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Diferencia entre revisiones de «Acero»
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La China antigua bajo la dinastía Han, entre el 202 a. C. y el 220 dC, creó acero al derretir hierro forjado junto con hierro fundido, obteniendo así el mejor producto de carbón intermedio, el acero, en torno al siglo I a. C. | La China antigua bajo la dinastía Han, entre el 202 a. C. y el 220 dC, creó acero al derretir hierro forjado junto con hierro fundido, obteniendo así el mejor producto de carbón intermedio, el acero, en torno al siglo I a. C. | ||
Junto con sus métodos originales de forjar acero, los chinos también adoptaron los métodos de producción para la creación de acero wootz, una idea importada de India a China hacia el siglo V | Junto con sus métodos originales de forjar acero, los chinos también adoptaron los métodos de producción para la creación de acero wootz, una idea importada de India a China hacia el siglo V | ||
El acero wootz fue producido en India y en Sri Lanka desde aproximadamente el año 300 a. C. Este temprano método utilizaba un horno de viento, soplado por los monzones. | El acero wootz fue producido en India y en Sri Lanka desde aproximadamente el año 300 a. C. Este temprano método utilizaba un horno de viento, soplado por los monzones. | ||
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:*Algunas composiciones y formas del acero mantienen mayor memoria, y se deforman al sobrepasar su límite elástico. | :*Algunas composiciones y formas del acero mantienen mayor memoria, y se deforman al sobrepasar su límite elástico. | ||
:*La dureza de los aceros varía entre la del hierro y la que se puede lograr mediante su aleación u otros procedimientos térmicos o químicos entre los cuales quizá el más conocido sea el templado del acero, aplicable a aceros con alto contenido en carbono, que permite, cuando es superficial, conservar un núcleo tenaz en la pieza que evite fracturas frágiles. Aceros típicos con un alto grado de dureza superficial son los que se emplean en las herramientas de mecanizado, denominados aceros rápidos que contienen cantidades significativas de cromo, wolframio, molibdeno y vanadio. Los ensayos tecnológicos para medir la dureza son Brinell, Vickers y Rockwell, entre otros. | :*La dureza de los aceros varía entre la del hierro y la que se puede lograr mediante su aleación u otros procedimientos térmicos o químicos entre los cuales quizá el más conocido sea el templado del acero, aplicable a aceros con alto contenido en carbono, que permite, cuando es superficial, conservar un núcleo tenaz en la pieza que evite fracturas frágiles. Aceros típicos con un alto grado de dureza superficial son los que se emplean en las herramientas de mecanizado, denominados aceros rápidos que contienen cantidades significativas de cromo, wolframio, molibdeno y vanadio. Los ensayos tecnológicos para medir la dureza son Brinell, Vickers y Rockwell, entre otros. | ||
:*Se puede soldar con facilidad. | :*Se puede soldar con facilidad. | ||
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! style="font-size: larger;" "background: #ccc;"|Fases de la [[aleación]] de [[hierro]]-carbono | ! style="font-size: larger;" "background: #ccc;"|Fases de la [[aleación]] de [[hierro]]-carbono | ||
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:*[[Estaño]]: es el elemento que se utiliza para recubrir láminas muy delgadas de acero que conforman la [[hojalata]]. | :*[[Estaño]]: es el elemento que se utiliza para recubrir láminas muy delgadas de acero que conforman la [[hojalata]]. | ||
