EL ACEROEL ACERO

Historia del aceroHistoria del acero

¿Qué es el Acero?¿Qué es el Acero?

¿Qué es el Arrabio y como se obtiene?¿Qué es el Arrabio y como se obtiene?

Obtención del AceroObtención del Acero

Método Bessemer

Método Martin-Siemens

Horno Eléctrico

ASPECTOS GENERALES DEL ASPECTOS GENERALES DEL ACEROACERO

1. El Acero1. El Acero

El hierro técnicamente puro: menos de 0,008% de carbono, es un metal dúctil y maleable, con peso específico de 7,87.

Funde de 1536° a 1539°C, reblandeciéndose antes de llegar a esta temperatura.

El elemento básico de aleación del hierro es el carbono.

Las aleaciones con contenido de carbono comprendido entre 0,10 y 1,76% se denominan aceros.

Propiedades del acero:

Estructura cristalina compacta y homogénea: Material estructural más cercano a la isotropía. Densidad muy alta: 8t/m3 Resistencia muy alta tanto a la tracción como compresión. Alto ratio resistencia / peso. Material dúctil. Material frágil.Conductividad térmica muy elevada.

Impurezas presentes en el acero:

Azufre: forma con el hierro sulfuro, da lugar a un eutéctico. Se controla la presencia de sulfuro mediante el agregado de manganeso.

Fósforo: Disminuye la ductilidad. Forma un eutéctico frágil con bajo punto de fusión y transmite al acero su fragilidad.

Oxígeno: el contenido de oxigeno es mayor en el acero en estado liquido que en estado sólido. Para evitar burbujas de gas atrapadas en el metal, el oxigeno debe eliminarse.

2. Principales Productos del Acero2. Principales Productos del AceroBARRAS

Barras para hormigón Barras para molienda Alambrón

PLANOS

Planchas gruesas Rollos y planchas laminadas

en caliente

Rollos y planchas laminadas

en fríoTUBULARES

Tubos soldados por arco

sumergido

3. Características del Acero3. Características del Acero

Material fácil de conformar en frío y en caliente. Material fácil de mecanizar, ensamblar y proteger contra

la corrosión. Bajo coste unitario en comparación con otros materiales. Alta disponibilidad, su producción es 20 veces mayor al

resto de materiales metálicos no férreos. Material altamente adaptable. Fácilmente reciclable: Se puede usar chatarra como

materia prima para la producción de nuevo acero.

Ventajas del acero:

Corrosión: El acero expuesto a intemperie sufre corrosión por lo que deben recubrirse 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.

Desventajas del acero:

Pandeo elástico: Debido a su alta resistencia/peso el empleo de perfiles esbeltos sujetos a compresión, los hace susceptibles al pandeo elástico, por lo que en ocasiones no son económicos las columnas de acero.

Fatiga: La resistencia del acero (así como del resto de los materiales), puede disminuir cuando se somete a un gran número de inversiones de carga o a cambios frecuentes de magnitud de esfuerzos a tensión.

Desventajas del acero:

LOS ACEROS AL CARBONOLOS ACEROS AL CARBONO

• El carbono aumenta la dureza y la resistencia del acero.

• La composición química, Fe y C (principales), Mg y Si (necesarios) y S, P, O e H (impurezas).

• Máquinas, carrocerías de automóvil, cascos de buques…

Acero al CarbonoAcero al Carbono

↑[C] ↑dureza y resistentes a los choques.

↓ soldabilidad.

• Dureza 90 a 250 HB.

• Bajo coste de mantenimiento.

• ↑ Conductividad térmica.

• Pierden sus propiedades deseables cuando se calientan por los cambios de fase que sufren.

• Baja resistencia a la corrosión.

Propiedades GeneralesPropiedades Generales

• Acero de bajo carbono ( C < 0.30%)∞ Relativamente blandos y poco resistentes.

• Acero de medio carbono ( 0.30 < C < 0.55%)∞ Menos dúctiles y tenaces que los de bajo carbono.

• Acero de alto carbono ( 0.55 < C < 1.40%)

∞ Los más duros y resistentes (al desgaste).∞ C= 0.77% (eutectoide) Perlita con propiedades entre la blanda y dúctil ferrita y la dura y quebradiza cementita.

Tipos de Acero al CarbonoTipos de Acero al Carbono

• Endurecer

Martensita (↑ tensiones interas).

Temple o recocido(↑T)

↑T

↑↑ v ↓T

• Objetivo:

Controlar las propiedades físicas del acero.

Austenita (750 - 850ºC)

Tratamiento Térmico del AceroTratamiento Térmico del Acero

LOS ACEROS INOXIDABLESLOS ACEROS INOXIDABLES

Jeringa de alta presión de Acero Inoxidable

¿Qué son los Aceros ¿Qué son los Aceros Inoxidables?Inoxidables?

• Aceros que no son aceros al carbono o convencionales.

• Además de Fe y C poseen altos contenidos en Cr y Ni.

• Pueden contener otros metales tales como Mo, Ti, Mn, Cu en pequeñas proporciones.

• Fe – Cr (10-20%) – Ni (8-10%) – C es el más básico.

• Se producen por acería eléctrica a partir de chatarra de acero inoxidable.

Siderurgia no Integral

• Además de las cargas habituales se introduce Cr como ferrocromo y Ni mecánico.

