Acero

Fabricación de acero

El acero tiene una larga historia. Los habitantes de la India y Sri Lanka fabricaban pequeñas cantidades de acero hace más de 2.500 años. Era muy caro y se utilizaba a menudo para fabricar espadas y cuchillos. En la Edad Media, el acero sólo podía fabricarse en pequeñas cantidades, ya que los procesos llevaban mucho tiempo.

Desde entonces ha habido muchos cambios en la forma de fabricar el acero. Aproximadamente en el año 1610 se empezó a fabricar acero en Inglaterra, y la forma de hacerlo mejoró y se abarató en los siguientes 100 años. El acero barato ayudó a iniciar la Revolución Industrial en Inglaterra y en Europa. El primer convertidor industrial (metalúrgico) para fabricar acero barato fue el convertidor Bessemer, seguido del proceso a cielo abierto Siemens-Martin.

Hoy en día, la forma más común de fabricar acero es el proceso de oxígeno básico. El convertidor es un gran recipiente con forma de nabo. Se vierte hierro bruto líquido, llamado "arrabio", y se añade algo de chatarra para equilibrar el calor. A continuación se insufla oxígeno en el hierro. El oxígeno quema el carbono sobrante y otras impurezas. A continuación se añade suficiente carbono para que el contenido de carbono sea el deseado. A continuación se vierte el acero líquido. Puede fundirse en moldes o laminarse en chapas, planchas, vigas y otros "productos largos", como las vías del tren. Algunos aceros especiales se fabrican en hornos de arco eléctrico.

El acero suele fabricarse con máquinas en enormes edificios llamados acerías. Es un metal muy barato y se utiliza para hacer muchas cosas. El acero se utiliza en la construcción de edificios y puentes, y en todo tipo de máquinas. Hoy en día, casi todos los barcos y coches están hechos de acero. Cuando un objeto de acero es viejo, o está roto sin posibilidad de reparación, se llama chatarra. Se puede fundir y reconvertir en un nuevo objeto. El acero es un material reciclable, es decir, el mismo acero puede utilizarse y reutilizarse.

 

Química del hierro y del acero

El acero es una aleación metálica que incluye hierro y a menudo algo de carbono.

Todos los materiales están formados por átomos, que son partes muy pequeñas. Algunos átomos se mantienen muy bien unidos, lo que hace que algunos materiales sólidos sean duros. Algo hecho de hierro puro es más blando que el acero porque los átomos pueden deslizarse unos sobre otros. Si se añaden otros átomos, como el carbono, éstos son diferentes de los átomos de hierro y evitan que los átomos de hierro se deslicen tan fácilmente. Esto hace que el metal sea más fuerte y duro.

Si se modifica la cantidad de carbono (u otros átomos) que se añade al acero, cambiarán las cosas interesantes y útiles del metal. Son las llamadas propiedades del acero. Algunas propiedades son:

• Dureza
• La facilidad con la que se dobla
• Ductilidad: puede convertirse en hilos finos
• Fuerza
• ¿Es magnético, un imán puede recogerlo
• ¿Se oxidará (o corroerá)?

El acero con más carbono es más duro y resistente que el hierro puro, pero también se rompe más fácilmente (es frágil).

 

Tipos de acero

Hay miles de tipos de acero. Cada tipo se compone de diferentes elementos químicos.

Todos los aceros tienen algunos elementos que tienen un efecto negativo, como el fósforo (P) y el azufre (S). Los fabricantes de acero eliminan la mayor cantidad posible de P y S.

Los aceros al carbono simples están compuestos únicamente por hierro, carbono y elementos no deseados. Se dividen en tres grupos generales. El acero al carbono liso con 0,05 a 0,2% de carbono no se endurece cuando se enfría rápidamente. Su soldadura es sencilla, por lo que se utiliza en la construcción naval, calderas, tuberías, alambres para cercas y otros fines en los que el bajo coste es importante. Los aceros lisos se utilizan para muelles, engranajes y piezas de motor. El acero al carbono liso, con un contenido de carbono de entre el 0,45 y el 0,8%, se utiliza para artículos muy duros, como cizallas y máquinas herramienta.

Los aceros aleados son aceros al carbono con metales como el boro (B), el manganeso (Mn), el cromo (Cr), el níquel (Ni), el molibdeno (Mo), el wolframio (W) y el cobalto (Co). Éstos confieren otras propiedades que el acero al carbono normal. Los aceros aleados se fabrican para fines especializados. Por ejemplo, se puede añadir cromo para fabricar acero inoxidable, que no se oxida con facilidad, o se puede añadir boro para fabricar un acero muy duro que tampoco es frágil.

 
Cuerda o cable de acero, formado por muchos hilos finos de acero  

Usos del acero

El acero es uno de los metales más comunes y útiles. Es uno de los metales más comunes y útiles. Muchos de los objetos fabricados con hierro en el pasado se fabrican ahora con acero. Algunos de ellos son:

• Herramientas
• Máquinas
• Motores y complementos
• Cables
• Rieles para trenes
• Edificios
• Puentes
• Barras para fabricar hormigón armado
• Cascos de buques y grandes embarcaciones
• Carrocerías de coches y trenes
• Grandes electrodomésticos
• Cubiertos y cuchillos