1.2 PROPIEDADES DEL ACERO
El
nombre del hierro se aplica únicamente
al elemento químico, cuyo símbolo es Fe.
En la práctica, lo que se emplea son sus aleaciones acompañadas con
otros elementos como impurezas. El material
en la construcción empleado como tal, es el denominado acero dulce de construcción.
Este es un producto ferroso que se obtiene por fusión, puede adquirir
temple y cuyo contenido de carbón oscila entre el 0.4 y 1.5 %. Funde a 1400 ºC y es poco maleable. Carece de escorias. Se obtiene por afinado de la fundición
blanca - básica - en el convertidor Thomas de revestimiento básico. Cuando se obtiene de la fundición gris
–silícea- se emplea el convertidor Bessemer de revestimiento ácido –silífico-. Para su obtención con mezclas de fundición
y chatarra, se emplea el horno Martín-Siemens, resultando un afinado por
disolución. Desaparecidas totalmente
las limitaciones en su empleo, se
convierte en uno de los materiales favoritos del constructor.
La producción de
hierro, como la de la cerámica y el vidrio, debe tener su origen en los fuegos de campamento de la Edad de
Piedra; entre las cenizas de algún
fuego, casualmente encendido bajo piedras de mineral de hierro, se encontrarían
nuestros antepasados con el metal en bruto.
Los primeros hornos, hasta entrada la Edad Media, fueron hornos bajos u
hornos verticales, como también se llamaban. Éstos funcionaban con un tiro de
aire natural. Posteriormente se utilizaron fuelles accionados a mano, donde los
minerales de hierro fácilmente reducibles eran fundidos con carbón
vegetal. El producto obtenido era una
masa entremezclada con escorias, un pequeño trozo de hierro maleable. Este hierro, mediante sucesivas
combustiones y golpes de martillo, se le limpiaban las escorias, después
recibía la forma deseada con la forja.
Este hierro se podía transformar en acero mediante la utilización de
minerales, forjándolos y templándolos.
En las postrimerías de la Edad Media, los fuelles eran accionados mecánicamente, primero con ruedas de pedal, finalmente con ruedas hidráulicas. De esta manera era posible aumentar la temperatura de fundición y llegar a fundir mayores cantidades de mineral. Ya que se manejaban volúmenes mayores de material, resultaba casi imposible la forja a mano, por lo que se utilizaría también la energía hidráulica para mover el martillo de forja. De los hornos verticales, de forma cónica, derivaron los Altos Hornos. Como consecuencia del mejor aprovechamiento del calor, llegaron a alcanzarse temperaturas tales que el hierro se combinaba con carbono procedente del carbón vegetal, lo que provocó que el punto de fusión se hiciera más bajo y el hierro salía en estado líquido. Este hierro líquido, al que no se podía forjar debido a su estado, se convertía al solidificarse en un metal quebradizo, de ahí que en un principio se le considerara defectuoso. Pero pronto se supo la manera de poderlo forjar, sometiéndolo a un fuego activado (con oxigeno en exceso), que hacia que desapareciera una parte del carbono que contenía.
Al
mismo tiempo que se introducían los primeros Altos Hornos, a finales del siglo
XVI, se generalizó en Francia la técnica del hierro colado. El hierro líquido se vertía directamente en
moldes, obteniéndose como producto definitivo el hierro colado, esta técnica
hacia posible hacer piezas más parecidas y de mejor calidad.
El calentamiento de regeneración,
desarrollado por Friederich Siemens, permite un aprovechamiento óptimo de la
energía calorífica; esta regeneración
de calor fue combinado por los ingenieros Pierre y Martin con un horno plano,
en el que, gracias a una superior temperatura se podía fundir acero no
solamente a partir de hierro bruto, sino también del aprovechamiento de la
chatarra de acero con una mezcla de hierro bruto, o incluso a base de solo
chatarra de acero. En esto consiste la
trascendencia económica del proceso
Siemens-Martin, que ha dejado atrás al sistema Bessemer en cuanto a la
producción de 
acero fundido se refiere.
El siguiente paso en
el desarrollo de esta técnica consiste en el proceso eléctrico que procura la
aleación del acero con adiciones de níquel, cromo, manganeso, molibdeno, cobre,
aluminio, etc., de modo que así queda asegurada la resistencia a la corrosión y
a otras acciones químicas.
Algunas propiedades técnicas que las acerías
deben cuidar en sus productos son:
Elasticidad: Es la propiedad de los cuerpos de recuperar su
estado primitivo al cesar la fuerza que los deforma, si la deformación no ha
pasado de cierto límite. La mayor
carga que puede resistir en éstas condiciones se llama: Límite de Elasticidad.
Ductibilidad: Capacidad de los cuerpos para alargarse en sentido
longitudinal, convirtiéndose en alambres o hilos, es decir, que puedan alterarse mecánicamente entre límites muy
amplios sin que se rompan.
Forjabilidad: Propiedad de cambiar de forma los metales en
estado sólido caliente, mediante acciones mecánicas sin pérdida de su cohesión.
Maleabilidad: Propiedad similar a la anterior, pero realizado a temperatura ordinaria.
Tenacidad: Es la resistencia a la rotura por tracción
que tienen los cuerpos debido a la cohesión de sus moléculas. Propiedad que aumenta debido a tratamientos
mecánicos adecuados, como el laminado, martillado, etc.
Soldabilidad: Consiste en la unión de dos metales por
presión y fusión hasta formar un trozo único, esto, realizándose a altas
temperaturas por medio del martillo, soplete,
etc.
Facilidad de Corte: Es la propiedad de separar el metal en
pedazos por medio de una herramienta cortante adecuada. En la práctica se realiza por medio de
sierras y de soplete.
