El arte de probar aceros por medio de chispas
“ACERO es acero,” quizás digan algunos. “Entonces, ¿por qué someterlo a prueba?” Pero, ¿no han oído hablar ellos de acero níquel o acero tungsteno o acero cobalto? Hay algunas diferencias muy importantes.
Para ilustrar: Los trenes de alta velocidad viajan sobre rieles que realmente pueden recibir un trato recio. Tienen que poder soportar un uso riguroso. Eso hace necesario un acero especial que contiene de 12 a 15 por ciento de manganeso.
Bueno, ¡hasta las amas de casa tienen preferencias en cuanto al acero! No se contentan simplemente con cualquier clase de acero. Esos brillantes utensilios de cocina que contienen hasta el 12 por ciento de cromo, y quizás algo de níquel, no son meramente “acero.” Es acero inoxidable. Y hay muchas clases de acero inoxidable... algunas, por ejemplo, se templan para hacerlas más resistentes a la corrosión que otras.
Miles de personas que trabajan en talleres de maquinarias y fábricas saben que cada producto fabricado requiere cierta clase de acero. Puede haber a mano varios tipos, de modo que, ¿cómo se puede identificar el acero apropiado? Por lo general no basta con ver el metal. ¿Debe el operario enviar una muestra a un laboratorio para que la sometan a un análisis químico? Eso sería muy costoso y tomaría mucho tiempo. Seguramente tiene que haber una manera más práctica.
Sistema clave por colores
Los fabricantes de acero ponen en clave las varas de acero que producen en sus fundiciones coloreando los extremos de éstas. Se suministran las correspondientes gráficas de colores, y éstas le informan al usuario precisamente qué acero de aleación está seleccionando de su almacén de existencias.
Como quizás sepa, una aleación es el producto de la mezcla de dos o más metales obtenido por fusión. Por ejemplo, el cobre y el cinc se combinan para hacer la aleación llamada latón. De modo similar, los aceros de aleación contienen otros elementos además del hierro. Se pueden agregar éstos para darle más dureza al acero, o hacerlo más resistente a la corrosión o más flexible y así sucesivamente. Recuerde que se necesita una combinación de acero y cromo (posiblemente con algo de níquel) para fabricar utensilios de cocina de brillante acero inoxidable.
¿Qué pasa si tenemos varios tipos de varas de acero a mano y sus extremos coloreados en clave han sido cortados, o no se puede hallar la gráfica de los colores? Cobre ánimo, no todo está perdido.
Chispas revelan lo desconocido
Hay una manera de determinar la clase de acero que usted tiene a mano. Se puede hacer por medio de la prueba por chispas, un arte antiguo que recientemente se ha transformado en una moderna ciencia industrial. Este arte hace posible que uno determine no solo la composición química del metal, sino también las características que el acero ha adquirido debido a la descarburación y el tratamiento por calor.
Cuando un trozo de metal se pone en contacto con una amoladera emite chispas. Rápida, inofensiva y precisa, la prueba por chispas descubre la presencia de la mayoría de los elementos aleados en el metal. Se usa una amoladera a mano, portátil y de alta velocidad. Su rueda abrasiva de 6,3 centímetros puede desarrollar una velocidad de 15.000 a 20.000 revoluciones por minuto sin romperse. La rueda de amolar debe estar completamente limpia antes de empezar la prueba por chispas. De otro modo, quizás queden algunas partículas adheridas a ella que producirán resultados erróneos.
Es muy importante mantener una presión constante entre la rueda de amolar y la muestra de acero. Esta presión debe bastar para producir un flujo o corriente de chispas de unos sesenta centímetros de largo. “Pero,” pregunta usted, “¿de qué sirve crear chispas?”
Bueno, al ojo entrenado, esas chispas revelan lo desconocido. En el flujo de chispas cada elemento produce su propio modelo particular y color individual. La cantidad de un elemento presente en el acero se determina observando la frecuencia de su chispa característica. Así es posible descubrir la presencia de elementos como el carbono, manganeso, silicio, níquel, cromo, molibdeno, tungsteno, cobre, aluminio, titanio, vanadio y columbio o niobio. De este modo, un operario experimentado de pruebas por chispas puede entresacar de un surtido variado el acero manganeso que se necesita para hacer esos rieles ferroviarios de larga duración.