:*Manganeso : aparece prácticamente en todos los aceros, debido, principalmente, a que se añade como elemento de adición para neutralizar la perniciosa influencia del azufre y del oxigeno, que siempre suelen contener los aceros cuando se encuentran en estado líquido en los hornos durante los procesos de fabricación. El manganeso actúa también como desoxidante y evita, en parte, que en la solidificación del acero que se desprendan gases que den lugar a porosidades perjudiciales en el material.Si los aceros no tuvieran manganeso, no se podrían laminar ni forjar, porque el azufre que suele encontrarse en mayor o menor cantidad en los aceros, formarían sulfuros de hierro, que son cuerpos de muy bajo punto de fusión (981º aprox.) que a las temperaturas de trabajo en caliente (forja o laminación) funden, y al encontrarse contorneando los granos de acero crean zonas de debilidad y las piezas y barras se abren en esas operaciones de transformación. Los aceros ordinarios y los aceros aleados en los que el manganeso no es elemento fundamental, suelen contener generalmente porcentajes de manganeso variables de 0.30 a 0.80%. | :*Manganeso : aparece prácticamente en todos los aceros, debido, principalmente, a que se añade como elemento de adición para neutralizar la perniciosa influencia del azufre y del oxigeno, que siempre suelen contener los aceros cuando se encuentran en estado líquido en los hornos durante los procesos de fabricación. El manganeso actúa también como desoxidante y evita, en parte, que en la solidificación del acero que se desprendan gases que den lugar a porosidades perjudiciales en el material.Si los aceros no tuvieran manganeso, no se podrían laminar ni forjar, porque el azufre que suele encontrarse en mayor o menor cantidad en los aceros, formarían sulfuros de hierro, que son cuerpos de muy bajo punto de fusión (981º aprox.) que a las temperaturas de trabajo en caliente (forja o laminación) funden, y al encontrarse contorneando los granos de acero crean zonas de debilidad y las piezas y barras se abren en esas operaciones de transformación. Los aceros ordinarios y los aceros aleados en los que el manganeso no es elemento fundamental, suelen contener generalmente porcentajes de manganeso variables de 0.30 a 0.80%. | ||
:*Molibdeno: es un elemento habitual del acero y aumenta mucho la profundidad de endurecimiento de acero, así como su tenacidad. Los aceros inoxidables austeníticos contienen molibdeno para mejorar la resistencia a la corrosión. | :*Molibdeno: es un elemento habitual del acero y aumenta mucho la profundidad de endurecimiento de acero, así como su tenacidad. Los aceros inoxidables austeníticos contienen molibdeno para mejorar la resistencia a la corrosión. | ||
:*Nitrógeno: se agrega a algunos aceros para promover la formación de austenita. | :*Nitrógeno: se agrega a algunos aceros para promover la formación de austenita. | ||
:*Níquel: una de las mayores ventajas que reporta el empleo del níquel, es evitar el crecimiento del grano en los tratamientos térmicos, lo que sirve para producir en ellos gran tenacidad. El níquel además hace descender los puntos críticos y por ello los tratamientos pueden hacerse a temperaturas ligeramente más bajas que la que corresponde a los aceros ordinarios. Experimentalmente se observa que con los aceros aleados con níquel se obtiene para una misma dureza, un limite de elasticidad ligeramente más elevado y mayores alargamientos y resistencias que con los aceros al carbono o de baja aleación. En la actualidad se ha restringido mucho su empleo, pero sigue siendo un elemento de aleación indiscutible para los aceros de construcción empleados en la fabricación de piezas para máquinas y motores de gran responsabilidad, se destacan sobre todo en los aceros cromo-níquel y cromo-níquel-molibdeno.El níquel es un elemento de extraordinaria importancia en la fabricación de aceros inoxidables y resistentes a altas temperaturas, en los que además de cromo se emplean porcentajes de níquel variables de 8 a 20%. Es el principal formador de austenita, que aumenta la tenacidad y resistencia al impacto. El níquel se utiliza mucho para producir [[acero inoxidable]], porque aumenta la resistencia a la corrosión. | :*Níquel: una de las mayores ventajas que reporta el empleo del níquel, es evitar el crecimiento del grano en los tratamientos térmicos, lo que