El acero es un material con diferentes propiedades y aplicaciones, mismas que propician que se encuentre presente en prácticamente cualquier lugar y en gran variedad de formas, desde pequeños utensilios hasta grandes y sorprendentes edificaciones. Si te interesa saber más sobre este producto y los tipos que existen, ¡continúa leyendo para averiguarlo!
El acero es una aleación compuesta principalmente por hierro (Fe, elemento metálico) y diversas cantidades de carbono (C, elemento no metálico), aunque integra también otros elementos, los cuales modifican sus propiedades. Dicha aleación adquiere gran dureza y elasticidad con el temple.
Al ser una combinación de elementos no se encuentra en estado puro en la naturaleza, y la cantidad de carbono que contiene varía entre el 0,088 % y el 2,111 %, sin embargo, en general tiene entre el 0,2 y el 0,3 %. Entre los muchos elementos que suelen integrar los aceros están el cromo, el manganeso, el níquel, el aluminio y el silicio.
Las propiedades del acero son diversas y pueden clasificarse en función de diferentes criterios, por lo que a continuación te hablamos de los más importantes. El primer criterio que puedes tomar en cuenta es el tipo de aleación, la cual varía a partir de la integración o ausencia de unos u otros elementos en el compuesto de hierro y carbono.
Si la aleación cuenta con una concentración de carbono superior al 2,0 %, se vuelve quebradizo, por lo que no se puede forjar. Por otro lado, el acero tiene mayor resistencia, dureza y elasticidad que el hierro puro, ya que el carbono y los otros elementos, tanto metálicos como no metálicos, mejoran sus propiedades físico-químicas.
En este sentido, las diferentes aleaciones, entre las que podemos encontrar más de 3500, producen cambios que contemplan las siguientes propiedades:
Por otro lado, podemos hablar de un segundo criterio, mismo que contempla las cualidades más sobresalientes de dicha aleación. Al respecto, las propiedades del acero son:
En cuanto a la conformabilidad, refiere la capacidad que tiene el acero para adoptar una forma diferente sin perder su integridad estructural, manteniendo la nueva sin volver a su perfil original o torcerse en sus bordes. Y en cuanto a la resistencia a la fluencia, ésta contempla el límite elástico del acero, vinculado a la tensión que soporta una pieza conformada por esta aleación para conseguir una deformación plástica.
Ahora bien, uno de los criterios más utilizados para hablar de las propiedades del acero considera su clasificación a partir de cualidades mecánicas y físicas. En este punto, las propiedades mecánicas y físicas del acero varían en función del tipo de aleación con el que se cuenta y el grado de impurezas presentes en la misma, por ejemplo el fósforo y el sulfuro. Veamos las primeras.
Propiedades mecánicas. Las propiedades mecánicas del acero consideran su resistencia, ductilidad y dureza. Concretamente, son las siguientes:
Propiedades físicas. Las propiedades físicas del acero consideran su densidad y conductividad eléctrica y térmica, mismas que no varían demasiado de una aleación a otra. Son las siguientes:
Ahora que ya sabes qué es el acero y las diferentes propiedades con las que cuenta, veamos otro punto relevante para entender este material: la manera en la que se consigue.
El acero se obtiene a partir de elementos naturales o al emplear materiales reciclados. Con respecto a su obtención natural, se emplea el arrabio, que es una fundición de hierro que se consigue en un reactor térmico de gran tamaño conocido como alto horno u horno alto.
Las materias primas que se utilizan para obtener el acero son el mineral de hierro y el carbón, a los que se le agrega un elemento llamado fundente, que favorece la fusión y la formación de escoria. Las piedras calizas son los fundentes más utilizados en la obtención de este material.
El mineral de hierro incluye rocas y minerales, de los que se extrae hierro metálico, y está compuesto por óxidos y carbonatos de hierro principalmente. Por otro lado, con el carbón se crea el coque siderúrgico, combustible utilizado en la fabricación del acero; para esto, los carbones se destilan en un horno de coquización, que es un compartimiento cerrado y diseñado para trabajar a elevadas temperaturas y en ausencia de aire.
En términos generales, la obtención del acero contempla la fusión en el horno alto, la producción de acero bruto, la determinación del porcentaje de carbono que tendrá la aleación, la eliminación de las impurezas, la laminación y, finalmente, el enrollado del acero en bobinas.
Existen cuatro tipos de acero, los cuales se determinan a partir de la estructura química de las propiedades físicas de esta aleación. Son los siguientes:
En cuanto al acero al carbono, es sensible a la corrosión y se subdivide a su vez en acero de bajo, medio y alto carbono. Se encuentra presente en diversos materiales para construcción, por ejemplo los perfiles, el acero corrugado y las láminas. Por otro lado, el acero aleado es más resistente a la corrosión y contempla la combinación con diferentes metales, tales como níquel, cobre y aluminio.
El acero para herramientas es duro, resistente al calor y las rasgaduras, e incluye en su composición elementos como el cobalto, el tungsteno y el molibdeno. Finalmente, dado que el acero inoxidable es el tipo de acero más conocido en el mercado, a continuación te hablamos más sobre él.
El acero inoxidable es una aleación de hierro, carbono y cromo, la cual se complementa en diversas ocasiones con otros elementos, como el tungsteno y el molibdeno, pero en especial el níquel. El mínimo de cromo contenido en masa con el que cuenta el acero inoxidable es de 10 al 12 %.
Las características del acero inoxidable son varias, de las cuales la principal se encuentra en su nombre: es inoxidable. Esta cualidad se la otorga el cromo, ya que forma en él una capa de óxido bastante fina y compacta, misma que lo protege de los agentes corrosivos.
Sin embargo, la oxidación y la corrosión de metales son procesos químicos y naturales que, aunque se pueden evitar, no son ajenos a este tipo de acero, por lo que la característica de inoxidable no es plena en el mismo, aunque soporta durante más tiempo la exposición a entornos agresivos antes de manifestar desgaste.
Por otro lado, sumadas a la anterior, podemos agregar las siguientes características del acero inoxidable:
El acero sirve como material de construcción y como materia prima para la elaboración de gran variedad de herramientas y piezas mecánicas, así como elemento indispensable en industrias tan importantes como la energética y la alimentaria. En cuanto a sus presentaciones y usos generales podemos hablar de los siguientes:
Considerando lo anterior, podemos decir que el acero se utiliza en prácticamente todas partes, no obstante, más de la mitad del que se produce en todo el mundo es destinado a la construcción con acero, en específico al levantamiento de estructuras de acero para edificios e infraestructuras.
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