EL ACERO

Historia del acero

¿Qué es el Acero?

¿Qué es el Arrabio y como se obtiene?

Obtención del Acero

Método Bessemer

Método Martin-Siemens

Horno Eléctrico

ASPECTOS GENERALES DEL ACERO

1. El Acero El hierro técnicamente puro: menos de 0,008% de carbono, es un metal dúctil y maleable, con peso específico de 7,87. Funde de 1536° a 1539°C, reblandeciéndose antes de llegar a esta temperatura. El elemento básico de aleación del hierro es el carbono. Las aleaciones con contenido de carbono comprendido entre 0,10 y 1,76% se denominan aceros.

Propiedades del acero: Estructura cristalina compacta y homogénea: Material estructural más cercano a la isotropía. Densidad muy alta: 8t/m3 Resistencia muy alta tanto a la tracción como compresión. Alto ratio resistencia / peso. Material dúctil. Material frágil. Conductividad térmica muy elevada.

Impurezas presentes en el acero: Azufre: forma con el hierro sulfuro, da lugar a un eutéctico. Se controla la presencia de sulfuro mediante el agregado de manganeso. Fósforo: Disminuye la ductilidad. Forma un eutéctico frágil con bajo punto de fusión y transmite al acero su fragilidad. Oxígeno: el contenido de oxigeno es mayor en el acero en estado liquido que en estado sólido. Para evitar burbujas de gas atrapadas en el metal, el oxigeno debe eliminarse.

2. Principales Productos del Acero BARRAS Barras para hormigón Barras para molienda Alambrón PLANOS Planchas gruesas Rollos y planchas laminadas en caliente Rollos y planchas laminadas en frío TUBULARES Tubos soldados por arco sumergido

3. Características del Acero Ventajas del acero: Material fácil de conformar en frío y en caliente. Material fácil de mecanizar, ensamblar y proteger contra la corrosión. Bajo coste unitario en comparación con otros materiales. Alta disponibilidad, su producción es 20 veces mayor al resto de materiales metálicos no férreos. Material altamente adaptable. Fácilmente reciclable: Se puede usar chatarra como materia prima para la producción de nuevo acero.

Desventajas del acero: Corrosión: El acero expuesto a intemperie sufre corrosión por lo que deben recubrirse siempre exceptuando a los aceros especiales como el inoxidable. Calor, fuego: En el caso de incendios, el calor se propaga rápidamente por las estructuras haciendo disminuir su resistencia hasta alcanzar temperaturas donde el acero se comporta plásticamente, debiendo protegerse con recubrimientos aislantes del calor.

Desventajas del acero: Pandeo elástico: Debido a su alta resistencia/peso el empleo de perfiles esbeltos sujetos a compresión, los hace susceptibles al pandeo elástico, por lo que en ocasiones no son económicos las columnas de acero. Fatiga: La resistencia del acero (así como del resto de los materiales), puede disminuir cuando se somete a un gran número de inversiones de carga o a cambios frecuentes de magnitud de esfuerzos a tensión.

LOS ACEROS AL CARBONO

Acero al Carbono El carbono aumenta la dureza y la resistencia del acero. La composición química, Fe y C (principales), Mg y Si (necesarios) y S, P, O e H (impurezas). Máquinas, carrocerías de automóvil, cascos de buques…

Propiedades Generales ↑[C] ↑dureza y resistentes a los choques. ↓ soldabilidad. Dureza 90 a 250 HB. Bajo coste de mantenimiento. ↑ Conductividad térmica. Pierden sus propiedades deseables cuando se calientan por los cambios de fase que sufren. • Baja resistencia a la corrosión.

Tipos de Acero al Carbono Acero de bajo carbono ( C < 0.30%) Relativamente blandos y poco resistentes. Acero de medio carbono ( 0.30 < C < 0.55%) Menos dúctiles y tenaces que los de bajo carbono. Acero de alto carbono ( 0.55 < C < 1.40%) Los más duros y resistentes (al desgaste). C= 0.77% (eutectoide) Perlita con propiedades entre la blanda y dúctil ferrita y la dura y quebradiza cementita.

Martensita (↑ tensiones interas). Tratamiento Térmico del Acero ↑T • Endurecer Austenita (750 - 850ºC) ↑↑ v ↓T Martensita (↑ tensiones interas). Temple o recocido(↑T) • Objetivo: Controlar las propiedades físicas del acero.

LOS ACEROS INOXIDABLES Jeringa de alta presión de Acero Inoxidable

¿Qué son los Aceros Inoxidables? Aceros que no son aceros al carbono o convencionales. Además de Fe y C poseen altos contenidos en Cr y Ni. Pueden contener otros metales tales como Mo, Ti, Mn, Cu en pequeñas proporciones. Fe – Cr (10-20%) – Ni (8-10%) – C es el más básico.