• Se realizan los procesos habituales de fusión, conversión, desulfuración, ajuste de composición, afino y colada continua.

¿Cómo se Producen?¿Cómo se Producen?

Provenientes del Cr• Provoca un efecto

anticorrosivo en condiciones ambientales

• Crea un capa protectora con cierta debilidad

Provenientes del Ni• Protege la capa

pasivante, es decir, la acción anticorrosiva del Cr

• Mejora sus propiedades mecánicas

Es importante aclarar que los aceros denominados inoxidables no se oxidan en condiciones atmosféricas pero si pueden hacerlo en otras condiciones de temperatura y presión.

Propiedades de los Aceros InoxidablesPropiedades de los Aceros Inoxidables

• Existen varios sistemas de nomenclatura para los aceros inoxidables. La norma AISI es las más empleada.

Código numérico

Tres números en funcióndel tipo de acero

y de su composición

Código alfabético

Letra al final según una característica especial de

sus componentes

L Low carbonN Nitrurado

NomenclaturaNomenclatura

1. AusteníticosLos más empleados:16-26% de Cr y un mínimo de 7% de Ni. No magnéticos, elevada ductilidad y soldabilidad. Añadiendo Mo se aumenta la resistencia química.

2. Ferríticos12-17% de Cr. Resistencia a la corrosión aceptable, magnéticos.

3. MartensíticosCon un 11-13% de Cr. Presentan alta dureza y tenacidad.

4. DuplexAceros austeno-ferríticos: 17-30% de Cr, 6-12% de Ni y 2-5% de Mo. Mejores propiedades mecánicas y anticorrosivas.

Clasificación de los Aceros InoxidablesClasificación de los Aceros Inoxidables

Tipos de cero Aceros típicos Composición

básica (%)Características

Austeníticos

304 18Cr – 8Ni Excelente resistencia a la corrosión.

316 18Cr – 12Ni – 2,5Mo

Mayor resistencia a la corrosión que el 304 en medios salinos.

Ferríticos

430 16Cr Resistencia a la corrosión moderada.

409 11Cr Resistencia a la oxidación en altas Temperaturas

Martensíticos 420 12Cr Dureza elevada, alta resistencia mecánica pero menor resistencia a la corrosión.

Ejemplos de Aceros InoxidablesEjemplos de Aceros Inoxidables

APLICACIÓN DE LOS ACEROSAPLICACIÓN DE LOS ACEROS

Acero Cortex

El uso intensivo que tiene, y ha tenido, el acero para la construcción de estructuras metálicas ha conocido grandes éxitos, como la Torre Eiffel, construida en París en 1889, que es hoy día uno de los monumentos más visitados del mundo.

Pero también grandes fracasos. El 7 de noviembre de 1940 el mundo asistió al colapso del puente Tacoma Narrows al entrar en resonancia con el viento.

Alambres y Cordones de AceroAlambres y Cordones de Acero Los alambres y cordones de acero de alta resistencia son utilizados en construcción con el objetivo principal de incrementar la resistencia a tracción de las estructuras de hormigón y crear unos estados de tensión y deformación adecuados

Barras para HormigónBarras para HormigónSe usan en la confección de armaduras de cualquier elemento de hormigón armado.Las corrugas o resaltes permiten una alta adherencia al cemento o al hormigón. Entre sus aplicaciones tenemos: columnas, vigas, losas, tanques de agua, viviendas, edificios, puentes, etc.

Corrugas

Barras para MoliendaBarras para Molienda

Uso como medio de molienda en la minería. Las barras para molienda de minerales poseen propiedades de elevada resistencia a la abrasión (dureza), elevada tenacidad y desgaste uniforme.

AlambrónAlambrón

Fabricación de productos trefilados como alambres, clavos y mallas; electródos para soldadura al arco y uso estructural.

La malla electro-soldada es una red metálica formada por una trama cuadrada de alambres soldados en sus intersecciones que se utiliza generalmente como refuerzo temporal de túneles.

Laminados en CalienteLaminados en CalienteSe usa en la fabricación de tubos y perfiles para construcción estructural, cañerías y tubos soldados para la conducción de fluidos, cilindros, etc.

Este tipo de acero laminado en caliente lo encontramos diariamente en forma de planchas de acero con superficie estriada tipo lágrima en uno de sus lados. Su superficie antideslizante hace esta plancha ideal para pisos de escaleras, vehículos, etc.

Laminados en FríoLaminados en Frío

Este material es usado en muebles metálicos, cocinas, refrigeradoras, tubos, partes externas de vehículos y en general donde se requiera un buen acabado superficial.

1. Aluminio y Aleaciones: Piezas para aviones, cuerpos de válvulas, cabezas de cilindros, cajas de cambio de automóviles, zapatas de freno, etc.

2. Cobre y Aleaciones: Se emplea en conductos y maquinaria eléctrica.

3. Aleaciones de Magnesio: Maquinaria portátil, herramientas neumáticas, máquinas de escribir y coser, etc.

4. Aleaciones de Zinc: Piezas para la industria automotriz, accesorios para edificios, piezas de máquinas para oficina y juguetes.

AleacionesAleaciones

La corona de acero inoxidable ha probado ser un medio eficaz y práctico para restaurar los dientes demasiado degradados .

FINFIN