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Acero


 



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Los aceros son aleaciones de hierro y carbono con porcentajes de este último variables entre 0,03 y 2,00%. Se distinguen de las fundiciones, también aleaciones de hierro y carbono, en que la proporción de carbono es superior para estas: entre 1,5 y el 4%.
La diferencia fundamental entre ambos materiales es que los aceros son, por su ductilidad, fácilmente deformables en caliente utilizando forjado, laminación o extrusión, mientras que las fundiciones son frágiles y se fabrican generalmente por moldeo.

Además de los componentes principales indicados, los aceros incorporan otros elementos químicos. Algunos son perjudiciales (Impurezas) y provienen de la chatarra, el mineral o el combustible empleado en el proceso de fabricación; es el caso del azufre y el fósforo. Otros se añaden intencionalmente para la mejora de alguna de las características del acero (Aleantes); pueden utilizarse para incrementar la resistencia, la ductilidad, la dureza, etcétera, o para facilitar algún proceso de fabricación como puede ser el mecanizado. Elementos habituales para estos fines son el níquel, el cromo, el molibdeno y otros.

El acero es actualmente la aleación más importante, empleándose de forma intensiva en numerosas aplicaciones, aunque su utilización se ve condicionada en determinadas circunstancias por las ventajas técnicas o económicas específicas que ofrecen otros materiales: el aluminio cuando se requiere mayor ligereza y resistencia a la corrosión, el hormigón armado por su mayor resistencia al fuego, los materiales cerámicos en aplicaciones a altas temperaturas, etcétera. Aún así siguen empleándose extensamente ya que:

- Existen abundantes yacimientos de minerales de hierro suficientemente ricos, puros y fáciles de explotar.
- Existe la posibilidad de reciclar la chatarra.
- Los procedimientos de fabricación son relativamente simples y económicos.
- Presentan una interesante combinación de propiedades mecánicas, las que pueden modificarse dentro de un amplio rango variando los componentes de la aleación o aplicando tratamientos.
- Su plasticidad permite obtener piezas de formas geométricas complejas con realtiva facilidad.
- La experiencia acumulada en su utilización permite realizar predicciones de su comportamiento, reduciendo costes de diseño y plazos de puesta en el mercado.

Tal es la importancia industrial de este material que su metalurgia recibe la denominación especial de siderurgia, y su influencia en el devenir de la humanidad queda reflejada en el hecho de que una de las edades de hombre recibe la denominación de edad de hierro, la que comenzó hacia el año 3500 adC, y que aún perdura.

Su densidad promedio es 7800 kg / m3.


Impurezas del Acero

Se denomina impurezas a todos los elementos indeseables en la composición de los aceros. Se encuentran en los aceros y también en las fundiciones como consecuencia de que están presentes en los minerales o los combustibles. Se procura eliminarlas o reducir su contenido debido a que son perjudiciales para las propiedades de la aleación. En los casos en los que eliminarlas resulte imposible o sea demasiado costoso, se admite su presencia en cantidades mínimas.


Azufre

Límite máximo aproximado: 0,04%. El azufre forma con el hierro sulfuro, el que conjuntamente con la austenita da lugar a un eutéctico cuyo punto de fusión es bajo y que por lo tanto aparece en bordes de grano. Cuando los lingotes de acero colado deben ser laminados en caliente, dicho eutéctico se encuentra en estado líquido, lo que provoca el desgranamiento del material. Se controla la presencia de sulfuro mediante el agregado de manganeso. El manganeso tiene mayor afinidad por el azufre que hierro por lo que en lugar de SFe se forma SMn que tiene alto punto de fusión y buenas propiedades plásticas. El contenido de Mn debe ser tal que se asegure que todo el azufre se encuentre en forma de SMn.


Fósforo

Límite máximo aproximado: 0,04%. El fósforo resulta perjudicial ya sea al disolverse en la ferrita, pues disminuye la ductilidad, como así también por formar PFe3 (Fosfuro de hierro). El fosfuro de hierro forma junto con la austenita y la cementita un eutéctico ternario denominado esteadita el cual es sumamente frágil y posee punto de fusión relativamente bajo, por lo cual aparece en bordes de grano, transmitiéndole al material su fragilidad


 





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