Propiedades de los Materiales y Procesos de Metalurgia del Hierro y el Acero

Propiedades Físicas y Mecánicas de los Materiales

• Cohesión: Son las fuerzas de atracción entre las moléculas que forman la materia de los materiales.
• Conductibilidad térmica: Es la propiedad que tienen los cuerpos de conducir el calor.
• Dureza: Se define como la resistencia que opone un material al ser rayado o penetrado por otro más duro que él.
• Elasticidad: Se define como la propiedad que tiene un material al deformarse con la fuerza.
• Fluencia: Se llama fluencia a la deformación que presentan algunos materiales por su propio peso, como le ocurre al plomo, por ejemplo, con el golpe permanente.
• Tenacidad: Es la fuerza que oponen los materiales a dejarse romper por golpes.
• Fragilidad: Se define la fragilidad como la facilidad que tiene un material de romperse.
• Plasticidad: Es la facilidad que tienen los cuerpos de llegar a deformarse con las fuerzas que les aplicamos.
• Ductilidad: Es la facilidad que tienen los metales de dejarse estirar formando hilos (alambres). Ejemplo: hilo de cobre.
• Maleabilidad: Es la propiedad que tienen los metales de dejarse reducir a láminas muy finas. Ejemplo: el oro.
• Porosidad: Propiedad que presentan los cuerpos de permitir el paso de fluidos a través de ellos.
• Magnetismo: Propiedad que tienen algunos minerales de atraer al hierro.

Obtención de Hierro

Se obtiene en los altos hornos. Un alto horno es una cuba de ladrillo refractario construida y dispuesta de tal forma que, metiendo en ella el mineral de hierro, el carbón y el fundente, y calentando estos materiales a 1.800 ºC, se funden todos ellos en su interior.

El mineral de hierro, siendo más pesado que el fundente, baja al fondo del alto horno, y el fundente, más fluido, flota en la superficie del hierro líquido formando la escoria, la cual se saca del recipiente por un orificio llamado bigotera. Una vez que el crisol del alto horno se llena de hierro líquido, este se sangra por la piquera.

Este hierro es conocido con el nombre de arrabio y no se puede emplear directamente para la industria por carecer de propiedades técnicas; es tratado en otros hornos con el fin de darle las propiedades adecuadas que se necesitan industrialmente.

El Acero: Composición y Fabricación

El acero es una aleación que contiene como principales elementos el hierro y el carbono. Según el contenido de carbono que tenga la aleación, puede ser un acero más o menos duro y cambiar sus propiedades mecánicas.

Obtención del Acero

Los aceros se obtienen en unos hornos especiales llamados convertidores, donde se echa el arrabio con otros materiales que, mediante reacciones químicas, se les quita las impurezas que no interesan (generalmente el fósforo y el azufre), controlando el contenido de carbono y dando así al acero la calidad estimada según los usos industriales.

Aceros Resistentes a la Oxidación y Corrosión (Aceros Inoxidables)

Su composición fundamental se basa en el Cromo (Cr) y el Níquel (Ni).

Tipos de Aceros Inoxidables

• Aceros inoxidables ferríticos: El contenido en cromo puede estar entre un 12% y un 18%, aunque su contenido en carbono no sobrepasa el 2%.
• Aceros inoxidables austeníticos: El contenido en cromo puede llegar al 28%.