¿Cómo se produce el acero?
La principal materia prima para la fundición de hierro es el mineral de hierro, que se compone principalmente de Fe2O3. El coque es la segunda materia prima utilizada en la producción de hierro.
Durante el proceso de fabricación del hierro, parte del coque queda en el hierro fundido, lo que da como resultado la presencia de carbono en el hierro fundido.
La producción de hierro y acero implica la transformación del mineral de hierro en arrabio, que luego se utiliza como materia prima para fabricar acero.
El proceso de producción del acero implica principalmente la eliminación de carbono, aunque no se puede eliminar por completo.
El acero requiere una cantidad específica de carbono para lograr un rendimiento óptimo. Para mejorar sus propiedades, es necesario agregar ciertos elementos de aleación después de fundir el acero al carbono.
Arrabio (hierro fundido): 2,0-4,5% C;
Acero (acero al carbono) – 0,05-2,0% C;
Hierro forjado (hierro puro): contenido de C inferior al 0,05%;
Mineral de hierro → arrabio → acero.
El acero es una aleación compuesta de hierro, carbono (C), silicio (Si), manganeso (Mn), fósforo (P), azufre (S) y trazas de otros elementos. Las propiedades mecánicas del acero están muy influenciadas por su contenido de carbono, lo que lo convierte en un tipo de aleación de hierro-carbono. Por tanto, el acero es el material metálico más importante y esencial en la tecnología de la ingeniería.
¿Qué es el acero al carbono?
El acero al carbono se refiere a una aleación de hierro y carbono que contiene menos del 2% de carbono y pequeñas cantidades de silicio, manganeso, fósforo, azufre y otras impurezas.
En aplicaciones industriales, el contenido de carbono del acero al carbono generalmente no excede el 1,4% debido a que el acero se vuelve excesivamente duro y quebradizo, lo que dificulta el procesamiento y disminuye su valor de producción y utilidad.
El acero al carbono se puede dividir en acero estructural al carbono ordinario y acero estructural al carbono de alta calidad según su calidad.
El acero estructural al carbono de alta calidad tiene un contenido de azufre y fósforo permitido más bajo que el acero al carbono ordinario, lo que da como resultado propiedades mecánicas más completas.
Según su contenido de carbono, el acero al carbono se puede clasificar en acero con bajo contenido de carbono, acero con medio carbono y acero con alto contenido de carbono.
A medida que aumenta el contenido de carbono, la dureza del acero al carbono aumenta mientras que la tenacidad disminuye.
- Acero con bajo contenido de carbono: contenido de carbono ≤ 0,25%;
- Acero de medio carbono: contenido de carbono > 0,25 % ≤ 0,60 %;
- Acero con alto contenido de carbono: contenido de carbono > 0,60 %.
¿Qué es el acero aleado?
Para mejorar las propiedades del acero, se añaden elementos de aleación al acero al carbono durante el proceso de fundición, lo que da como resultado la creación de acero aleado. Los tipos comunes de acero aleado incluyen acero al cromo, acero al manganeso, acero al cromo-manganeso, acero al cromo-níquel, entre otros.
El acero aleado, también conocido como acero especial, tiene propiedades únicas que incluyen alta dureza, resistencia al desgaste, tenacidad y resistencia a la corrosión.
Los elementos de aleación que comúnmente se agregan al acero incluyen Si, W, Mn, Cr, Ni, Mo, V, Ti y otros.
Según el contenido total de elementos de aleación, se puede dividir en:
- Acero de baja aleación: contenido total de aleación ≤ 5%;
- Acero de aleación media: el contenido total de elementos de aleación es del 5 % al 10 %;
- Acero de alta aleación: contenido total de aleación > 10 %.
El acero aleado se clasifica según su uso:
- Aleaciones de acero estructural: utilizadas como componentes de ingeniería (tubos y soportes, etc.); Piezas mecánicas diversas (ejes, engranajes, resortes, impulsores, etc.).
- Acero aleado para herramientas: utilizado como herramientas de medición, moldes, herramientas, etc.
- Aceros de prestaciones especiales: como acero inoxidable, acero resistente al calor, etc., con propiedades físicas o químicas especiales.
¿Cuáles son las diferencias entre el acero al carbono y el acero aleado?
La diferencia entre acero al carbono y acero aleado es la siguiente:
El acero al carbono es el principal aditivo de aleación del acero.
El acero aleado se utiliza para eliminar el carbono del acero y otros metales o materiales para mejorar el rendimiento.
El acero al carbono se clasifica según la cantidad de carbono contenida en el acero.
Las cuatro categorías principales son acero con bajo contenido de carbono y acero con bajo contenido de carbono, acero con medio carbono, acero con alto contenido de carbono y acero con muy alto contenido de carbono.
0,16-0,29% de carbono en acero al carbono .
Estas formas de acero se utilizan comúnmente porque tienen un costo relativamente bajo y proporcionan propiedades materiales aceptables para muchas aplicaciones.
Son dúctiles, no quebradizos, y pueden reforzarse aún más mediante carburación, lo que aumenta la dureza de su superficie.
El acero aleado al carbono normalmente contiene entre 0,30 y 0,59 % de carbono, lo que logra un equilibrio entre ductilidad y resistencia y muestra una buena resistencia al desgaste.
Estos aceros se utilizan habitualmente en la forja y en la fabricación de grandes piezas industriales y de automoción.
0,6-0,99% de carbono en acero al carbono
El acero con alto contenido de carbono, que contiene aproximadamente entre un 1 y un 2 % de carbono, es conocido por su resistencia excepcional y se utiliza a menudo en la fabricación de alambres y resortes de acero de alta resistencia.
Estos tipos de aceros se pueden endurecer hasta alcanzar una dureza sustancial, lo que los hace ideales para productos especializados como ejes.
Un contenido de carbono del 1,2% o más en el acero se produce normalmente mediante pulvimetalurgia.
El acero con un contenido de carbono superior al 2% generalmente se clasifica como hierro fundido. Los aceros aleados, por otro lado, están compuestos de cantidades variables de metales y materiales que mejoran sus propiedades.
El acero al carbono es un metal base ampliamente utilizado en casi todas las industrias del mundo, incluidas la aeroespacial, la aeronáutica, la automotriz, la industria química y la defensa nacional.
El acero aleado tiene varias propiedades que pueden usarse en diferentes áreas, como en la construcción de engranajes, tubos, soportes e infraestructura.
