Todo lo que necesitas saber sobre el acero
Lo crea o no, la frase “más fuerte que el acero” no se ha convertido en una frase común solo porque suena maravillosamente en la lengua. Por el contrario, lo que sea con lo que estés comparando esta aleación de metal es probablemente bastante difícil.
El acero, producido a partir de una combinación de hierro y carbono, así como de varios otros elementos, es uno de los materiales más utilizados en el mundo. Desde nuestras herramientas más simples hasta nuestras estructuras más complejas, nos rodea e influye todos los días, en todo el mundo.
Y, sin embargo, a pesar de que juega un papel tan importante en nuestra sociedad, la información sobre este material general es extremadamente rara. Entonces, ¿qué es exactamente el acero? ¿Y por qué es tan importante?
¿Qué es el acero?
Metales, aceros de todos modos, ¿no? En realidad, no es así. De hecho, los metales son elementos naturales que se encuentran en la corteza terrestre. Piense en la química de la escuela secundaria y los metales como el cobre, el zinc y el hierro en la tabla periódica. Si recuerdas, el acero no estaba incluido en esa lista.
Esto se debe a que el acero se clasifica como una variación de metal. Específicamente, se le conoce como una aleación de hierro. Esto significa que su composición química es en realidad una mezcla de parte de metal (hierro) y parte de no metal (carbono).
En esencia, puedes pensar en el acero como una forma purificada de hierro. Conserva las propiedades metálicas del hierro pero tiene un contenido de carbono que oscila entre el 0,02 % y el 1,7 %. Además, a menudo se agregan elementos metálicos y no metálicos durante el proceso de fabricación.
La adición de carbono y otros elementos de aleación en cantidades específicas aumenta las propiedades fisicoquímicas como la fuerza, la resistencia y la variabilidad. Estos importantes avances hacen del acero uno de los materiales más utilizados en el mundo.
¿Cómo se fabrica el acero?
El acero está hecho básicamente de hierro con carbono y algunos otros elementos rociados en él. Pero, ¿cómo podemos pasar de ser una piedra en el suelo a un producto final listo para usar?
Hoy en día, existen principalmente dos formas de producir acero: el método BOS (Basic Oxygen Furnace) o el método EAF (Electric Arc Furnace).
El método BOS se origina en el Proceso Bessemer original (el primer proceso industrial económico para la producción masiva de acero) y utiliza insumos de materia prima para crear acero. En el método BOS, el hierro se funde a partir de su mineral en un alto horno y se reprocesa expulsando oxígeno del hierro calentado. El oxígeno reduce el contenido de carbono y reduce las impurezas del hierro, convirtiéndolo en acero fundido.
A diferencia del método BOS, el método EAF adopta un enfoque más moderno y utiliza chatarra de acero reciclada (acero ya producido y listo para ser reciclado). En lugar de utilizar materias primas como acero reciclado, mineral de hierro, se alimenta de arcos eléctricos de alta potencia y se funde en acero de alta calidad.
Inicialmente, los métodos BOS y EAF son diferentes, pero ambos arrojan el mismo resultado: acero fundido.
Una vez que se produce el acero fundido, debe procesarse a través de un proceso secundario de fabricación de acero que ajusta la composición del acero. Esto incluye agregar o quitar ciertos elementos y/o cambiar la temperatura y el entorno de producción.
Una vez elegida la composición final, llega el momento de las fases de fabricación, confección y acabado. Esto incluye técnicas como el laminado en frío, el recubrimiento (galvanizado) o el tratamiento térmico (recocido) que dan al acero su forma y propiedades finales.
Tipos de acero
Hay una razón por la que Superman fue apodado el “Hombre de acero”; el acero es fuerte Pero además de su inmensa fuerza, la segunda mayor cualidad del acero es la versatilidad.
En el proceso de producción se forman y clasifican diferentes tipos de acero según sus propiedades físicas, químicas y medioambientales. Estas propiedades incluyen la cantidad de carbono, el nivel de pureza y la adición de otros elementos de aleación.
Cada tipo de acero permite diferentes usos y aplicaciones y se divide en cuatro grupos diferentes en función de sus estructuras químicas y propiedades físicas:
1. Acero al carbono
Los aceros al carbono contienen trazas de elementos de aleación como manganeso, silicio y cobre. Por lo general, tienen un aspecto mate y constituyen el 90 % de la producción total de acero. Existen tres subgrupos que clasifican los aceros al carbono según su contenido de carbono:
- Acero con bajo contenido de carbono: contiene menos del 0,3 % de carbono y es el acero al carbono más común.
- Acero de carbono medio: Contiene 0.3% – 6% de carbono y, a menudo, se agrega manganeso.
- Acero con alto contenido de carbono: contiene un 1,5 % de carbono y es el acero al carbono más resistente.
2. Aleación de acero
Los aceros aleados contienen cantidades variables de elementos de aleación (por ejemplo, aluminio, cromo, cobre, manganeso, níquel, silicio, titanio). Estos elementos adicionales cambian las propiedades del acero. Algunos ejemplos de estas propiedades incluyen resistencia a la corrosión, resistencia o ductilidad. Estos aceros tienden a ser más baratos y se utilizan a menudo en autopartes, trabajos mecánicos, generadores eléctricos y tuberías.
3. Acero inoxidable
Los aceros inoxidables tienen un bajo contenido de carbono y normalmente contienen entre un 10 % y un 20 % de cromo. Debido a su fuerza y resistencia tanto a la corrosión como a las altas temperaturas, a menudo se encuentran en electrodomésticos, equipos de procesamiento de alimentos y utensilios de cocina.
4. Acero para herramientas
Los aceros para herramientas contienen cantidades variables de cobalto, molibdeno, tungsteno y vanadio que los hacen extremadamente duros, duraderos y resistentes al calor. Estos aceros son ideales para fabricar herramientas de metal y son ideales para perforar, cortar y estampar.
¿Por qué usar acero?
A estas alturas ya deberías tener una idea sólida de qué es el acero y cómo se fabrica, pero aquí viene la gran pregunta: ¿Por qué lo usamos?
El acero es un material resistente, duradero y versátil, pero también tiene otra propiedad importante: la sostenibilidad.
El acero es el material más reciclado del mundo y se puede reciclar en cantidades ilimitadas. Esto se debe a que no pierde ninguna de sus propiedades en el proceso de reciclaje.
La combinación de su sostenibilidad con su resistencia y versatilidad hace que el acero no solo sea uno de los recursos más valiosos del mundo, sino también el recurso más utilizado en innumerables industrias.
Desde la construcción de edificios, estadios y puentes hasta nuestros automóviles, tuberías, equipos agrícolas y herramientas, el acero está en todas partes y contribuye tanto al avance de nuestra sociedad como al mejoramiento de nuestras vidas.