• Embutibilidad 
• Resiliencia 
Los ensayos pueden clasificarse en: estáticos, dinámicos de choque y de duración 
estática o dinámica. 
 
1. Ensayos estáticos: cuando la velocidad de carga no sobrepasa los 
límites aconsejados por las normas. 
 Los ensayos estáticos así considerados pueden ser: 
• Tracción 
• Compresión 
• Flexión 
• Torsión 
• Corte 
 
2. Ensayos dinámicos de choque: cargas dinámicas de impacto donde la 
rotura del material es prácticamente instantánea. 
• Flexión 
• Tracción 
• Torsión 
 
 
Estos se realizan a temperaturas normalizadas, que varían desde la del ambiente, 
hasta generalmente – 40 º C. Emplean probetas entalladas para obtener los 
máximos efectos fragilizantes. 
 
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3. Ensayos de duración: aplicación de cargas estáticas o dinámicas 
durante días, semanas o meses. 
 
 
A -Cargas estáticas: (cargas de tracción invariables con el tiempo ), uno de estos 
ensayos es el ensayo Creep, 
 
B-Cargas dinámicas: producidas por tensiones variables y repetidas ( fatiga ). 
 
En los laboratorios de ensayos de materiales es muy común la realización de 
experiencias de dureza, las cuales permiten determinar las propiedades de los 
materiales y calidades de tratamientos térmicos. 
Las normas ASM (American Society of metals) considera los ensayos de dureza, 
como ensayos no destructivos. 
Podemos distinguir todavía otros ensayos físicos de gran uso practico, como el de 
peso especifico y humedad. 
Es necesario mencionar y tener presente por su importancia tecnológica a los 
ensayos o estudios metalograficos, mediante los cuales es posible verificar las 
variaciones estructurales de los metales por efecto de tratamientos mecánicos o 
térmicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Tracción 
 
Un cuerpo se encuentra sometido a tracción simple cuando sobre sus secciones 
transversales se le aplican cargas normales uniformemente repartidas y de modo 
de tender a producir su alargamiento. 
Por las condiciones de ensayo, el de tracción estática es el que mejor 
determina las propiedades mecánicas de los metales, o seaaquella 
que definen sus características de resistencia y deformabilidad. 
Permite obtener, bajo un estado simple de tensión, el límite de 
elasticidad o el que lo reemplace prácticamente, la carga máxima y la 
consiguiente resistencia estática, en base a cuyos valores se fijan los 
de las tensiones admisibles o de proyecto (s adm.) y mediante el 
empleo de medios empíricos se puede conocer, el comportamiento 
del material sometidos a otro tipo de solicitaciones (fatiga, dureza, etc.). 
Cuando la probeta se encuentra bajo un esfuerzo estático de tracción simple a 
medida que aumenta la carga, se estudia esta en relación con las deformaciones 
que produce. Estos gráficos, permiten deducir sus puntos y zonas características. 
Dicho gráfico se obtiene directamente de la máquina. 
 
 
 
