El acero

1. Composicin qumica:

Es una mezcla de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,03 % y el 2,14 % en masa de su composicin, dependiendo del grado. Si la aleacin posee una concentracin de carbono mayor al 2,14 % se producen fundiciones que, en oposicin al acero, son mucho ms frgiles y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas.

2. Componentes principales 2.1. El hierro El hierro es el elemento metlico de mayor uso en el mundo; sin embargo, no se le utiliza qumicamente puro sino aleado con el carbono para obtener el acero.

El hierro es un metal, relativamente duro y tenaz, con dimetro atmico dA = 24,8 nm (1 nm = 10-9 n = 0.001 mm), con temperatura de fusin de 1535 C y punto de ebullicin 2740 C.

El Fe tiene el nmero atmico Z = 26 (26 protones) y su peso atmico es 56 g/mol (26 protones y 30 neutrones). Esos electrones se distribuyen de acuerdo a la configuracin: 1 s22 s22 p23 s23 p63 d104 s2

2.1.1. Minerales de hierro.MineralComposicin

HematitaFe2O3

LimonitaFe2O3H2O

MagnetitaFe3O4

SideritaFeCO3

PiritaFeS2

CromitaFeOCr2O3

2.1.2. Distribucin de electrones en los orbitales atmicos del Fen nivel de energa

orbital1234

s2222

p-----66-----

d----------10-----

2.2. El CarbonoEl carbono es un metaloide, con dimetro mucho ms pequeo (dA= 15,4 nm) que el Fe. Es blando y frgil en la mayora de sus formas alotrpicas. Es la diferencia en dimetros atmicos lo que va a permitir al elemento de tomo ms pequeo difundir a travs de la celda del otro elemento de mayor dimetro.El C tiene el nmero atmico Z = 6 (6 protones) y su peso atmico es 56 g/mol (6 protones y 6 neutrones). Los 6 electrones se distribuyen en 2 niveles de energa principales (Tabla 4) segn la configuracin: 1 s22 s22 p22.2.1. Distribucin de electrones en el carbono.n nivel de energa orbital

orbital12

s22

p-----2

El C puede cristalizar en diversas formas que dependen variables de temperatura, tiempo y presin puestas en juego en la naturaleza o en los procesos de sntesis

3. Otros compuestos.3.1. Aluminio (Al):ELAluminioes usado principalmente como desoxidante en la elaboracin de acero. ElAluminiotambin reduce el crecimiento del grano al formar xidos y nitruros.

3.2. Azufre (S):ElAzufrese considera como un elemento perjudicial en las aleaciones de acero, una impureza. Sin embargo, en ocasiones se agrega hasta 0.25% de azufre para mejorar la maquinabilidad. Los aceros altos en azufre son difciles de soldar pueden causar porosidad en las sodaduras.

3.3. Carbono - C:El Carbn -Carbonoes el elemento de aleacin ms efectivo, eficiente y de bajo costo. En aceros enfriados lentamente, el carbn forma carburo de hierro y cementita, la cual con la ferrita forma a su vez la perlita. Cuando el acero se enfra ms rpidamente, el acero al carbn muestra endurecimiento superficial. El carbn es el elemento responsable de dar la dureza y alta resistencia del acero.

3.4. Boro - B:ElBoro. Logra aumentar la capacidad de endurecimiento cuando el acero est totalmente desoxidado. Una pequea cantidad deBoro, (0.001%) tiene un efecto marcado en el endurecimiento del acero, ya que tambin se combina con el carbono para formar los carburos que dan al acero caractersticas de revestimiento duro.

3.5. Cobalto - Co:ElCobalto,es un elemento poco habitual en los aceros, ya que disminuye la capacidad de endurecimiento. Sin embargo, se puede usar en aplicaciones donde se requiere un revestimiento duro para servicio a alta temperatura, ya que produce una gran cantidad de solucin slida endurecedora, cuando es disuelto en ferrita o austenita.

3.6. Cobre - Cu:ElCobre, Aumenta la resistencia a la corrosin de aceros al carbono.

3.7. Cromo - Cr:ElCromoEs un formador de ferrita, aumentando la profundidad del endurecimiento. Asi mismo, aumenta la resistencia a altas temperaturas y evita la corrosin. ElCromoes un elemento principal de aleacin en aceros inoxidables, y debido a su capacidad de formar carburos se utiliza en revestimientos o recubrimientos duros de gran resistencia al desgaste, como mbolos, ejes, etc.

3.8. Fsforo - P:Fsforo. Se considera un elemento perjudicial en los aceros, casi una impureza, al igual que elAzufre, ya que reduce la ductilidad y la resistencia al impacto. Sin embargo, en algunos tipos de aceros se agrega deliberadamente para aumentar su resistencia a la tensin y mejorar la maquinabilidad.

3.9. Manganeso - Mn:ElManganeso. Es uno de los elementos fundamentales e indispensables, est presente en casi todas las aleaciones de acero. El Manganeso es un formador de austenita, y al combinarse con el azufre previene la formacin de sulfuro de hierro en los bordes del grano, altamente perjudicial durante el proceso de laminacin. ElManganesose usa para desoxidar y aumentar su capacidad de endurecimiento.

3.10. Molibdeno - Mo:ElMolibdenotambin es un elemento habitual, ya que aumenta mucho la profundidad de endurecimiento del acero, as como su resistencia al impacto. ElMolibdenoes el elemento ms efectivo para mejorar la resistencia del acero a las bajas temperaturas, reduciendo, adems, la perdida de resistencia por templado.