¿Cómo se Producen? Se producen por acería eléctrica a partir de chatarra de acero inoxidable. Siderurgia no Integral Además de las cargas habituales se introduce Cr como ferrocromo y Ni mecánico. Se realizan los procesos habituales de fusión, conversión, desulfuración, ajuste de composición, afino y colada continua.

Propiedades de los Aceros Inoxidables Provenientes del Cr Provoca un efecto anticorrosivo en condiciones ambientales Crea un capa protectora con cierta debilidad Provenientes del Ni Protege la capa pasivante, es decir, la acción anticorrosiva del Cr Mejora sus propiedades mecánicas Es importante aclarar que los aceros denominados inoxidables no se oxidan en condiciones atmosféricas pero si pueden hacerlo en otras condiciones de temperatura y presión.

Nomenclatura Existen varios sistemas de nomenclatura para los aceros inoxidables. La norma AISI es las más empleada. Código numérico Tres números en función del tipo de acero y de su composición Código alfabético Letra al final según una característica especial de sus componentes L  Low carbon N  Nitrurado

Clasificación de los Aceros Inoxidables Austeníticos Los más empleados:16-26% de Cr y un mínimo de 7% de Ni. No magnéticos, elevada ductilidad y soldabilidad. Añadiendo Mo se aumenta la resistencia química. Ferríticos 12-17% de Cr. Resistencia a la corrosión aceptable, magnéticos. Martensíticos Con un 11-13% de Cr. Presentan alta dureza y tenacidad. Duplex Aceros austeno-ferríticos: 17-30% de Cr, 6-12% de Ni y 2-5% de Mo. Mejores propiedades mecánicas y anticorrosivas.

Composición básica (%) Ejemplos de Aceros Inoxidables Tipos de cero Aceros típicos Composición básica (%) Características Austeníticos 304 18Cr – 8Ni Excelente resistencia a la corrosión. 316 18Cr – 12Ni – 2,5Mo Mayor resistencia a la corrosión que el 304 en medios salinos. Ferríticos 430 16Cr Resistencia a la corrosión moderada. 409 11Cr Resistencia a la oxidación en altas Temperaturas Martensíticos 420 12Cr Dureza elevada, alta resistencia mecánica pero menor resistencia a la corrosión.

APLICACIÓN DE LOS ACEROS Acero Cortex

El uso intensivo que tiene, y ha tenido, el acero para la construcción de estructuras metálicas ha conocido grandes éxitos, como la Torre Eiffel, construida en París en 1889, que es hoy día uno de los monumentos más visitados del mundo.

Pero también grandes fracasos Pero también grandes fracasos. El 7 de noviembre de 1940 el mundo asistió al colapso del puente Tacoma Narrows al entrar en resonancia con el viento.

Alambres y Cordones de Acero Los alambres y cordones de acero de alta resistencia son utilizados en construcción con el objetivo principal de incrementar la resistencia a tracción de las estructuras de hormigón y crear unos estados de tensión y deformación adecuados

Barras para Hormigón Se usan en la confección de armaduras de cualquier elemento de hormigón armado. Las corrugas o resaltes permiten una alta adherencia al cemento o al hormigón. Entre sus aplicaciones tenemos: columnas, vigas, losas, tanques de agua, viviendas, edificios, puentes, etc.

Corrugas

Barras para Molienda Uso como medio de molienda en la minería. Las barras para molienda de minerales poseen propiedades de elevada resistencia a la abrasión (dureza), elevada tenacidad y desgaste uniforme.

Alambrón Fabricación de productos trefilados como alambres, clavos y mallas; electródos para soldadura al arco y uso estructural.

La malla electro-soldada es una red metálica formada por una trama cuadrada de alambres soldados en sus intersecciones que se utiliza generalmente como refuerzo temporal de túneles.

Laminados en Caliente Se usa en la fabricación de tubos y perfiles para construcción estructural, cañerías y tubos soldados para la conducción de fluidos, cilindros, etc.

Este tipo de acero laminado en caliente lo encontramos diariamente en forma de planchas de acero con superficie estriada tipo lágrima en uno de sus lados. Su superficie antideslizante hace esta plancha ideal para pisos de escaleras, vehículos, etc.

Laminados en Frío Este material es usado en muebles metálicos, cocinas, refrigeradoras, tubos, partes externas de vehículos y en general donde se requiera un buen acabado superficial.

Aleaciones Aluminio y Aleaciones: Piezas para aviones, cuerpos de válvulas, cabezas de cilindros, cajas de cambio de automóviles, zapatas de freno, etc. 2. Cobre y Aleaciones: Se emplea en conductos y maquinaria eléctrica. 3. Aleaciones de Magnesio: Maquinaria portátil, herramientas neumáticas, máquinas de escribir y coser, etc. 4. Aleaciones de Zinc: Piezas para la industria automotriz, accesorios para edificios, piezas de máquinas para oficina y juguetes.

La corona de acero inoxidable ha probado ser un medio eficaz y práctico para restaurar los dientes demasiado degradados .

FIN