Un caso típico es el diagrama que nos presenta el gráfico de un acero dúctil 
indicado en la figura, en donde el eje de las ordenadas corresponde a las cargas y 
el de las abscisas al de las deformaciones longitudinales o alargamientos en 
milímetros. 
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1) Periodo elástico 
Se observa en el diagrama que el comienzo, desde el punto O hasta el A, esta 
representado por una recta que nos pone de manifiesto la proporcionalidad entre 
los alargamientos y las cargas que lo producen (Ley de Hooke). Dentro de este 
periodo y proporcionalmente hasta el punto A, los aceros presentan la 
particularidad de que la barra retoma su longitud inicial al cesar la aplicación de la 
carga, por lo que recibe indistintamente el nombre de periodo de 
proporcionalidad o elástico. 
2) Zona de alargamiento pseudoelástico 
Para el limite proporcional se presentan un pequeño tramo ligeramente curvo AB, 
que puede confundirse prácticamente con la recta inicial, en el que los 
alargamientos elásticos se les suma una muy pequeña deformación que presenta 
registro no lineal en el diagrama de ensayo. La deformación experimentada desde 
el límite proporcional al B no solo alcanza a valores muy largos, si no que 
fundamentalmente es recuperable en el tiempo, por lo que a este punto del 
diagrama se lo denomina limite elástico o aparente o superior de fluencia. 
3) Zona de fluencia o escurrimiento 
El punto B marca el inicio de oscilaciones o pequeños avances y retrocesos de la 
carga con relativa importante deformación permanente del material. Las 
oscilaciones en este periodo denotan que la fluencia no se produce 
simultáneamente en todo el material, por lo que las cargas se incrementan en 
forma alternada, fenómeno que se repite hasta el escurrimiento es total y nos 
permite distinguir los “limites superiores de fluencia”. El límite elástico aparente 
puede alcanzar valores de hasta el 10 al 15 % mayor que el límite final de fluencia. 
4) Zona de alargamiento homogéneo en toda la probeta. 
Más allá del punto final de fluencia C, las cargas vuelven a incrementarse y los 
alargamientos se hacen más notables, es decir que ingresa en el período de las 
grandes deformaciones, las que son uniformes en todas las probetas hasta llegar a 
D, por disminuir, en igual valor en toda la longitud del material, la dimensión lineal 
transversal. El final de período de alargamiento homogéneo queda determinado por 
la carga máxima, a partir de la cual la deformación se localiza en una determinada 
zona de la probeta, provocando un estrechamiento de las secciones que la llevan a 
la rotura, al período DE se lo denomina de estricción. En la zona plástica se 
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produce, por efecto de la deformación, un proceso de endurecimiento, conocido 
con el nombre de “acritud “, que hace que al alcanzar el esfuerzo la resistencia del 
metal, éste al deformarse adquiere más capacidad de carga, lo que se manifiesta 
en el gráfico hasta el punto D. 
5) Zona de estricción 
En el período de estricción, la acritud, si bien subsiste, no puede compensar la 
rápida disminución de algunas secciones transversales, produciéndose un 
descenso de la carga hasta la fractura. 
 
Probetas para tracción 
Las probetas para los ensayos de tracción pueden ser: industriales o calibradas; 
estas últimas, se emplean en experiencias más rigurosas y adoptan formas 
perfectamente cilíndricas o prismáticas, con extremos ensanchados, no solo para 
facilitar su sujeción en la máquina de ensayo, sino para asegurar la rotura dentro 
del largo calibrado de menor sección; en la cual se marcan los denominados 
“Puntos fijos de referencia” a una distancia inicial preestablecida (lo), que permitirá 
después de la fractura, juntando los trozos, determinar la longitud final entre ellos 
(L). 
Estos hechos han motivado la normalización de la longitud inicial, estipulándose 
que dos o más ensayos pueden compararse en sus alargamientos, si las probetas 
son geométricamente semejantes, lo que se logra cuando lo es proporcional al 
diámetro o raíz cuadrada de la sección. O sea que los ensayos sobre probetas 
distintas resultan comparables si se cumple la ley de semejanza: 
 
 
 
 
El gráfico de la probeta de tracción a utilizar es según la norma IRAM 
 
 
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Máquina de ensayo 
La siguiente es una foto de la maquina utilizada para realizar el ensayo de tracción, 
en la cual vemos el dial que nos marca la cargas, el diagramador y el sistema 
donde se realiza el ensayo con la probeta colocada. 
 
 
 
 
Modo y tiempo de aplicación de las cargas 
La carga debe aplicarse de tal manera que el esfuerzo resulte uniformemente 
destruido sobre la sección transversal del material. 
Tratándose de ensayos estáticos el incremento de carga se efectúa en forma muy 
lenta, para evitar los efectos de las fuerzas de inercia, velocidad que se fija según 
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las normas y materiales, adoptándose generalmente una variación de 0,1 Kgf/mm² 
y por segundo aproximadamente hasta alcanzar el limite de fluencia, a partir del 
cual puede llegarse como máximo a 50 Kgf/mm² por minuto. 
Resulta de gran importancia la velocidad de la aplicación de la carga de ensayo, 
pues su incremento produce un retraso en la aparición de las deformaciones 
plásticas y un aumento de la resistencia del material. Si las cargas se aplican en 
forma extremadamente lentas se obtiene una disminución del límite de fluencia y 
un aumento de la resistencia, aunque a expensas de la ductilidad, que disminuye 
considerablemente. 
 
