Tipos de
aceros empleados en la carrocería del automóvil y sus propiedades
Los aceros han recibido una clasificación en función de
su límite elástico, resultando los siguientes grupos:
§ Aceros
convencionales
§ Aceros
de alta resistencia
§ Aceros
de muy alta resistencia
§ Aceros
de ultra alta resistencia
Acero convencional
El acero convencional es un acero dulce no aleado, laminado
en frio y con un bajo contenido en carbono. Este reducido contenido de carbono
le proporciona unas buenas características para el trabajo de deformación en
prensas, pero por el contrario su límite elástico es demasiado bajo, por lo que
se necesitan mayores espesores para
soportar los esfuerzos a los que se someten las distintas piezas, y además en
los paneles exteriores se producen abolladuras con facilidad.
Se emplea:
Su bajo limite elástico lo convierte en un material para usar en piezas con
baja responsabilidad estructural (aletas, paneles de puertas, portones
traseros, etc...).
Aceros de alta resistencia
Estos aceros se clasifican en tres tipos en función del
mecanismo de endurecimiento que se usa para aumentar su resistencia.
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Aceros Bake-Hardening
Estos aceros han sido
elaborados y tratados, para conseguir un aumento significativo del límite elástico
durante un tratamiento térmico a baja temperatura, tal como una cocción de
pintura. La ganancia en su límite elástico conseguida por el tratamiento de cocción,
llamado efecto “Bake-hardening” (BH), es generalmente superior a 40 MPa. El
efecto “Bake-Hardening” ofrece una mejora en la resistencia a la deformación y
una reducción del espesor de la chapa para unas mismas propiedades mecánicas.
Empleo:
Estos aceros están destinados a piezas de paneleria exterior (puertas, capos,
portones, aletas delanteras y techo) y piezas estructurales para el automóvil (bastidores
inferiores, refuerzos y travesaños).
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Aceros Microaleados o Aceros ALE
Los aceros Microaleados o
aceros ALE se obtienen mediante la reducción del tamaño de grano y precipitación
del mismo, y en algunos casos, de forma selectiva se añaden otros elementos de aleación
como titanio, niobio o cromo que confieren propiedades de dureza. Este tipo de
aceros se caracterizan por una buena resistencia a la fatiga, una buena
resistencia al choque y una buena capacidad de deformación en frio.
Empleo: Estos aceros se destinan sobre todo para piezas de
la estructura que requieren una elevada resistencia a la fatiga, como por
ejemplo los refuerzos de la suspensión, o refuerzos interiores. También se
pueden encontrar en largueros y travesaños.
Ñ
Aceros Refosforados o Aceros Aleados al
Fósforo
Son aceros con una matriz
ferritica, que contienen elementos de endurecimiento en la solución solida,
tales como fosforo, cuya presencia puede ser de hasta un 0,12%. Estos aceros se
caracterizan por ofrecer altos niveles de resistencia, conservando al mismo
tiempo una buena aptitud para la conformación por estampación.
Empleo: Las piezas fabricadas con esta clase de acero se
destinan a usos múltiples, como piezas de estructuras o esfuerzos que están sometidos
a fatiga, o piezas que deben intervenir en las colisiones como son largueros,
travesaños o refuerzos de pilares.
Aceros de muy alta resistencia
Los aceros de muy alta resistencia o también llamados
multifasicos obtienen la resistencia mediante la coexistencia en la
microestructura final de “fases duras” al lado de “fases blandas”, es decir, se
parte de un acero inicial que se somete a un proceso especifico, por lo general
es un tratamiento térmico (temple, revenido, normalizado...), que lo trasforma
en otro.
En esta categoría se incluyen los siguientes aceros:
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Aceros de fase doble (DP)
Este tipo de aceros presenta
una buena aptitud para la distribución de las deformaciones, un excelente
comportamiento a la fatiga y una alta resistencia mecánica lo que genera una
buena capacidad de absorción de energía y por lo tanto predispone a utilizarlos
en piezas de estructura y refuerzo. Su fuerte consolidación combinada con un
efecto BH muy marcado les permite ofrecer buenas prestaciones para aligerar
piezas.
