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 0,01% y el 2,1% en peso de su composición, dependiendo del grado; aunque normalmente estos valores se encuentran entre el 0,03% y el 1,7%. Si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,0% se producen fundiciones que, en oposición al acero, son mucho más frágiles y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas.

El Acero es uno de los materiales de fabricación y construcción más versátil y adaptable. Ampliamente usado y a un precio relativamente bajo, el Acerocombina la resistencia y la trabajabilidad, lo que se presta a fabricaciones diversas. Asimismo sus propiedades pueden ser manejadas de acuerdo a las necesidades especificas mediante tratamientos con calor, trabajo mecánico, o mediante aleaciones.

El proceso de fabricación se divide básicamente en dos fases: la fase de fusión y la fase de afino.

Fase de fusión

Una vez introducida la chatarra en el horno y los agentes reactivos y escorificantes (principalmente cal) se desplaza la bóveda hasta cerrar el horno y se bajan los electrodos hasta la distancia apropiada, haciéndose saltar el arco hasta fundir completamente los materiales cargados. El proceso se repite hasta completar la capacidad del horno, constituyendo este acero una colada.

Fase de afino

El afino se lleva a cabo en dos etapas. La primera en el propio horno y la segunda en un horno cuchara.

En el primer afino se analiza la composición del baño fundido y se procede a la eliminación de impurezas y elementos indeseables (silicio, manganeso, fósforo, etc.) y realizar un primer ajuste de la composición química por medio de la adición de ferroaleaciones que contienen los elementos necesarios (cromo, niquel, molibdeno, vanadio, titanio, etc.).

El acero obtenido se vacía en una cuchara de colada, revestida de material refractario, que hace la función de cuba de un segundo horno de afino en el que termina de ajustarse la composición del acero y de dársele la temperatura adecuada para la siguiente fase en el proceso de fabricación.

El control del proceso

Para obtener un acero de calidad el proceso debe controlarse en todas sus fases empezando, como ya se ha comentado, por un estricto control de las materias primas cargadas en el horno.

Durante el proceso se toman varias muestras del baño y de las escorias para comprobar la marcha del afino y poder ir ajustando la composición del acero. Para ello se utilizan técnicas instrumentales de análisis (espectómetros) que permiten obtener resultados en un corto espacio de tiempo, haciendo posible un control a tiempo real y la adopción de las correcciones precisas de forma casi instantánea, lográndose así la composición química deseada.

Los dos elementos que más pueden influir en las características y propiedades del acero obtenido, el carbono y el azufre, se controlan de forma adicional mediante un aparato de combustión LECO. Pero además de la composición del baño y de la escoria, se controla de forma rigurosa la temperatura del baño, pues es la que determina las condiciones y la velocidad a la que se producen las distintas reacciones químicas durante el afino.

Clasificación

[editar]Según el modo de fabricación

• Aceros, eléctrico.

• Acero fundido.

• Acero Colmado.

• Acero efervescente.

• Acero fritado.

[editar]Según el modo de trabajarlos

• Acero moldeado.

• Acero laminado.

[editar]Según la composición y la estructura

• Aceros ordinarios.

• Aceros aleados o especiales.

[editar]Según los usos a que se destinan

• Acero para imanes o magnético.

• Acero autotemplado.

• Acero de construcción.

• Acero de corte rápido.

• Acero de decoletado.

• Acero de corte.

• Acero indeformable.

• Acero inoxidable.

• Acero de herramientas.

• Acero para muelles.

• Acero refractario.

• Acero de rodamientos.

Entrelas desventajas resaltan el alto costo del equipo, el alto costo de mantenimiento y el hechoque no es económico si se desean endurecen pocas piezas.

Acero forjado

Artesano trabajando la forja en el yunque.

Conjunto biela-pistón de motor. Biela de acero forjado.

El acero forjado es aquel acero que ha sido modificado en forma y estructura interna mediante la aplicación de técnicas de forja realizadas a una temperatura superior a la de la recristalización.

El trabajo de forja se realiza con maquinas herramientas denominadas prensas que mediante grandes golpes o presiones conforman determinadas formas y volúmenes. Para estas operaciones se usan matrices, troqueles y molde.

Las piezas procedentes de las forjas son, generalmente, mecanizadas para obtener las piezas con acabado definitivo, con la menor intervención posible optimizando así su fabricación.

La forja se realiza entre temperaturas de entre los 800 y los 1000 °C. También se realiza a temperatura ambiente operación que se denomina conformado en frío. Para suprimir las tensiones internas que surgen en el proceso de forja se realiza el tratamiento térmico denominado Normalizado.

Acero laminadoTren de acero laminado.

Viga I, de acero laminado, conformando la estructura de un edificio

El acero que sale del alto horno de colada de la siderurgia es convertido en acero

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