Determinaciones a efectuar en un ensayo de tracción estático 
El ensayo de tracción es el que mejor define las “propiedades mecánicas” de los 
metales sometidos a la acción de cargas estáticas. 
Estas propiedades quedan determinadas si se calcula la aptitud del material a 
resistir las cargas que le pueden ser aplicadas (propiedades de resistencia) y las 
deformaciones que experimente por la acción de éstas (propiedades de 
deformaciones). 
Propiedades Mecánicas De Resistencia 
Tensión al límite inicial de fluencia 
Tensión al limite convencional 0,2 
Propiedades Mecánicas De Deformabilidad 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Compresión 
 
El ensayo de compresión es poco frecuente en los metales y consiste en aplicar a 
la probeta, en la dirección de su eje longitudinal, una carga estática que tiende a 
provocar un acortamiento de la misma y cuyo valor se irá incrementando hasta la 
rotura o suspensión del ensayo. 
 
 
 
El diagrama obtenido en un ensayo de compresión presenta para los aceros, al 
igual que el de tracción un periodo elástico y otro plástico. 
En los gráficos de metales sometidos a 
compresión, que indica la figura siguiente 
obtenidas sobre probetas cilíndricas de una 
altura doble con respecto al diámetro, se verifica 
lo expuesto anteriormente, siendo además 
posible deducir que los materiales frágiles 
(fundición) rompen prácticamente sin 
deformarse, y los dúctiles, en estos materiales el 
ensayo carece de importancia, ya que se 
deforman continuamentehasta la suspensión de 
la aplicación de la carga, siendo posible determinar únicamente, a los efectos 
comparativos, la tensión al limite de proporcionalidad. 
 
 
 
Probetas para compresión de metales 
En los ensayos de compresión, la forma de la probeta tiene gran influencia, por lo 
que todos ellos son de dimensiones normalizadas. 
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El rozamiento con los platos de la maquina hace aparecer, como dijimos, un estado 
de tensión compuesta que aumenta la resistencia del material, la influencia de 
estas tensiones va disminuyendo hacia la sección media de la probeta, razón por la 
cual se obtiene mejores condiciones de compresión simple cuando están se 
presenta con forma prismáticas o cilíndricas de mayores alturas, las que se limitan, 
para evitar el efecto del flexionamiento lateral debido al pandeo. 
 
 
Determinaciones a efectuar en un ensayo de compresión 
En general es posible efectuar las mismas determinaciones que en el ensayo de 
tracción. 
Resistencia estática ala compresión: 
Tensión al límite proporcional: 
Tensión al límite de aplastamiento: 
Acortamiento de rotura. 
Ensanchamiento transversal 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Los siguientes diagramas son los correspondientes a los ensayos realizados en el 
SAE 1015 y el SAE 1045. 
 
 
 
 
Flexión 
 
El esfuerzo de flexión puro o simple se obtiene cuando se aplican sobre un cuerpo 
pares de fuerza perpendiculares a su eje longitudinal, de modo que provoquen el 
giro de las secciones transversales con respecto a los inmediatos. 
Sin embargo y por comodidad para realizar el ensayo de los distintos materiales 
bajo la acción de este esfuerzo se emplea generalmente a las mismas 
comportándose como vigas simplemente apoyadas, con la carga concentrada en 
un punto medio (flexión practica u ordinaria). 
En estas condiciones además de producirse el momento de flexión requerido, se 
superpone a un esfuerzo cortante, cuya influencia en el cálculo de la resistencia del 
material varia con la distancia entre apoyos, debido a que mientras los momentos 
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flectores aumentan o disminuyen con esta, los esfuerzos cortantes se mantienen 
constantes, como puede comprobarse fácilmente en la figura, por lo que será tanto 
menor su influencia cuanto mayor sea la luz entre apoyos. 
 Es por esta razón que la distancia entre los soportes de la probeta se han 
normalizado convenientemente en función de la altura o diámetro de la misma, 
pudiendo aceptar entonces que la acción del esfuerzo de corte resulta 
prácticamente despreciable. Para ensayos más precisos la aplicación de la carga 
se hace por intermedio de dos fuerzas con lo que se logra “flexión pura”. 
 