sirve para producir en ellos gran tenacidad. El níquel además hace descender los puntos críticos y por ello los tratamientos pueden hacerse a temperaturas ligeramente más bajas que la que corresponde a los aceros ordinarios. Experimentalmente se observa que con los aceros aleados con níquel se obtiene para una misma dureza, un limite de elasticidad ligeramente más elevado y mayores alargamientos y resistencias que con los aceros al carbono o de baja aleación. En la actualidad se ha restringido mucho su empleo, pero sigue siendo un elemento de aleación indiscutible para los aceros de construcción empleados en la fabricación de piezas para máquinas y motores de gran responsabilidad, se destacan sobre todo en los aceros cromo-níquel y cromo-níquel-molibdeno.El níquel es un elemento de extraordinaria importancia en la fabricación de aceros inoxidables y resistentes a altas temperaturas, en los que además de cromo se emplean porcentajes de níquel variables de 8 a 20%. Es el principal formador de austenita, que aumenta la tenacidad y resistencia al impacto. El níquel se utiliza mucho para producir [[acero inoxidable]], porque aumenta la resistencia a la corrosión. | ||
:*[[Plomo]]: el plomo no se combina con el acero, se encuentra en él en forma de pequeñísimos glóbulos, como si estuviese emulsionado, lo que favorece la fácil mecanización por arranque de viruta, (torneado, cepillado, taladrado, etc.) ya que el plomo es un buen lubricante de corte, el porcentaje oscila entre 0.15 y 0.30 % debiendo limitarse el contenido de carbono a valores inferiores al 0.5 % debido a que dificulta el templado y disminuye la tenacidad en caliente.se añade a algunos aceros para mejorar mucho la maquinabilidad. | :*[[Plomo]]: el plomo no se combina con el acero, se encuentra en él en forma de pequeñísimos glóbulos, como si estuviese emulsionado, lo que favorece la fácil mecanización por arranque de viruta, (torneado, cepillado, taladrado, etc.) ya que el plomo es un buen lubricante de corte, el porcentaje oscila entre 0.15 y 0.30 % debiendo limitarse el contenido de carbono a valores inferiores al 0.5 % debido a que dificulta el templado y disminuye la tenacidad en caliente.se añade a algunos aceros para mejorar mucho la maquinabilidad. | ||
:*silicio: aumenta moderadamente la templabilidad. Se usa como elemento desoxidante. Aumenta la resistencia de los aceros bajos en carbono. | :*silicio: aumenta moderadamente la templabilidad. Se usa como elemento desoxidante. Aumenta la resistencia de los aceros bajos en carbono. | ||
:*Titanio: se usa para estabilizar y desoxidar el acero. | :*Titanio: se usa para estabilizar y desoxidar el acero. | ||
:*tungsteno: también conocido como wolframio. Forma con el hierro carburos muy complejos estables y durísimos, soportando bien altas temperaturas. En porcentajes del 14 al 18 %, proporciona [[acero rápido|aceros rápidos]] con los que es posible triplicar la velocidad de corte de loa aceros al carbono para herramientas. | :*tungsteno: también conocido como wolframio. Forma con el hierro carburos muy complejos estables y durísimos, soportando bien altas temperaturas. En porcentajes del 14 al 18 %, proporciona [[acero rápido|aceros rápidos]] con los que es posible triplicar la velocidad de corte de loa aceros al carbono para herramientas. | ||
:*vanadio: posee una enérgica acción desoxidante y forma carburos complejos con el hierro, que proporcionan al acero una buena resistencia a la fatiga, tracción y poder cortante en los aceros para herramientas. | :*vanadio: posee una enérgica acción desoxidante y forma carburos complejos con el hierro, que proporcionan al acero una buena resistencia a la fatiga, tracción y poder cortante en los aceros para herramientas. | ||
:*Zinc: es elemento clave para producir chapa de acero [[galvanizado]]. | :*Zinc: es elemento clave para producir chapa de acero [[galvanizado]]. | ||
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==== Norma UNE-36010 ==== | ==== Norma UNE-36010 ==== | ||
