Acero

Metal férrico

¿Qué es el acero?


El acero es una mezcla de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,03 % y el 2,14 % en masa de su composición. Si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,14 % se producen fundiciones que, en oposición al acero, son mucho más frágiles y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas. Además del carbono, se agregan otros elementos que aportan distintas características al acero.

¿Qué características y elementos contiene el acero?


  • Aluminio: se usa en algunos aceros de nitruración en concentraciones cercanas al 1 % y en porcentajes inferiores al 0,008 % como desoxidante en aceros de alta aleación.


  • Boro: en muy pequeñas cantidades (del 0,001 al 0,006 %) aumenta la templabilidad.


  • Cobalto: muy endurecedor. Disminuye la templabilidad. Mejora la resistencia y la dureza en caliente. Es un elemento poco habitual en los aceros. Aumenta las propiedades magnéticas de los aceros.


  • Cromo: forma carburos muy duros y comunica al acero mayor dureza, resistencia y tenacidad a cualquier temperatura. Solo o aleado con otros elementos, mejora la resistencia a la corrosión.


  • Níquel: es un elemento que aumenta la tenacidad y resistencia al impacto. El níquel se utiliza mucho para producir acero inoxidable, porque aumenta la resistencia a la corrosión al igual que el cromo.


  • Silicio: aumenta moderadamente la templabilidad. Se usa como elemento desoxidante. Aumenta la resistencia de los aceros bajos en carbono.


  • Volframio: forma con el hierro carburos muy complejos estables y durísimos, soportando bien altas temperaturas. También los hace tenaces y resistentes al calor y a la corrosión.


  • Carbono: se encuentra presente en todos los aceros y aumenta su dureza y tenacidad.


  • Manganeso: aumenta la dureza y los hace resistentes al degaste.

El acero, una aleación férrica o ferrosa


Las aleaciones ferrosas tienen como elemento mayoritario el Fe y en general, son aleaciones fuertes, maleables, de bajo costo y relativamente fáciles de obtener. La mayor producción de estas son los aceros, aleaciones Fe – C, a los que cambiando el porcentaje de estos elementos y agregando algunos otros, se les pueden dar propiedades específicas, dependiendo de la industria a la que se van a aplicar.

La fundición blanca es aquella en la que todo el carbono está combinado bajo la forma de cementetita. Es un tipo de fundición menos fluida que la gris y al solidificarse se produce algo de contracción. Esta fundición se utiliza como materia prima para la fabricación del acero, pero al dejar los hornos altos contiene demasiadas impurezas y carbono para ser útil. Por ello debe ser refinado.

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Proceso de refinado


El arrabio procedente del alto horno, transportado por los torpedos se deposita en los
convertidores, recipientes de acero y revestidos interiormente, como los altos hornos, de ladrillos refractarios. Se diferencian de los hornos en que a éstos se les proporciona calor y a los convertidores no, el material se deposita fundido y dentro se produce mas calor con la combustión del carbono del arrabio. Una vez en el convertidor se le añade chatarra y otros materiales que reducen el punto de fusión, y se le inyecta oxígeno a gran velocidad para eliminar el exceso de carbono. Durante el proceso se añaden otros elementos metálicos que dotan a los diversos tipos de aceros de sus carecterísticas.

Desde aquí, el acero fundido se vacía en moldes para fabricar lingotes, que se envía a los procesos de fabricación.

Tipos de aceros

Protección de los aceros contra la oxidación

Material complementario

¿Qué diferencia hay entre el hierro y el acero?


Existen muchas diferencias entre hierro y acero. Para empezar el hierro es un elemento mientras que el acero es una aleación o combinación de hierro con carbono.

El acero es más duro que el hierro, a la vez que dúctil, maleable y muy elástico, aunque es relativamente frágil. Está muy presente en muchos usos de nuestra vida cotidiana, como distintos tipos de estructuras, maquinaria, herramientas, vehículos pesados, material rodante, barcos, etc. En el caso de utensilios de cocina de ‘acero inoxidable’ (ollas, cubiertos…) están fabricados con acero al cromo-níquel.

Además, el hierro era conocido hace miles de años y fue utilizado por el hombre desde el principio de la civilización, mientras que el acero empieza a ser utilizado mucho más tarde.

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Ampliación de los convertidores


El convertidor ideado por Bessemer consistía en un recipiente metálico basculante de gran tamaño recubierto por material refractario de carácter ácido. El proceso de afino duraba entre 15 y 20 minutos y tenía tres fases: llenado, soplado y vaciado.


  • En la fase de llenado, se inclinaba el convertidor para facilitar su llenado con el arrabio fundido procedente del horno alto.

  • En la fase de soplado, el convertidor se situaba en posición vertical y se inyectaba aire a presión a través de unos orificios practicados en el fondo. El aire entraba a través de la masa fundida y oxidaba el carbono, el silicio y el manganeso.

  • La fase de vaciado se iniciaba una vez quemadas las impurezas.

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Glosario

Templabilidad: cualidad de una aleación por la que adquiere temple o endurecimiento más o menos profundo.

Corrosión: se define como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno.

Maquinabilidad: es una propiedad de los materiales que permite comparar la facilidad con la que pueden ser mecanizados por arranque de viruta. También puede definirse como el mejor manejo de los materiales y la facilidad con la que pueden ser cortados con una segueta o con una máquina de corte.

Rodamientos: es el cojinete que minimiza la fricción que se produce entre el eje y las piezas que están conectadas a él. Esta pieza está formada por un par de cilindros concéntricos, separados por una corona de rodillos o bolas que giran de manera libre.
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¿De qué está hecha la hojalata?

La composición de la hojalata es la siguiente:

  • Película de aceite
  • Película de pasivación
  • Estaño libre
  • Aleación Fe Sn2
  • Acero libre
A continuación os dejamos un vídeo de como se hace el acero y un enlace para que ampliéis vuestros conocimientos. Espero que este Smore os haya servido de ayuda y que disfrutéis de estos recursos que os facilitamos.
asi se hace - acero
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