Empleo: Como consecuencia de sus altas propiedades mecánicas
y su potencial de aligeramiento entorno al 15% en comparación con los aceros
convencionales, se usan en piezas con alto grado de responsabilidad estructural
como son estribo, el montante A, correderas de asientos, cimbras de techo,
etc...
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Aceros de Plasticidad Inducida por Transformación
(TRIP)
La capacidad de consolidación de
estos aceros es importante, lo que favorece la distribución de las
deformaciones, y por lo tanto, le asegura una buena estampación, asi como
ciertas características sobre piezas, en particular el limite elástico, que son
mucho mas altas que sobre el metal plano. Este gran potencial de consolidación,
y una alta resistencia mecánica generan una buena capacidad de absorción de energía,
lo que predispone el uso de este tipo de aceros para piezas de estructura y
refuerzo. A su vez, esta gama de aceros son sometidos a un importante efecto BH
(Bake-Hardening) que les proporciona una mayor resistencia, y por lo tanto
permite aligerar las piezas y aumentar su capacidad de absorción.
Empleo: Estos aceros se adaptan sobre todo a piezas de
estructura y seguridad debido a su fuerte capacidad de absorción de energía y
su buena resistencia a la fatiga, como son largueros, traviesas, refuerzos de
pilar B, etc...
Ñ
Aceros de fase compleja (CP)
Los aceros de fase compleja se
diferencian del resto por un bajo porcentaje en carbono, inferior al 0,2%. Su
estructura está basada en la ferrita, en la cual también se encuentra austenita
y bainita. Los aceros CP incorporan además, elementos de aleación ya convencionales
(manganeso, silicio, cromo, molibdeno, boro) y microaleantes para afinamiento
de grano (niobio y titanio), que les confieren una estructura de grano muy
fino. Este tipo de aceros se caracterizan por una elevada absorción de energía acompañada
de una alta resistencia a la deformación.
Empleo: Por su alta resistencia a la deformación, las piezas
que se fabrican con este tipo de acero son aquellas que tienen como misión evitar
la intrusión de elementos en la zona de pasajeros asi como en los habitáculos motor
y maletero. Un ejemplo de la aplicación de este tipo de aceros en la carrocería
del automóvil es el refuerzo del pilar B.
Aceros de ultra alta resistencia
Este tipo de aceros se caracteriza por su alta rigidez,
la absorción de grandes energías y su alta capacidad para no deformarse. Los
usos más comunes son aquellos en los que se requiere una elevada capacidad de
absorber energía sin que se deforme la pieza, un ejemplo seria el refuerzo en
el denominado pilar B.
Ñ
Aceros Martensíticos (Mar)
Los aceros Martensíticos
presentan una microestructura compuesta básicamente de martensita, obtenida al transformarse
la austenita en el tratamiento de recocido. El resultado son aceros que
alcanzan limites elásticos de hasta 1400 MPa.
Empleo: Su alta resistencia a la deformación, convierten a
estos tipos de aceros en los materiales más indicados para la fabricación de
piezas destinadas a evitar la penetración de objetos en la zona de pasajeros,
asi como en los habitáculos motor y maletero. Un ejemplo de su aplicación de
este tipo de aceros en la carrocería del automóvil es el refuerzo del pilar B.
Ñ
Aceros al Boro o Aceros Boron (Bor)
Son aceros que presentan un
alto grado de dureza como resultado del tratamiento térmico al que son
sometidos asi como de la adición de elementos aleantes tales como Manganeso (1,1
a 1,4 %), cromo y boro (0,005 %). Gran parte de la dureza que poseen estos
aceros es el resultado de la estructura martensítica que se obtiene de aplicar
el tratamiento térmico.
Empleo: Por su alto límite elástico y su reducido alargamiento
(en torno a un 8%) estos aceros se adaptan sobre todo a piezas estructurales
del automóvil, en particular las piezas conferidas para dar un alto grado de
seguridad, debido a su alta resistencia a los choques y a la fatiga. La mayoría
de las aplicaciones actuales están centradas en piezas anti-intrusión (habitáculo
o motor), por ejemplo, refuerzos de pilar B y traviesas.