La norma española UNE-36010 es una normalización o clasificación de los aceros para que sea posible conocer las propiedades de los mismos. Esta Norma indica la cantidad mínima o máxima de cada componente y las propiedades mecánicas que tiene el acero resultante. | La norma española UNE-36010 es una normalización o clasificación de los aceros para que sea posible conocer las propiedades de los mismos. Esta Norma indica la cantidad mínima o máxima de cada componente y las propiedades mecánicas que tiene el acero resultante. | ||
En España, el Instituto del Hierro y del Acero (IHA) creó esta norma que clasifica a los aceros en cinco series diferentes a las que identifica por un número. Cada serie de aceros se divide a su vez en grupos, que especifica las características técnicas de cada acero, matizando sus aplicaciones específicas. El grupo de un acero se designa con un número que acompaña a la serie a la que pertenece. La clasificación de grupos por serie, sus propiedades y sus aplicaciones se recogen en la Tabla siguiente. | En España, el Instituto del Hierro y del Acero (IHA) creó esta norma que clasifica a los aceros en cinco series diferentes a las que identifica por un número. Cada serie de aceros se divide a su vez en grupos, que especifica las características técnicas de cada acero, matizando sus aplicaciones específicas. El grupo de un acero se designa con un número que acompaña a la serie a la que pertenece. La clasificación de grupos por serie, sus propiedades y sus aplicaciones se recogen en la Tabla siguiente. | ||
:{|{{Tablabonita}} bgcolor="#f7f8ff" cellpadding="4" cellspacing="0" border="2" style="font-size: 95%; border: #cccccc solid 1px; border-collapse: collapse;" | :{|{{Tablabonita}} bgcolor="#f7f8ff" cellpadding="4" cellspacing="0" border="2" style="font-size: 95%; border: #cccccc solid 1px; border-collapse: collapse;" | ||
|+ align="center" style="background:DarkSlateBlue; color:white"|<big>'''Clasificación de los Aceros según la Norma UNE-36010'''</big> | |+ align="center" style="background:DarkSlateBlue; color:white"|<big>'''Clasificación de los Aceros según la Norma UNE-36010'''</big> | ||
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|Grupos 2 y 3||[[Acero aleado|Acero aleado de gran resistencia]]. | |Grupos 2 y 3||[[Acero aleado|Acero aleado de gran resistencia]]. | ||
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|Grupo 4||[[Acero elástico|Acero aleado de gran elasticidad]]. | |Grupo 4||[[Acero elástico|Acero aleado de gran elasticidad]]. | ||
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|Grupo 5 y 6||[[Acero para cementación|Aceros para cementación]]. | |Grupo 5 y 6||[[Acero para cementación|Aceros para cementación]]. | ||
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|Grupo 7||[[Acero para nitruración|Aceros para nitruración]]. | |Grupo 7||[[Acero para nitruración|Aceros para nitruración]]. | ||
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|rowspan=5|'''Serie 2'''||Grupo 1||[[Acero de fácil mecanización|Aceros de fácil mecanización]].||rowspan=5|Son aceros a los que se incorporan elementos aleantes que mejoran las propiedades necesarias que se exigen las piezas que se van a fabricar con ellos como, por ejemplo, tornillería, tubos y perfiles en los grupos 1 y 2. Núcleos de transformadores y motores en los aceros del grupo 3, piezas de unión de materiales férricos con no férricos sometidos a temperatura en el grupo 4, piezas instaladas en instalaciones químicas y refinerías sometidas a altas temperaturas los del grupo 5. | |rowspan=5|'''Serie 2'''||Grupo 1||[[Acero de fácil mecanización|Aceros de fácil mecanización]].||rowspan=5|Son aceros a los que se incorporan elementos aleantes que mejoran las propiedades necesarias que se exigen las piezas que se van a fabricar con ellos como, por ejemplo, tornillería, tubos y perfiles en los grupos 1 y 2. Núcleos de transformadores y motores en los aceros del grupo 3, piezas de unión de materiales férricos con no férricos sometidos a temperatura en el grupo 4, piezas instaladas en instalaciones químicas y refinerías sometidas a altas temperaturas los del grupo 5. | ||
