El Acero - un producto único en el mundo
El acero es hoy en día uno de los materiales más utilizados en todo el mundo gracias a sus incontables propiedades que lo hacen ideal para múltiples usos en diversos sectores de la vida humana: desde la construcción, el arte, la decoración, productos para el hogar y la arquitectura.
El Acero es un producto que viene de la aleación de hierro y carbono, este último con un porcentaje que va desde 0,008% a 2,11% en masa de su composición. La rama de la metalurgía que se especializa en producir acero se denomina siderurgía o acería. En función del tratamiento al que se le someta puede tener una dureza, elasticidad, resistencia o ductilidad distinta, dependiendo de la cantidad de carbono que le incluye en el proceso de elaboración.
El acero conserva las mismas características metálicas del hierro en estado puro, pero al añadir carbono y otros elementos tanto metálicos como no metálicos logra mejorar sus propiedades físico-químicas. Sin embargo, si la aleación que se genera posee una concentración de carbono mayor del 2.11 %, se producen fundiciones, que son mucho más frágiles que el acero y no es posible forjarlas, sino que tienen que ser moldeadas.
A medida que se incrementa la resistencia del acero al añadir carbono o someterlo a diferentes tratamientos térmicos también disminuye significativamente la elasticidad y plasticidad. Por tanto, es necesario buscar un equilibrio, según la aplicación que se vaya a dar al material, entre resistencia y flexibilidad. Para poder fabricarlo se elimina la mayoría del oxígeno, junto con otras impurezas que contiene el mineral del hierro. Tambien suele componerse en proporciones pequeñas de oxígeno, azufre, silicio y fósforo.
Propiedades y componentes del acero
Tanto el hierro como el carbono que se necesita para su elaboración está ampliamente disponible en la naturaleza. Una de las características mas notables son la ductilidad y tenacidad, lo cual son cualidades que son muy valoradas cuando se aplica resistencia y fuerza a este material para la fabricación a escala industrial, ya que es un material que no se rompe sino que se amolda a cualquier golpe. Es por eso que es utilizado en tantos sectores económicos, entre ellos la construcción, aeronáutica, automotriz, en fabricación de herramientas, tecnología, etc.
Estas propiedades son vitales para la selección de materiales en aplicaciones donde los componentes pueden estar sujetos a cargas dinámicas o impactos, como en la industria automotriz y la construcción.
Otros elementos que incluyen el acero
Hay una diversidad de materiales que son utilizados para modificar propiedades químicas y mecánicas al acero. A nivel Internacional existe una serie de aleaciones estándar, que han sido normalizadas a nivel mundial a través de organizaciones como la AISI, ASTM y UNS. Estas organizaciones han establecido valores mínimos y máximos de la mezcla de diversos elementos para conseguir resultados específicos.
Las características del acero que pueden variar según estas aleaciones son la templabilidad, resistencia mecánica, dureza, tenacidad, resistencia al desgaste, soldabilidad o maquinabilidad.
Los elementos que son usados usualmente para hacer aleaciones especiales son el aluminio, el boro, cobalto, cromo, molibdeno, nitrógeno, níquel, plomo, silicio, titanio, wolframio, vanadio, y el niobio.
Impurezas en el acero
Las impurezas son los elementos indeseables que se encuentran dentro de la composición del material y también en las fundiciones que están presentes en los minerales o los combustibles. Se busca eliminarlas o reducir su contenido debido a que son nocivas a la hora de producir aleaciones. En los casos en que eliminarlas difícil o costoso, se permiten en cantidades mínimas. Aquellos componentes que suelen ser perjudiciales y tienden a ser eliminados o reducidos al máximo son los siguientes: azufre y fósforo.
Clasificación del acero
A continuación le presentamos varias clasificaciones del acero dependiendo del proceso y el uso que se le de:
Según el modo de fabricación
- Acero eléctrico
- Acero fundido
- Acero calmado
- Acero efervescente
- Acero fritado
- Acero estirado
Según el modo de trabajarlo
- Acero moldeado
- Acero forjado
- Acero laminado
Según la composición y la estructura
- Aceros ordinarios
- Aceros aleados o especiales
Los aceros aleados o especiales contienen otros elementos, además de carbono, que modifican sus propiedades. Estos se clasifican según su influencia:
- Elementos que aumentan la dureza: fósforo, níquel, cobre, aluminio. En especial aquellos que conservan la dureza a elevadas temperaturas: titanio, vanadio, molibdeno, wolframio, cromo, manganeso y cobalto.
- Elementos que limitan el crecimiento del tamaño de grano: aluminio, titanio y vanadio.
- Elementos que determinan en la templabilidad: aumentan la templabilidad el manganeso, molibdeno, cromo, níquel y silicio, mientras que el cobalto la disminuye.
- Elementos que modifican la resistencia a la corrosión u oxidación: aumentan la resistencia a la oxidación: molibdeno y wolframio. Favorece la resistencia a la corrosión: el cromo.
- Elementos que modifican las temperaturas críticas de transformación: Suben los puntos críticos: molibdeno, aluminio, silicio, vanadio, wolframio. Disminuyen las temperaturas críticas: cobre, níquel y manganeso. En el caso particular del cromo, se elevan los puntos críticos cuando el acero es de alto porcentaje de carbono pero los disminuye cuando el acero es de bajo contenido de carbono.
Según los usos
- 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
Según su aplicación
- Aceros de construcción
- Aceros de uso general
- Aceros cementados
- Aceros para temple y revenido
- Aceros inoxidables o para usos especiales
- Aceros para herramientas de corte y mecanizado
El acero en la construcción
Una parte importante del acero producido a nivel mundial se dirige a la construcción de estructuras. Dentro de este rubro pueden determinarse dos utilizaciones principales en la construcción: hormigón armado y construcción en acero.
El hormigón armado usa el hierro redondo (cabillas) como refuerzo del hormigón, trabajando el primero en general a tracción y el segundo a compresión. En el caso de la construcción en base a elementos solo de acero se usan productos como perfiles que se unen mediante conexiones empernadas o soldadas. Una utilización que está teniendo crecimiento importante es la construcción mixta que combina las estructuras de acero embebidas en hormigón armado o el hormigón armado dentro de un tubo estructural.
Algunos ejemplos de productos de acero para la construcción son los siguientes:
– Perfiles de Drywall
– Vigas
– Marcos de puertas y ventanas
– Tubos estructurales
– Láminas galvanizadas
– Techos de distintas formas y usos (Láminas de Zinc, Galvadeck Losacero, Noral)
– Cabillas / Alambres trefilados
Otras aplicaciones industriales
Además de la producción de acero para la construcción civil existe una gran diversidad de aplicaciones del acero en productos mecánicos tales como máquinas, partes móviles de automóviles o camiónes ( ejes, parantes), cascos de buques, tubos de las bicicletas, clavos, alfileres, cerraduras de puertas, muebles, productos de decoración interior y muchos objetos más que utilizamos diariamente.
En la mayoría de los casos se utiliza el acero tal como viene de las acerías, sin darle ningún tratamiento térmico especial para este tipo de productos.
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