 
El siguiente es el diagrama de los dos ensayos de flexión, como vemos en el, el 
acero SAE 1045 presenta el límite a deformaciones elásticas a una carga mayor y 
también al suspender el ensayo se nota claramente que a igual deformación, o sea 
flecha, la carga es más elevada que el del SAE 1015. 
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Probeta sometida a flexión 
 
Probetas SAE 1015 y 1045 al suspender el ensayo 
 
Corte 
 
El ensayo de corte tiene poca aplicación práctica, pues no permite deducir de él 
algunas de las características mecánicas de importancia del material que se 
ensaya; es por ello que rara vez lo solicitan las especificaciones. 
 El esfuerzo de corte no puede ser obtenido prácticamente como un esfuerzo puro 
o simple, pues va generalmente acompañado por otro de flexión, cuyo valor variará 
según el procedimiento a seguir pues es indudable que si se considera una sola 
cuchilla su importancia decrecerá, aunque también en este caso tendrá una 
pequeña influencia en el valor obtenido la dureza del filo y la penetración en cuña 
del mismo. 
Sin embargo prácticamente se calcula el esfuerzo de corte como si se tratara de un 
esfuerzo simple. 
 
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El dispositivo utilizado es el del dibujo, dado que la 
pieza cortante va haciendo el corte de la probeta en 
dos secciones por lo que la tensión de corte es: 
 
 
 
 
Dispositivo de ensayo de corte (Maquina 
Baldwin – Laboratorio EET 466 -Rosario - 
Santa Fe) 
 
Probetas ensayadas a Corte 
 
Choque o Impacto 
 
En elementos sometidos a efectos exteriores instantáneos o variaciones bruscas 
de las cargas, las que pueden aparecer circunstancialmente, su falla se produce 
generalmente, al no aceptar deformaciones plásticas o por fragilidad, aun en 
aquellos metales considerados como dúctiles. En estos casos es conveniente 
analizar el comportamiento del material en experiencias de choque o impacto. 
El ensayo de tracción estático nos da valores correctos de la ductilidad de un 
metal, no resulta preciso para determinar su grado de tenacidad o fragilidad, en 
condiciones variables de trabajo. 
Los ensayos de choque determinan, pues, la fragilidad o capacidad de un material 
de absorber cargas instantáneas, por el trabajo necesario para introducir la fractura 
de la probeta de un solo choque, el que se refiere a la unidad de área, para obtener 
lo que se denomina resiliencia. Este nuevo concepto, tampoco nos ofrece una 
propiedad definida del material, sino que constituye un índice comparativo de su 
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plasticidad, con respecto a las obtenidas en otros ensayos realizados en idénticas 
condiciones, por lo que se debe tener muy en cuenta los distintos factores que 
inciden sobre ella. 
Resumiendo diremos que el objeto del ensayo de choque es el de comprobar si 
una maquina o estructura fallará por fragilidad bajo las condiciones que le impone 
su empleo, muy especialmente cuando las piezas experimentan concentración de 
tensiones, por cambios bruscos de sección, maquinados incorrectos, fileteados, 
etcétera, o bien verificar el correcto tratamiento térmico del material ensayado. 
 
Método de ensayo 
Los ensayos dinámicos de choque se realizan generalmente en máquinas 
denominadas péndulos o martillo pendulares, en las que se verifica el 
comportamiento de los materiales al ser golpeados por una masa conocida a la que 
se deja caer desde una altura determinada, realizándose la experiencia en la 
mayoría de los casos, de dos maneras distintas el método Izod y el método Charpy. 
En ambos casos la rotura se produce por flexionamiento de la probeta, por lo que 
se los denomina flexión por choque. 
 
 
Flexión por choque sobre barras simplemente apoyadas (Método Charpy) 
Las probetas se colocan, como muestra la figura siguiente, simplemente apoyadas 
sobre la mesa de máquina y en forma tal que la entalladura se encuentra del lado 
opuesto al que va a recibir el impacto. En la misma figura se puede observar la 
correcta posición del material como así también la forma y dimensiones de los 
apoyos y de la pena del martillo pendular. 
 
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Probeta CHARPY lista para ensayar 
 
Las I.R.A.M aconsejan realizar el ensayo de choque por el método Charpy, con el 
empleo de probetas entalladas aprobadas por I.S.O (Internacional Standard 
Organización, ex I.S.A) que tienen las dimensiones indicadas en la figura. 
 
