Elementos de aleación explicados: qué hace cada elemento en el acero

Cómo leer esta tabla

Los elementos actúan juntos, y el mismo elemento puede ser una característica en un grado y un residual limitado en otro. Las entradas siguientes describen el efecto principal previsto en los aceros aleados e inoxidables típicos; las páginas de grados de este sitio dan los rangos reales permitidos para cada grado nombrado.

Elemento	Efectos principales	Conviene saber
Carbono (C)	El endurecedor primario: forma carburos y permite la martensita al templar, elevando la dureza y la resistencia a la tracción	La ductilidad, la tenacidad y la soldabilidad caen a medida que sube el carbono; el elemento más consecuente de la receta
Manganeso (Mn)	Desoxidante; eleva la resistencia y la templabilidad; liga el azufre como MnS inofensivo en lugar de películas frágiles de FeS	Presente en casi todos los aceros; los niveles altos (11–14%) crean los aceros Hadfield de endurecimiento por trabajo para desgaste
Silicio (Si)	Desoxidante; endurecedor por solución sólida; elemento clave en aceros para muelles y aceros eléctricos	Los niveles elevados pueden empeorar la calidad superficial y el comportamiento en el galvanizado
Cromo (Cr)	Templabilidad, carburos resistentes al desgaste, resistencia a alta temperatura; en torno al 10.5% y por encima, la película pasiva que define el acero inoxidable	También aporta sensibilidad a la fragilización por revenido en algunos aceros Cr-Mo si el enfriamiento es descuidado
Molibdeno (Mo)	Resistencia a alta temperatura (fluencia), templabilidad, resistencia al revenido; mejora fuertemente la resistencia a la picadura en inoxidables (es el término Mo en la fórmula PREN)	Caro — los grados lo usan deliberadamente, típicamente unas décimas de porcentaje en aceros aleados
Níquel (Ni)	Tenacidad, especialmente a baja temperatura; templabilidad; estabiliza la austenita (la base de los inoxidables de la serie 300)	Normalmente la adición común más cara; impulsa la diferencia de precio entre 304 y 430
Vanadio (V)	Carburos finos: refinamiento de grano, endurecimiento secundario en aceros para herramientas, resistencia al desgaste, resistencia a la fluencia en dosis pequeñas	Eficaz a niveles bajos, típicamente 0.05–0.30%
Wolframio (W)	Carburos muy duros y estables al calor: la dureza en caliente de los aceros rápidos (el M2 lleva aproximadamente 6% de W)	Pesado y costoso; parcialmente sustituido por molibdeno en muchos aceros para herramientas modernos
Niobio (Nb)	Refinamiento de grano y endurecimiento por precipitación en aceros HSLA; estabiliza el inoxidable contra la sensibilización (grado 347)	Trabaja a centésimas de porcentaje en aceros estructurales
Titanio (Ti)	Fuerte formador de carburos/nitruros: estabiliza el inoxidable (grado 321), protege el boro del nitrógeno, fija el carbono en aceros IF	El exceso de titanio puede dañar la calidad superficial y la tenacidad
Boro (B)	Con solo unas pocas partes por millón, eleva drásticamente la templabilidad de los aceros de bajo y medio carbono	Su efecto desaparece si se combina con nitrógeno u oxígeno — los aceros al boro lo protegen con titanio o aluminio
Azufre y fósforo (S, P)	Normalmente residuales a limitar: el azufre daña la tenacidad transversal, el fósforo fragiliza y segrega	Añadidos deliberadamente en aceros de corte libre — azufre para la maquinabilidad (p. ej. 1215, 11SMn30), fósforo en algunos grados refosforados y patinables

Las interacciones importan más que los elementos individuales

Los grados reales son equilibrios: cromo más molibdeno da resistencia a la fluencia en 2.25Cr-1Mo; níquel más cromo da la estructura austenítica del 304; el potencial de dureza del carbono solo es alcanzable a través del tamaño de sección cuando el manganeso, el cromo o el boro suministran la templabilidad. Por eso las normas especifican los elementos como un paquete de rangos, y la sustitución entre grados «equivalentes» es más segura cuando se compara el paquete completo, no un elemento a la vez.