Tipos de acero: cuántos hay y qué características tienen

El acero, un material sin el que el mundo no sería igual

aceroEl acero es una mezcla de hierro y carbono, apta para múltiples usos industriales. Cada año se producen alrededor de 11 millones de toneladas en todo el mundo. Su invento cambió la historia militar, la ingeniería y la cultura de la humanidad.


El acero es el compuesto metálico más utilizado porque es el más fácil de modelar. También es homogéneo, isótropo (es decir, posee las mismas propiedades físicas en todas las direcciones) y resistente a la tracción y a la compresión. Su versatilidad hace que existan muchos tipos de acero diferentes.

En la composición de las aleaciones metálicas entran aluminio, bismuto, boro, plomo, cobre, titanio y carbono, además del hierro. Todos estos materiales afectan de forma diferente a las propiedades mecánicas del producto definitivo. Cuando el porcentaje de carbono mezclado con el hierro supera el 2,06%, la aleación obtenida se llama fundición. Por debajo de este umbral tenemos el acero.

Una característica fundamental de los diversos tipos de acero es la trabajabilidad en caliente, es decir, es posible solo en la fase líquida o pastosa. El acero no se encuentra en la naturaleza, sino que es el fruto de una mezcla de elementos.

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Breve historia del acero

«La resignación es al coraje lo que el hierro es al acero» dijo el Caballero de Lévis. Las aleaciones a base de hierro comenzaron a aparecer en el siglo XII a.C. en la India, Anatolia y el Cáucaso. Los antiguos etruscos ya producían cuchillas y lanzas con hierro endurecido y convertido en acero a través de la forja. Una técnica que sucesivamente pasó por herencia directa a los romanos.

En lugares ricos en madera y con alta disponibilidad de hierro, el arte siderúrgico se ha desarrollado de forma muy natural. En la antigüedad, los minerales de hierro, principalmente después del lavado y tostado, se fundían con el carbón vegetal. De este modo se conseguía una gran masa de hierro o acero, cuyas escorias se eliminaban con calentamiento repetidos y forja, generalmente entre 800 y 900°C.

En la Edad Media se introdujeron los fuelles activados gracias a la fuerza hidráulica. En el horno de cuba o alto horno el hierro alcanzaba la temperatura de fusión y se transformaba en estado líquido, con un gran contenido de carbono. Siendo, por tanto, una fundición. Finalmente, a través del refinado, en el que los elementos extraños presentes en la fundición eran quemados por un fuego alimentado a carbón, se obtenía el acero.

Los primeros vestigios de la producción industrial con altos hornos de aleaciones como la fundición datan del siglo XIV. Y una de sus primeras aplicaciones fue para las balas de cañón. En 1500, por otro lado, la producción ya era muy extensa y se empleaba también para campanas y tuberías. Fuera de Europa, alcanzó una fama mitológica el acero japonés del herrero y samurái Hattori Hanzo, el creador de la espada que aparece en la popular ‘Kill Bill’.

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La edad moderna y el acero inoxidable

Con la primera Revolución Industrial a mediados del siglo XVIII en Inglaterra, se hizo todo lo posible para mejorar las técnicas de producción de fundición y acero. La deforestación causó una menor disponibilidad de madera y, por lo tanto, de carbón vegetal. Esto obligó a los altos hornos a usar carbón mineral y coque. En 1855, el metalúrgico Benjamin Huntsman inventó y patentó un convertidor para transformar la fundición en acero.

Hoy en día, el acero se produce mayoritariamente con el proceso Bessemer o Martin-Siemens. En 1864, Pierre y Emile Martin y Carl Wilhelm Siemens fusionaron la fundición con chatarra de hierro. Más tarde, la fundición se empezó a disolver con minerales de hierro, frecuentemente, añadiendo chatarra de acero. Las operaciones tenían que hacerse en un horno de concepción especial, equipado con una cámara de combustión con recuperación de calor, diseñado por Friedrich Siemens.

En 1913, en Sheffield, Harry Brearley sometió aleaciones con alto contenido en cromo a la prueba del ácido nítrico, con la que fue posible revelar la estructura granular de la muestra. El nacimiento del primer acero inoxidable se remonta así al 13 de agosto de 1913, cuando Brearley armó su receta definitiva con un 12,8% de cromo y un 0,24% de carbono.

Brearley llamó la nueva aleación rustless stell o acero sin óxido. Más tarde se patentaría como acero inoxidable. Con el tiempo se demostró que las razones de la resistencia a la corrosión de este nuevo invento se debían a la capacidad del cromo para unirse al oxígeno y así constituir una capa protectora. Su primer uso, una vez más, fue militar, para evitar la oxidación de los rifles. Desde entonces, varios tipos de acero han conquistado todos los sectores productivos.

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Los diversos tipos de acero

El uso del acero en sectores tan variados y numerosos es una consecuencia directa de la versatilidad de este material. Además de las características básicas del acero, resultado de la combinación correcta de hierro y carbono, la adición de otros elementos puede conferir propiedades específicas. De esta forma se producen diferentes tipos de acero, dependiendo de las aplicaciones relativas. Estos son los principales.

  • Aceros al manganeso. Después de un tratamiento superficial adecuado, muestran una fuerte tenacidad y una gran resistencia al desgaste. En la industria se utilizan para la construcción de máquinas rectificadoras de sustancias duras. Por ejemplo: molinos, trituradoras e incluso en la industria del cemento y en la fabricación de rieles.
  • Acero al silicio. Encuentra su uso en la industria eléctrica, por ejemplo, en la construcción de resortes y equipos electrónicos particularmente delicados.
  • Acero al cromo. En la industria mecánica se utiliza en la fabricación, por ejemplo, de rodamientos de bolas.
  • Aceros al cromo-molibdeno. Muy importantes porque presentan resistencia a altas temperaturas. Por esta razón, se utilizan para la construcción de piezas de artillería, sujetas a sobrecalentamiento, armaduras y tubos.
  • Aceros al cromo-níquel. Principales correctivos para la fabricación de aceros inoxidables. Se utilizan para la fabricación de engranajes, ejes de transmisión y placas blindadas.
  • Acero recubierto de zinc o estaño. Se emplea para fabricar piezas que deben protegerse contra el desgaste y el óxido. Cuando se recubre con níquel, se usa en la industria de conservación de alimentos.

Además, se obtienen otros tipos de acero combinando varios elementos, tales como:

  • Plomo, titanio, vanadio y cobalto, que favorecen la trabajabilidad en maquinarias.
  • Titanio, cromo, aluminio, molibdeno y níquel, que confieren un elevado límite elástico y tenacidad.
  • Vanadio, antimonio y estaño, utilizados para aceros que forman una pátina resistente bajo la intemperie.

Queda claro, sin acero el mundo sería muy diferente.

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Imágenes | Wikipedia, Wikimedia, Pxhere, Wikimedia

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