La resiliencia al choque resulta, según este método, el trabajo gastado por unidad 
de sección transversal para romper al material de un solo golpe: 
Resistencia =K = Ao/S (Kgf/cm² o Joule/cm²) 
 
Fatiga 
 
En el estudio de los materiales en servicio, como componentes de órganos de 
máquinas o estructuras, debe tenerse en cuenta que las solicitaciones 
predominantes a que generalmente están sometidos no resultan estáticas ni cuasi 
estáticas, muy por lo contrario en la mayoría de los casos se encuentran afectados 
a cambios de tensiones, ya sean de tracción, compresión, flexión o torsión, que se 
repiten sistemáticamente y que producen la rotura del material para valores de la 
misma considerablemente menores que las calculadas en ensayos estáticos. Este 
tipo de rotura que necesariamente se produceen el tiempo, se denomina de fatiga 
aunque es común identificarla como roturas por tensiones repetidas, tensiones que 
pueden actuar individualmente o combinadas. 
 
Clasificación de los ensayos de fatiga 
En general los ensayos de fatiga se clasifican por el espectro de carga- tiempo, 
pudiendo presentarse como: 
- Ensayos de fatiga de amplitud constante. 
Son de ampliación en ensayos de bajo como de alto número de ciclos, ponderan la 
capacidad de supervivencia o vida a la fatiga por el número de ciclos hasta la rotura 
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(inicio y propagación de la falla) y la resistencia a la fatiga por la amplitud de la 
tensión para un número de ciclos de rotura predeterminado. Es usual denominar 
como resistencia a la fatiga a la máxima tensión bajo la cual el material no rompe o 
aquella que corresponde a un número preestablecido de ciclos según los metales o 
aleaciones. 
- Ensayos de fatiga de amplitud variable. 
En fatiga, cuando la amplitud del ciclo es variable, se evalúa el efecto del daño 
acumulado debido a la variación de la amplitud del esfuerzo en el tiempo. Son 
ensayos de alto número de ciclos con control de carga, que según el espectro de 
carga elegido serán más o menos representativos de las condiciones de servicio. 
 
Origen de la rotura por fatiga en los metales 
Aunque no se ha encontrado una repuesta total al fenómeno de rotura por fatiga, 
que podríamos llamar “prematura”, cuando se somete a un metal a tensiones 
cíclicas o vibratorias, y son varias las teorías que tienden a ello, se puede aceptar 
que la fractura por fatiga se debe a deformaciones plásticas de la estructura, en 
forma análoga (iguales planos y direcciones cristalográficas), que en los casos 
vistos para deformaciones monodireccionales producidas por cargas estáticas, a 
diferencia que bajo tensiones repetidas en algunos cristales se generan 
deformaciones residuales. 
Estas bandas de deslizamiento, que aparecen aún bajo pequeñas cargas, se 
acrecientan con los ciclos, de manera que al llegar a la saturación de los granos 
afectados, la distorsión de la red provocará el inicio de la fisura. 
Con más precisión podemos decir que las deformaciones de fatiga se engendran 
preferentemente en granos próximos a la superficie del metal, separados tan solo 
por algunos espacios atómicos, produciendo los efectos conocidos como extrusión 
e intrusión. En general y por el efecto de la intrusión la tracción acelera la 
propagación de la grieta, en cambio la compresión la retarda. 
El inicio de la rotura por fatiga puede producirse, además que por los hechos 
explicados, por deficiencias en el material debidas a defectos estructurales 
(inclusiones, sopladuras, etc.) por discontinuidades de las superficies que provocan 
el efecto de forma (orificios, roscas, chaveteros, cambios de sección, maquinados 
incorrectos, etc.) y por el tratamiento o estado de las superficies (el endurecimiento 
mejora la resistencia en cambio la corrosión la disminuye considerablemente). 
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Torsión 
 
El ensayo de torsión consiste en aplicar un par torsor a una probeta por medio de 
un dispositivo de carga y medir el ángulo de torsión resultante en el extremo de la 
probeta. Este ensayo se realiza en el rango de comportamiento linealmente elástico 
del material. 
El esfuerzo de torsión simple es el que se obtiene al hacer actuar en forma normal 
al eje longitudinal de la pieza, pares o fuerzas de igual magnitud y sentido contrario 
que tienden a producir el giro de las secciones en sus planos. 
De acuerdo con esta definición, podemos demostrar que el esfuerzo de torsión 
simple solo se obtendrá en piezas cilíndricas de ejes rectos, cuya superficie exterior 
no varía por el efecto producido, lo que implica aceptar que las secciones 
transversales se mantendrán perfectamente planas, comportándose, en la 
deformación, como superficies de revolución en donde los radios iniciales siguen 
siéndolo en las secciones desplazadas. 
Para formas distintas a la circular, el contorno varía, los radios de giro se deforman 
y las secciones transversales no se consideran planas, por lo que el esfuerzo deja 
de ser simple. 
 
