Propiedades Y Usos De Los Aceros

Resumen de Propiedades y usos de los aceros

Hierro colado, hierro forjado

Introducción

El acero es una aleación de hierro con carbono en una proporción que oscila entre 0,03 y 2% se suele componer de otros elementos, ya inmersos en el material del que se obtienen. Pero se le pueden añadir otros materiales para mejorar su dureza, maleabilidad u otras propiedades.

Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribución. Antes del tratamiento térmico, la mayoría de los aceros son una mezcla de tres sustancias, ferrita, perlita, cementita

La ferrita, blanda y dúctil, es hierro con pequeñas cantidades de carbonos y otros elementos en disolución.

La cementita es un compuesto de hierro con el 7% de carbono aproximadamente, es de gran dureza y muy quebradiza.

La perlita es una mezcla de ferrita y cementita, con una composición específica y una estructura características, sus propiedades físicas con intermedias entre las de sus dos componentes

La resistencia y dureza de un acero que no ha sido tratado térmicamente depende de la proporciones de estos tres ingredientes.

Cuanto mayor es el contenido en carbono de un acero, menor es la cantidad de ferrita y mayor la de perlita: cuando el acero tiene un 0,8% de carbono, está por compuesto de perlita. El acero con cantidades de carbono aún mayores es una mezcla de perlita y cementita.

Ventajas del acero

 Alta resistencia

 Uniformidad y homogeneidad

 Durabilidad

 Ductilidad y tenacidad

 Rapidez de construcción

 Reciclabilidad

Desventajas del acero:

 Corrosión: el acero expuesto a intemperie sufre corrosión por lo que debe recurrirse 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.

Propiedades del acero

 Elasticidad

 Ductilidad

 Forjabilidad

 Maleabilidad

 Tenacidad

 Soldabilidad

Factores del acero

 Composición química

 Tratamiento térmicos

 Estado de esfuerzos

 Temperatura

Velocidad de carga (deformación

El hierro colado (o fundido)

Para la producción del hierro fundido se parte de los minerales naturales ricos en hierro, los que se someten a un proceso metalúrgico bastante complejo cuyo producto final es el hierro colado. Durante el proceso de producción se pueden agregar además las chatarras ferrosas a fin de aprovecharlas como material de reciclaje.

Durante el proceso de producción del hierro colado se usan elevadas temperaturas (mas 1750°C) como veremos mas adelante, en un horno especial conocido como alto horno, esto hace que el producto final esté en estado líquido.

El hierro colado líquido puede tomar básicamente tres caminos:

1. Trasladado en estado líquido a otros hornos (convertidores) donde será convertido en acero.

2. Vertido en las "lingoteras" para que solidifique como un lingote y pueda ser almacenado, transportado y luego utilizado.

3. Vertido directamente en moldes para producir piezas fundidas de formas especiales.

Minerales de hierro

Por su abundancia en la corteza terrestre el hierro ocupa el cuarto lugar después del oxígeno, silicio y aluminio. La corteza terrestre contiene cerca del 4.2% de hierro en diferentes compuestos químicos.

Los más abundantes son los compuestos de hierro con oxígeno, con carbono, combinaciones de óxido de hierro con óxido de silicio y otros óxidos y compuestos donde el hierro está unido al azufre (compuestos sulfurosos).

Para obtener el hierro fundido se utilizan aquellos minerales mas ricos en hierro y con menos impurezas (especialmente las nocivas), es decir los que están constituidos por los compuestos que son técnica y económicamente mas ventajosos. Tales compuestos se les llamamenas.

La mena es una roca compuesta por minerales ferrosos y ganga, esta última es un material inútil pero inevitable en las rocas naturales. La ganga generalmente contiene sílice (SiO2), alúmina (Al2O3), óxido de calcio, magnesio y otros.

Las principales menas de hierro son

• Magnetitas: (Fe3O4), óxido ferroso-férrico que tiene propiedades magnéticas. Contiene hasta un 69% de hierro.

• Hematitas: Compuesta básicamente por óxido de hierro. Contiene un 62% de hierro y es el fundamento de los principales yacimiento de hierro.

• Limonitas: Contiene hierro en forma de óxido hidratado (nFe2O3 .mH2O). El contenido de hierro en la limonita se de 30 a 50%

• Sideritas: Contienen el hierro en forma de carbonatos (FeCO3). Pueden tener hasta 43% de hierro mezclado con carbonatos de manganeso y magnesio.

• Piritas: El hierro está presente unido al azufre (FeS2). Contiene 46.7% de hierro y 53.3% de azufre. Estas menas, dado el alto contenido de azufre que es un elemento nocivo nunca se usan directamente, pero pueden ser sometidas a una tostación previa para separar el azufre y producir ácido sulfúrico, luego son utilizables para la producción del acero.

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Hierro colado

Es una aleación cuyos principales elementos son hierro silicio y carbono. En el comercio existe hierro

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