Hay dos amplias categorías de aceros: Los aceros ordinarios, que solo contienen carbono y los aceros especiales o de aleación.
Aceros ordinarios
Observemos mientras un pedazo de acero carbono es colocado firmemente contra una rueda de amolar de alta velocidad. El aspecto general del flujo de chispas ayuda a determinar si es un acero dulce, es decir, de bajo contenido de carbono, o un acero duro, es decir, de alto contenido de carbono. Los aceros dulces producen flujos estrechos y largos, mientras que los aceros duros tienen flujos cortos y anchos.
También tenemos que prestar atención a las líneas portadoras, es decir, las líneas individuales de trayectoria que componen el flujo de chispas. Estas están compuestas de diminutas partículas de acero, arrancadas de la barra de acero por la fricción de la rueda de amolar. El calor que se genera al arrancar una partícula, y la fricción producida a medida que ésta se desplaza por el aire, hacen que la partícula brille. ¡Bueno, cada particulita de acero parece un meteoro diminuto que viaja a través del espacio!
Puesto que el acero dulce es blando, la rueda de amolar arranca pedazos más grandes. Por eso, las líneas portadoras individuales son más anchas y, debido al efecto de masa, brillan por más tiempo que las partículas pequeñas de los aceros más duros, más frágiles, de más alto contenido de carbono.
El tipo y la forma de la ramificación cerca del fin de las líneas portadoras le permiten a uno determinar con más exactitud el contenido de carbono en el acero. Las ramificaciones varían de tamaño, forma, conformación, intensidad y distancia de la rueda de amolar. El bajo contenido de carbono produce unas cuantas ramificaciones en forma de horquilla, mientras que el alto contenido de carbono produce muchas ramificaciones de forma arborescente. Una mirada a la ilustración acompañante le muestra algunas de las diferencias que acabamos de mencionar.
A medida que aumenta el contenido de carbono, también lo hace la densidad del flujo de chispas. Esto se observa en el centro del flujo. Estas diferencias se hacen evidentes en la ilustración acompañante, pero, recuerde que para juzgar la densidad, la presión correcta de la muestra de acero contra la rueda de amolar es sumamente importante.
Probando aceros de aleación
Al probar los aceros de aleación por medio de chispas es menester observar ciertos factores especiales, porque cada elemento y el porcentaje de cada elemento presente en el acero producen sus propias chispas características y sus propios efectos de colores.
Un factor que pudiera llamarse la marca de fábrica individual de cada elemento es su característica. Cuanto mayor sea el contenido del elemento de aleación en el acero, más pronunciada será la característica del elemento dentro del flujo de chispas. Suponga que al probar un acero desconocido usted observa que se desprende una ‘punta de flecha’ del fin de cada línea portadora principal. Eso significa que el acero contiene molibdeno. La presencia de vanadio se indica por lo que parece ser un paraguas invertido al fin de cada línea portadora.
Otro factor es el color. La regla general es que los elementos fácilmente oxidables hacen más brillante el flujo de chispas, mientras que los que son resistentes a la oxidación tienden a hacer más oscuro el flujo. La mayoría de los aceros de carbono tienen un color pajizo. Los aceros de aleación producen, en su mayor parte, un color amarillo mate oscuro. Los aceros de alta velocidad que contienen tungsteno producen un flujo de chispas rojas o naranja oscuro.
Vemos de esta breve consideración que la prueba por chispas es un arte industrial importante y que es muy útil para identificar aceros mezclados y grados de acero desconocidos. Quizás usted nunca llegue a ser un artista en prueba por chispas, pero es bueno saber que otros han cultivado estas habilidades. Piense en esto la próxima vez que use esos utensilios de cocina de acero inoxidable, o viaje en un tren de alta velocidad que corre sobre lisos rieles de acero.—Contribuido.
[Ilustraciones de la página 25]
HORQUILLA DEL ACERO DULCE
ARBORESCENCIA DEL ACERO DURO
[Ilustraciones de la página 26]
ACERO DULCE (flujo ralo)
ACERO DURO (flujo denso)