ACERO

1.-DEFINICION

En general, el acero es una aleación de hierro y carbono a la que suelen añadirse otros elementos. Algunas aleaciones denominadas ‘hierros’ contienen más carbono que algunos aceros comerciales.   Los distintos tipos de acero contienen entre el 0,04 y el 2,25% de carbono.

2.- HISTORIA

Acero es el nombre que se da al hierro que contiene una cantidad determinada de carbono (hasta 3,5%) que le otorga mayor resistencia y dureza.

Hacia el 1.000 A.C. se fabricaba acero en el Cercano y Medio Oriente, y en la India. Después de forjar el hierro con martillos, los artesanos endurecían la superficie de sus herramientas y armas calentándolas en carbón de leña al rojo vivo.

En realidad conseguían una especie de acero: el hierro absorbía carbono de las brasas y se formaba una "piel" de acero en la superficie.

Hacia el 200 A.C., los artesanos de la India dominaban ya un método mejor para producir acero. Colocaban trozos de hierro carbonado o con "piel" de acero en un recipiente de arcilla cerrado, o crisol, y lo calentaban intensamente en un horno. El carbono se distribuía gradualmente a través del hierro y producía una forma de acero mucho más uniforme.

En 1740, el inglés Benjamin Huntsman redescubrió el procedimiento indio por casualidad, al calentar una mezcla de hierro y una cantidad cuidadosamente medida de carbón vegetal en un crisol

En 1856, el inventor inglés Henry Bessemer patentó un método más barato para fabricar acero en gran escala. Un chorro de aire atravesaba el hierro fundido y quemaba todo el carbono necesario para obtener el acero. Bessemer construyó un recipiente cónico de acero forrado de ladrillos refractarios que se llamó convertidor y que se podía inclinar para vaciarlo. El hierro fundido se vertía en el convertidor situado en posición vertical, y se hacía pasar aire a través de orificios abiertos en la base. El "soplado", que duraba unos veinte minutos, resultaba espectacular. El primer acero fabricado por este método era quebradizo por culpa del oxígeno absorbido

"1902: acero por arco eléctrico". William Siemens había experimentado en 1878 con la electricidad para calentar los hornos de acero. Pero fue el metalúrgico francés Paul Héroult (coinventor del método moderno para fundir aluminio) quien inició en 1902 la producción comercial del acero en horno eléctrico. Se introduce en el horno, chatarra de acero de composición conocida y se hace saltar un arco eléctrico entre la chatarra y grandes electrodos de carbono situados en el techo del horno.

"1948: proceso del oxígeno básico". Tras la segunda guerra mundial se iniciaron experimentos en varios países con oxígeno puro en lugar de aire para los procesos de refinado del acero. El éxito se logró en Austria en 1948, cuando una fábrica de acero situada cerca de la ciudad de Linz y de Donawitz desarrolló el proceso del oxígeno básico o L-D.

"1950: fundición continua". En el método tradicional de moldeo, el acero fundido del horno se vierte en moldes o lingotes y se deja enfriar. Luego se vuelven al calentar los lingotes hasta que se ablandan y pasan a trenes de laminado, donde se reducen a planchas de menor tamaño para tratamientos posteriores. 

4.- MATERIAS PRIMAS –

(COMPOSICION)

Composición del acero. Acero es una aleación de hierro y carbono que contiene otros elementos de aleación, los cuales le confieren propiedades mecánicas especificas para su utilización en la industria metalmecánica. Aunque el Carbono es el elemento básico a añadir al Hierro, los otros elementos, según su porcentaje, ofrecen características especificas para determinadas aplicaciones, como herramientas, cuchillas, soportes, etc.

