Componentes de las aleaciones y procesos de obtención del acero

Componentes de una aleación

Los componentes de una aleación modifican sus propiedades. Mientras el carbono influye en la dureza, la resistencia y el alargamiento del acero, para otras propiedades tecnológicas son decisivos diversos elementos de aleación.

Elementos de aleación y sus efectos

• Cromo: Aumenta la resistencia y la dureza, así como la resistencia a la corrosión y al calor.
• Cobalto: Hace más duro al acero; se utiliza en aceros rápidos.
• Manganeso: Hace al acero más resistente al desgaste.
• Níquel: Actúa afinando los granos y confiere al acero tenacidad, mayor resistencia mecánica y resistencia a la corrosión.
• Silicio: Proporciona elasticidad; facilita el temple y mejora la resistencia del acero a los ácidos. Si el silicio es superior al 0,2% disminuye considerablemente la fragilidad y la soldabilidad.
• Vanadio y molibdeno: Proporcionan dureza y tenacidad, así como resistencia al calor y a la corrosión.
• Tungsteno: Hace al acero tenaz, resistente a la corrosión y al calor, además de proporcionar consistencia al corte.

Procedimiento para la obtención del acero

El acero se obtiene por transformación química del hierro bruto a temperaturas superiores a los 1.600 °C. En esta transformación se desprende el carbono en forma de dióxido de carbono y el azufre y el fósforo en forma de óxidos.

Existen diferentes formas de obtener acero y así tenemos los siguientes procedimientos:

Procedimiento de inyección de oxígeno

Aproximadamente el 70% de todos los aceros se obtienen por el procedimiento de inyección de oxígeno, ya que este procedimiento es más económico que el procedimiento Siemens‑Martín.

El convertidor se llena de hierro bruto líquido o esponja de hierro, chatarra y aditivos. Mediante la adición de cal se facilita que se unan componentes como el azufre, el fósforo, el silicio y el manganeso para formar la escoria.

Para aumentar la calidad se añaden al final los elementos de la aleación. Los aceros obtenidos se llaman aceros al oxígeno.

Procedimiento Siemens‑Martín

La importancia de obtener acero por este procedimiento radica en que permite obtener directamente acero de calidad partiendo de chatarra.

Este horno se llena con 70% de chatarra de acero y el resto con hierro bruto y cal para formar escoria. Igual que en el caso anterior, el silicio, el fósforo y el manganeso, al unirse con la cal, forman la escoria.

Si se añaden elementos de aleación (cromo, níquel y otros) antes de terminar el proceso de fusión, se obtienen aceros de baja aleación.

Procedimiento eléctrico

Los aceros altamente aleados o aceros finos se obtienen en hornos eléctricos.

Mediante este procedimiento se utilizan los aceros elaborados por el procedimiento de inyección de oxígeno o Siemens‑Martín; el horno eléctrico purifica este acero y se le añaden los elementos de aleación como: cromo, tungsteno, molibdeno, vanadio, manganeso, tántalo, titanio, cobalto y níquel. De esta manera se obtienen aceros rápidos, aceros resistentes a altas temperaturas y aceros resistentes a la oxidación y a los ácidos.

Por su pureza se denominan aceros finos y, por su forma de fabricación, aceros al horno eléctrico.

Procedimiento de refundición

Mediante el procedimiento de refundición y el tratamiento al vacío del acero líquido se consigue una mejora de la calidad del acero. Este procedimiento se utiliza cuando en el interior de bloques de acero existen fisuras en los granos y poros, y también para la obtención de aceros inoxidables.