|- style="background:AliceBlue; color:Black" | |- style="background:AliceBlue; color:Black" | ||
|Grupo 2||[[Acero para soldadura|Aceros para soldadura]]. | |Grupo 2||[[Acero para soldadura|Aceros para soldadura]]. | ||
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|Grupo 3||Aceros magnéticos. | |Grupo 3||Aceros magnéticos. | ||
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|Grupo 4||Aceros de dilatación térmica. | |Grupo 4||Aceros de dilatación térmica. | ||
| Línea 266: | Línea 266: | ||
=== Tratamientos térmicos === | === Tratamientos térmicos === | ||
Un proceso de [[tratamiento térmico]] adecuado permite aumentar significativamente las propiedades mecánicas de [[dureza]], [[tenacidad]] y [[tracción|resistencia mecánica]] del acero. Los tratamientos térmicos cambian la [[microestructura]] del material, con lo que las propiedades macroscópicas del acero también son alteradas. | Un proceso de [[tratamiento térmico]] adecuado permite aumentar significativamente las propiedades mecánicas de [[dureza]], [[tenacidad]] y [[tracción|resistencia mecánica]] del acero. Los tratamientos térmicos cambian la [[microestructura]] del material, con lo que las propiedades macroscópicas del acero también son alteradas. | ||
Los tratamientos térmicos que pueden aplicarse al acero son: | Los tratamientos térmicos que pueden aplicarse al acero son: | ||
| Línea 329: | Línea 329: | ||
=== Rectificado === | === Rectificado === | ||
El proceso de rectificado permite obtener muy buenas calidades de acabado superficial y medidas con tolerancias muy estrechas, que son muy beneficiosas para la construcción de maquinaria y equipos de calidad. Pero el tamaño de la pieza y la capacidad de desplazamiento de la rectificadora pueden presentar un obstáculo. | El proceso de rectificado permite obtener muy buenas calidades de acabado superficial y medidas con tolerancias muy estrechas, que son muy beneficiosas para la construcción de maquinaria y equipos de calidad. Pero el tamaño de la pieza y la capacidad de desplazamiento de la rectificadora pueden presentar un obstáculo. | ||
=== Mecanizado duro === | === Mecanizado duro === | ||
| Línea 351: | Línea 351: | ||
[[Archivo:Steel wire rope.png|thumb|right|200px|Bobina de cable de acero trenzado.]] | [[Archivo:Steel wire rope.png|thumb|right|200px|Bobina de cable de acero trenzado.]] | ||
El acero en sus distintas clases está presente de forma abrumadora en nuestra vida cotidiana en forma de herramientas, utensilios, equipos mecánicos y formando parte de electrodomésticos y maquinaria en general así como en las estructuras de las viviendas que habitamos y en la gran mayoría de los edificios modernos. | El acero en sus distintas clases está presente de forma abrumadora en nuestra vida cotidiana en forma de herramientas, utensilios, equipos mecánicos y formando parte de electrodomésticos y maquinaria en general así como en las estructuras de las viviendas que habitamos y en la gran mayoría de los edificios modernos. | ||
Los fabricantes de medios de transporte de mercancías (camiones) y los de maquinaria agrícola son grandes consumidores de acero. | Los fabricantes de medios de transporte de mercancías (camiones) y los de maquinaria agrícola son grandes consumidores de acero. | ||
| Línea 377: | Línea 377: | ||
[[Archivo:Durometro.JPG|200px|thumb|Durómetro]] | [[Archivo:Durometro.JPG|200px|thumb|Durómetro]] | ||
