Acero
El acero es uno de los materiales de fabricación y construcción más versátil y adaptable. Ampliamente usado y a un precio relativamente bajo, el acero combina la resistencia y la trabajabilidad, lo que se presta a fabricaciones diversas. Asimismo sus propiedades pueden ser manejadas de acuerdo a las necesidades específicas mediante tratamientos con calor, trabajo mecánico, o mediante aleaciones.
El acero funde entre 1400 y 1500ºC pudiéndose moldear más fácilmente que el Hierro.
Resulta más resistente que el Hierro pero es más propenso a la corrosión. Posee la cualidad de ser maleable, mientras que el hierro es rígido.
Su fabricación comienza con la reducción de hierro (producción de arrabio) el cual se convierte más tarde en acero.
Los materiales básicos utilizados son mineral de Hierro, Coque y Caliza. El coque se quema como combustible para calentar el horno, y al arder libera monóxido de carbono, que se combina con los óxidos de hierro del mineral y los reduce a hierro.
Para clasificar un acero debe indicarse, además del porcentaje de Carbono, su resistencia, admitiéndose como acero los productos ferrosos que alcanzan una resistencia mínima a la tracción de 40 Kg/mm2, llamando Hierro Forjado a los demás.
• Acero al Carbono:
Los aceros al carbono forman más del 90% de todos los 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 encontramos la mayor parte de las estructuras de construcción de acero.
• Acero Aleado:
Estos aceros contienen un proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales.
• Acero de Baja Aleación Ultrarresistente:
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. En la actualidad se construyen muchos edificios con estructuras de aceros de baja aleación. Las vigas pueden ser más delgadas sin disminuir su resistencia, logrando un mayor espacio interior en los edificios.
El acero inoxidable es un tipo de acero aleado cuyo peso contenga como mínimo 10,50 % de Cromo, pero no más de 1,20 % de Carbono, con cualquier otro elemento de aleación o sin él.
El Acero Inoxidable contiene cromo, níquel y otros elementos de aleación, que lo mantienen brillantes y resistente a la corrosión a pesar de la acción de la humedad o de ácidos y gases.
Algunos aceros inoxidables son muy duros; otros son muy resistentes y mantienen esa resistencia durante largos periodos a temperaturas extremas.
Debido a su superficie brillante, en arquitectura se emplea muchas veces con fines decorativos. En cocinas y zonas de preparación de alimentos el revestimiento es a menudo de Acero Inoxidable, ya que puede limpiarse con facilidad.
El Acero ofrece diferentes resultados en función de la presencia o ausencia de otros metales: la adición de manganeso le confiere una mayor resistencia frente al impacto, el tungsteno, le permite soportar temperaturas más altas. Los aceros aleados no sólo mejoran las propiedades físicas, sino que también permiten una mayor amplitud en el proceso de tratamiento térmico.
Los efectos de la aleación son:
•Mayor resistencia y dureza
• Mayor resistencia al impacto
• Mayor resistencia al desgaste
• Mayor resistencia a la corrosión
• Mayor resistencia a altas temperaturas
• Penetración de temple (Aumento de la profundidad a la cual el acero puede ser endurecido)
• Aluminio: Actúa como desoxidante para el Acero Fundido y produce un Acero de Grano Fino.
• Azufre: Normalmente es una impureza y se mantiene a un bajo nivel. Sin embargo, alguna veces se agrega intencionalmente en grandes cantidades (0,06 a 0,30%) para aumentar la maquinabilidad (habilidad para ser trabajado mediante cortes) de los aceros de aleación y al carbono.
• Boro: Aumenta la templabilidad (la profundidad a la cual un acero puede ser endurecido).
• Cromo: Aumenta la profundidad del endurecimiento y mejora la resistencia al desgaste y corrosión.
• Cobre: Mejora la resistencia a la corrosión.
• Manganeso: Elemento básico en todos los aceros comerciales. Actúa como un desoxidante y también neutraliza los efectos nocivos del azufre, facilitando la laminación, moldeo y otras operaciones de trabajo en caliente.Aumenta también la penetración de temple y contribuye a su resistencia y dureza.
• Molibdeno: Mejora las propiedades del tratamiento térmico. Aumenta también la dureza y resistencia a altas temperaturas.
• Níquel: Mejora las propiedades del tratamiento térmico reduciendo la temperatura de endurecimiento y distorsión al ser templado. Al emplearse conjuntamente con el Cromo, aumenta la dureza y la resistencia al desgaste.
• Silicio: Se emplea como desoxidante y actúa como endurecedor en el acero de aleación.
• Titanio: Se emplea como un desoxidante y para inhibir el crecimiento granular. Aumenta también la resistencia a altas temperaturas.
• Tungsteno: Se emplea en muchos aceros de aleación para herramientas, impartiéndoles una gran resistencia al desgaste y dureza a altas temperaturas.
• Vanadio: Imparte dureza y ayuda en la formación de granos de tamaño fino. Aumenta la resistencia al impacto (resistencia a las fracturas por impacto) y a la fatiga.