Los resultados del ensayo de torsión 
resultan útiles para el cálculo de 
elementos de máquina sometidos a 
torsión tales como ejes de transmisión, 
tornillos, resortes de torsión y 
cigüeñales. 
Las probetas utilizadas en el ensayo 
son de sección circular. El esfuerzo 
cortante producido en la sección 
transversal de la probeta (t ) y el ángulo 
de torsión (q ) están dados por las siguientes relaciones: 
 
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Dureza 
 
Por medio de este método obtenemos características mecánicas importantes en 
forma rápida y no destructiva y permiten realizar en piezas ya elaboradas. 
Definición de Dureza:"La mayor o menor resistencia que un cuerpo opone a ser 
rayado o penetrado por otro" o "la mayor o menor dureza de un cuerpo respecto a 
otro tomado como elemento de comparación". 
 
Método de dureza 
- Ensayo estático de penetración. 
Fijan la dureza de los metales por la resistencia que oponen a la penetración de 
una bolilla de acero o de carburo, o bien a un diamante cónico o piramidal, 
midiéndola como la relación entre la carga aplicada al penetrador y el área o 
profundidad de la impresión producida; métodos Brinell, Rockwell, Vickers y Knoop. 
- Ensayo de rebote. 
Consisten en medir, sobre una escala normalizada, la altura del rebote de una 
bolilla de acero de masa conocida, cuando golpea sobre la superficie del material a 
ensayar al caer, por gravedad, desde una altura fija; método Shore. 
- Ensayo de rayado. 
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Miden el ancho de la estría o surco que deja un penetrador, usualmente de 
diamante, cuando es deslizado sobre la superficie de ensayo en condiciones de 
carga normalizada; método Bierbaum. 
- Ensayo de abrasión y erosión. 
 Determinan la dureza por la velocidad de desgaste o por el desgaste, cuando 
actúan sobre el material a ensayar, discos o abrasivos granulares, ambos de 
características normalizadas. 
 
Ensayo de penetración: 
Define la dureza como la resistencia a la penetración o resistencia a la deformación 
plástica que opone un material a ser presionado por un penetrador determinado y 
bajo la acción de cargas preestablecidas. 
 
Los valores de dureza medidos en diferentes condiciones de ensayo o mediante 
distintos métodos, difieren entre sí al provocar cambios en el volumen del material 
plásticamente deformado, debido a las siguientes razones: 
- Variación de la relación entre los volúmenes elásticos y plásticos en la región 
afectada por la penetración por cambio de solicitud o carga. 
- Modificación de los volúmenes de material afectados por el flujo plástico, aún en el 
estado de plasticidad total, para un mismo material y penetrador por cambio de 
valor de la tensión media (efecto de la acritud) 
- Cambio en las condiciones de flujo con las diferentes formas de los penetradores. 
 
Dureza Brinell 
Consiste en comprimir sobre la superficie del material a ensayar una bolilla de 
acero muy duro durante un cierto tiempo (t) produciendo una impresión con forma a 
casquete esférico. 
 
 
 
 
 
 
 
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Resulta de dividir la carga aplicada por la superficie dada del casquete. 
 
 
 
 
 
Constante de ensayo: la resistencia de penetración varía con la solicitación y el 
penetrador, esto implica que la dureza estará en función de la carga de ensayo y el 
diámetro de la bolilla. 
P / D² = cte. 
 
Penetradores 
Bolilla de acero diámetro 15; 5; 2,5; 2; 1 mm; de acero hasta 450HB, de carburos 
(tungsteno) hasta 630 Hb 
*El tiempo de aplicación Aceros =>15 seg. , en metales blandos =>30seg. 
(No debe producirse efectos dinámicos) 
*Cargas empleadas: 3000kgf - 1500kgf - 500kgf 
 
Dureza Rockwell 
Se calcula la dureza en base a la profundidad de penetración y la carga