Resumen Del Acero

EL ACERO

Acero es la denominación que comúnmente se le da en ingeniería metalúrgica a una aleación de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,1 y el 2,1% en peso de su composición, aunque normalmente estos valores se encuentran entre el 0,2% y el 0,3%. No se debe confundir el acero con el hierro, que es un metal relativamente duro y tenaz.

El acero conserva las características metálicas del hierro en estado puro, pero la adición de carbono y de otros elementos tanto metálicos como no metálicos mejora sus propiedades físico-químicas, las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas depende sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribución de hierro.

FORMAS DE OBTENCIÓN Y PROCESAMIENTO

El hierro para uso industrial fue descubierto hacia el año 1500 a. C., en Medzamor y el monte Ararat, en Armenia. La tecnología del hierro se mantuvo mucho tiempo en secreto, difundiéndose extensamente hacia el año 1200 a. C. Los métodos antiguos para la fabricación del acero consistían en obtener hierro dulce en el horno, con carbón vegetal y tiro de aire, con una posterior expulsión de las escorias por martilleo y carburación del hierro dulce para cementarlo.

El acero se puede obtener a partir de dos materias primas fundamentales: el arrabio, obtenido a partir de mineral en instalaciones dotadas de alto horno (proceso integral) y las chatarras tanto férricas, como inoxidables.

El tipo de materia prima que se utiliza, condiciona el proceso de fabricación; en líneas generales, para fabricar acero a partir de arrabio se utiliza el convertidor con oxígeno, mientras que partiendo de chatarra como única materia prima se utiliza exclusivamente el horno de arco eléctrico (proceso electro-siderúrgico). Para obtener las fundiciones se deja solidificar el arrabio y después se vuelve a fundir en un horno de cubilote. Para obtener el acero, el arrabio liquido se mezcla con chatarra y mineral de hierro en un mezclador y se envía a diferentes hornos de afino, según el tipo de acero que se quiera conseguir.

Los procesos en horno de arco eléctrico pueden usar casi un 100% de chatarra metálica como primera materia, convirtiéndolo en un proceso más favorable desde un punto de vista ecológico. Aun así, la media de las estadísticas actuales calcula que el 85% de las materias primas utilizadas en los hornos de arco eléctrico son chatarra metálica.

La fabricación del acero en horno eléctrico se basa en la fusión de las chatarras por medio de una corriente eléctrica, y al afino posterior del baño fundido.

Para producir una tonelada de acero virgen se necesitan 1500kg de ganga de hierro, 225kg de piedra caliza y 750kg de carbón (en forma de coque). La obtención del acero pasa por la eliminación de las impurezas que se encuentran en el arrabio o en las chatarras, y por el control, dentro de unos límites especificados según el tipo de acero, de los contenidos de los elementos que influyen en sus propiedades. Las reacciones químicas que se producen durante el proceso de fabricación del acero requieren temperaturas superiores a los 1000ºC para poder eliminar las sustancias perjudiciales, bien en forma gaseosa o bien trasladándolas del baño a la escoria. Por cada tonelada de bloque de acero fabricado se generan: 145kg de escoria, 230kg de escoria granulada, aproximadamente 150,000 litros de agua residual y alrededor de 2 toneladas de emisiones gaseosas (incluyendo CO2, óxidos sulfurosos y óxidos de nitrógeno)

Entre los tipos de procesamiento del acero podemos mencionar los siguientes:

• Acero laminado

• Acero forjado

• Acero corrugado

• Estampación de metales.

• Troquelación del acero

• Mecanizado blando

• Rectificado

PROPIEDADES DEL ACERO

PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DEL ACERO

Deformaciones Elásticas y deformaciones plásticas.

Cuando la fuerza que origina los desplazamientos cesa y los átomos vuelven a sus posiciones originales le llamamos deformación elástica. En cambio denominamos la deformación plástica, los átomos son desplazados de forma permanente de sus posiciones originales y toman nuevas posiciones.

Efecto de la deformación plástica en frío en el incremento de la dureza del acero.

Las nuevas dislocaciones que se crean por la deformación en frió deben interaccionar con las ya existentes. Como la densidad de las dislocaciones aumenta con la deformación, se hace cada vez más difícil el movimiento de las dislocaciones a través del “bosque de dislocaciones” y, por consiguiente el trabajo sobre el metal se endurece a medida que aumenta la deformación en frío.

Fractura de metales.

La fractura dúctil del acero se presenta luego de una intensa deformación plástica.

La fractura frágil cursa según planos cristalográficos específicos, llamados planos de escisión y conlleva a una rápida propagación de la fisura.

PROPIEDADES QUÍMICAS DEL ACERO.

En el acero, además de hierro y carbono como elementos fundamentales, intervienen elementos accidentales, entre ellos el azufre y el fósforo, que dada su afinidad con el acero, son difíciles de eliminar, no obstante se reducen a proporciones inofensivas (< 0.05 %).

PROPIEDADES ELÉCTRICAS DEL ACERO

El acero eléctrico, también llamado acero magnético, acero al silicio, o acero para transformadores, es un acero especial fabricado para poseer determinadas propiedades magnéticas, tales como una zona de histéresis pequeña (poca disipación de energía por ciclo), que equivale a bajas pérdidas en el núcleo y una alta permeabilidad magnética.

El acero eléctrico es una aleación de hierro con un contenido de silicio que varía de cero a 6,5% (Si: 5 Fe). El silicio aumenta significativamente la resistencia eléctrica del acero, lo que disminuye las corrientes inducidas por el campo magnético y por lo tanto reduce las pérdidas en el núcleo. Se pueden añadir también manganeso y aluminio hasta en una proporción de 0,5%.

• Proceso de obtención del acero

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