Cuando un técnico proyecta una estructura metálica, diseña una herramienta o una máquina, define las calidades y prestaciones que tienen que tener los materiales constituyentes. Como hay muchos tipos de aceros diferentes y, además, se pueden variar sus prestaciones con tratamientos térmicos, se establecen una serie de ensayos mecánicos para verificar principalmente la dureza superficial, la resistencia a los diferentes esfuerzos que pueda estar sometido, el grado de acabado del mecanizado o la presencia de grietas internas en el material. | Cuando un técnico proyecta una estructura metálica, diseña una herramienta o una máquina, define las calidades y prestaciones que tienen que tener los materiales constituyentes. Como hay muchos tipos de aceros diferentes y, además, se pueden variar sus prestaciones con tratamientos térmicos, se establecen una serie de ensayos mecánicos para verificar principalmente la dureza superficial, la resistencia a los diferentes esfuerzos que pueda estar sometido, el grado de acabado del mecanizado o la presencia de grietas internas en el material. | ||
Hay dos tipos de ensayos, unos que pueden ser destructivos y otros no destructivos. | Hay dos tipos de ensayos, unos que pueden ser destructivos y otros no destructivos. | ||
| Línea 410: | Línea 410: | ||
De esta manera todas las máquinas, estructuras, barcos, automóviles, trenes, etc., se desguazan al final de su vida útil y se separan los diferentes materiales que los componen, originando unos desechos seleccionados que se conocen con el nombre de chatarra. | De esta manera todas las máquinas, estructuras, barcos, automóviles, trenes, etc., se desguazan al final de su vida útil y se separan los diferentes materiales que los componen, originando unos desechos seleccionados que se conocen con el nombre de chatarra. | ||
Esta chatarra se prensa y se hacen grandes compactos en las zonas de desguace que se envían nuevamente a las acerías, donde se consiguen de nuevo nuevos productos siderúrgicos, tanto aceros como fundiciones. Se estima que la chatarra reciclada cubre el 40% de las necesidades mundiales de acero (cifra de 2006). | Esta chatarra se prensa y se hacen grandes compactos en las zonas de desguace que se envían nuevamente a las acerías, donde se consiguen de nuevo nuevos productos siderúrgicos, tanto aceros como fundiciones. Se estima que la chatarra reciclada cubre el 40% de las necesidades mundiales de acero (cifra de 2006). | ||
El acero se puede obtener a partir de mineral (ciclo integral) en instalaciones que disponen de Altos Hornos o partiendo de chatarras férricas (ciclo electrosiderúrgico) en Hornos Eléctricos. | El acero se puede obtener a partir de mineral (ciclo integral) en instalaciones que disponen de Altos Hornos o partiendo de chatarras férricas (ciclo electrosiderúrgico) en Hornos Eléctricos. | ||
| Línea 421: | Línea 421: | ||
En todo el proceso de reciclado hay que respetar las normas sobre prevención de riesgos laborales y las de carácter medioambiental. Al ser muy alto el consumo de electricidad, el funcionamiento del horno de fundir debe programarse hacerse cuando la demanda de electricidad es menor. Por otro lado, en la entrada de los camiones que transportan la chatarra a las industrias de reciclaje tiene que haber detectores de [[radioactividad]], así como en diferentes fases del proceso. | En todo el proceso de reciclado hay que respetar las normas sobre prevención de riesgos laborales y las de carácter medioambiental. Al ser muy alto el consumo de electricidad, el funcionamiento del horno de fundir debe programarse hacerse cuando la demanda de electricidad es menor. Por otro lado, en la entrada de los camiones que transportan la chatarra a las industrias de reciclaje tiene que haber detectores de [[radioactividad]], así como en diferentes fases del proceso. | ||
El comercio de chatarra es un buen negocio que suministra materiales de segunda mano para su reutilización o reciclaje. La chatarra es un recurso importante, sobre todo porque recorta el gasto de materias primas y el de energía empleado en procesos como la fabricación del acero. | El comercio de chatarra es un buen negocio que suministra materiales de segunda mano para su reutilización o reciclaje. La chatarra es un recurso importante, sobre todo porque recorta el gasto de materias primas y el de energía empleado en procesos como la fabricación del acero. | ||
