Acero

Acero, aleación de hierro que contiene entre un 0,04 y un 2,25% de carbono y a la que se agregan elementos como níquel, cromo, manganeso, silicio o vanadio, entre otros.
2 FABRICACIÓN DEL ACERO
El acero se toma eliminando las impurezas del arrabio, producto de fundición de los altos hornos, y añadiendo después las cuantías apropiadas de carbono y otros elementos. El mayor obstáculo para la fabricación del acero es su alto punto de fusión, 1.400 ºC, que imposibilita emplear combustibles y hornos convencionales. En 1855, Henry Bessemer desarrolló el horno o transformador que lleva su nombre y en el que el proceso de refinado del arrabio se lleva a cabo a través de chorros de aire a presión que se inyectan a través del metal fundido. En el proceso Siemens-Martin, o de crisol abierto, se calientan anticipadamente el gas combustible y el aire por un procedimiento regenerativo que permite alcanzar temperaturas de hasta 1.650 ºC.
3 CLASIFICACIÓN DEL ACERO
Los aceros se clasifican en: aceros al carbono, aceros aleados, aceros inoxidables, aceros de herramientas y aceros de baja aleación ultrarresistentes. Los aceros al carbono contienen diferentes cuantías de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre. Los aceros aleados tienen vanadio y molibdeno además de cuantías mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono. Los aceros inoxidables llevan cromo y níquel, entre otros elementos de aleación. Los aceros de herramienta contienen volframio, molibdeno y otros elementos de aleación que les suministran mayor resistencia, dureza y durabilidad. Los aceros de baja aleación ultrarresistentes tienen menos cuantía de elementos de aleación y deben su elevada resistencia al tratamiento especial que reciben.
4 ESTRUCTURA DEL ACERO
Las características físicas del acero y su conducta a diferentes temperaturas varían conforme la cuantía de carbono y su distribución en el hierro. Antes del tratamiento térmico, la mayoría de los aceros son una amalgama de tres sustancias: la ferrita, blanda y dúctil; la cementita, dura y frágil; y la perlita, una amalgama de ambas y de características intermedias. Cuanto mayor es el contenido en carbono de un acero, menor es la cuantía de ferrita y mayor la de perlita: en el momento en que el acero tiene un 0,8% de carbono, está compuesto por perlita. El acero con cuantías de carbono aún mayores es una amalgama de perlita y cementita. Al aumentar la temperatura del acero, la ferrita y la perlita se transforman en austenita, que tiene la propiedad de desintegrar la totalidad del carbono libre presente en el metal. Si el acero se enfría despacio, la austenita regresa a transformarse en ferrita y en perlita, sin embargo si el enfriamiento es inmediata, la austenita se transforma en martensita, de dureza parecido a la ferrita, sin embargo con carbono en disolución sólida.
5 TRATAMIENTO TÉRMICO DEL ACERO
El propósito de este proceso es manejar la cuantía, la forma, el tamaño y la distribución de las partículas de cementita contenidas en la ferrita, que son las que indican las características físicas del acero. Consiste en calentar el metal hasta una temperatura a la que se forma austenita y después enfriarlo vertiginosamente sumergiéndolo en agua o aceite. Otro método de tratamiento térmico es la cementación, en la que se endurecen las superficies de las piezas de acero calentándolas con compuestos de carbono o nitrógeno.