ELEMENTOS DE ALEACION EN LOS ACEROS - COMPONENTES

Aluminio - Al : EL Aluminio es usado principalmente como desoxidante en la elaboración de acero Azufre - S : El Azufre se considera como un elemento perjudicial en las aleaciones de acero, una impureza. Carbono - C : El Carbono es el elemento de aleación mas efectivo, eficiente y de bajo costo. Boro - B : El Boro logra aumentar la capacidad de endurecimiento cuando el acero esta totalmente desoxidado. Cobalto - Co : El Cobalto es un elemento poco habitual en los aceros, ya que disminuye la capacidad de endurecimiento. Cromo - Cr : El Cromo es un formador de ferrita, aumentando la profundidad del endurecimiento. Fósforo - P : Fósforo se considera un elemento perjudicial en los aceros, casi una impureza, al igual que el Azufre, ya que reduce la ductilidad y la resistencia al impacto. Manganeso - Mn : El Manganeso es uno de los elementos fundamentales e indispensables, esta presente en casi todas las aleaciones de acero.

Molibdeno - Mo : El Molibdeno tambien es un elemento habitual, ya que aumenta mucho la profundidad de endurecimiento del acero, así como su resistencia al impacto. Nitrógeno - N : El Nitrógeno puede agregarse a algunos tipos de acero, para promover la formación de austenita. Niquel - Ni : Es el principal formador de austenita, que aumenta la tenacidad y resistencia al impacto. Plomo - Pb : El Plomo es un ejemplo de elemento casi insoluble en Hierro. Se añade plomo a muchos tipos de acero para mejorar en gran manera su maquinabilidad. Titanio - Ti : Básicamente, el Titanio se utiliza para estabilizar y desoxidar acero, aunque debido a sus propiedades, pocas veces se usa en soldaduras. • Tungsteno - W : El Tungsteno se añade para impartir gran resistencia a alta temperatura. • Vanadio - V : El Vanadio facilita la formación de grano pequeño y reduce la perdida de resistencia durante el templado, aumentando por lo tanto la capacidad de endurecimiento .

5.- ESTRUCTURA

Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribución en el hierro. Antes del tratamiento térmico, la mayor parte de los aceros son una mezcla de tres sustancias: ferrita, perlita y cementita. La ferrita, blanda y dúctil, es hierro con pequeñas cantidades de carbono y otros elementos en disolución.

5.- CLASIFICACION

Los diferentes tipos de acero se agrupan en cinco clases principales: aceros al carbono, aceros aleados,

aceros de baja aleación ultra resistentes, aceros inoxidables y aceros de herramientas.

ACEROS AL CARBONO

Más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre.

Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de construcción de las estructuras de acero, cascos de buques, somieres y horquillas o pasadores para el pelo

ACEROS ALEADOS

Estos aceros contienen una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros se emplean, por ejemplo, para fabricar engranajes y ejes de motores, patines o cuchillos de corte.

ACEROS DE BAJA ALEACION ULTRARRESISTENTE

Esta familia es la más reciente de las cinco grandes clases de acero. Los aceros de baja aleación son más baratos que los aceros aleados convencionales ya que contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleación. Sin embargo, reciben un tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono.

ACEROS INOXIDABLES

Estos aceros contienen cromo, níquel y otros elementos de aleación, que los mantienen brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidación a pesar de la acción de la humedad o de ácidos y gases corrosivos. Algunos aceros inoxidables son muy duros; otros son muy resistentes y mantienen esa resistencia durante largos periodos a temperaturas extremas. Debido a sus superficies brillantes, en arquitectura se emplean muchas veces con fines decorativos.

ACEROS DE HERRAMIENTAS

Estos aceros se utilizan para fabricar muchos tipos de herramientas y cabezales de corte y modelado de máquinas empleadas en diversas operaciones de fabricación. Contienen volframio, molibdeno y otros elementos de aleación, que les proporcionan mayor resistencia, dureza y durabilidad.

6.- PROPIEDADES

Resistencia al desgaste. Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando esta en contacto de fricción con otro material.

Tenacidad. Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir Fisuras (resistencia al impacto).

Maquinabilidad. Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta.

Dureza. Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) ó unidades ROCKWEL C (HRC), mediante test del mismo nombre.

7.- PRODUCTOS COMERCIALES EN LA

PRODUCCION

Empresa Siderúrgica del Perú S.A.A.www.siderperu.com.pe

Corporación Aceros Arequipa S.A.www.acerosarequipa.com