El acero es una aleación de hierro y carbono que se usa ampliamente debido a su resistencia y bajo costo. Se produce en hornos altos mediante la fusión de mineral de hierro con carbón y caliza, y luego se refina para eliminar impurezas. El acero se puede endurecer mediante tratamientos térmicos y alear con otros elementos para darle diferentes propiedades mecánicas.

2. Es un metal maleable, tenaz, de color gris plateado y presenta propiedades magnéticas; es ferromagnético a temperatura ambiente y presión atmosférica. Igualmente es uno de los elementos más importantes del Universo, y el núcleo de la Tierra está formado principalmente por hierro y níquel, generando al moverse un campo magnético.

3. Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre,representando un 5% y, entre los metales, sólo el aluminio es más abundante. Se encuentra en la naturaleza formando parte de numerosos minerales, entre ellos muchos óxidos, y raramente se encuentra libre. Para obtener hierro en estado elemental, los óxidos se reducen con carbono y luego es sometido a un proceso de refinado para eliminar las impurezas presentes.

5. Muy abundante en la tierra, pocas veces aparece en estado puro

6. Tiene una gran densidad

7. Es un material magnético

8. Cuando entra en contacto con el aire, se forma en su superficie una capa de óxido, razón por la cual no puede utilizarse sin protección superficial.

10. El hierro tiene su gran aplicación para formar los productos siderúrgicos, utilizando éste como elemento matriz para alojar otros elementos aleantes tanto metálicos como no metálicos, que confieren distintas propiedades al material. Se considera que una aleación de hierro es acero si contiene menos de un 2% de carbono; si el porcentaje es mayor, recibe el nombre de fundición.

11. El acero es indispensable debido a su bajo precio y dureza, especialmente en automóviles, barcos y componentes estructurales de edificios. Las aleaciones férreas presentan una gran variedad de propiedades mecánicas dependiendo de su composición o el tratamiento que se haya llevado a cabo.

12. SIDERURGIA La siderurgia es la tecnología relacionada con la producción del hierro y sus aleaciones, en especial las que contiene un pequeño porcentaje de carbono, que constituyen los aceros.

14. El acero es una aleación férrea (hierro y carbono) con un contenido máximo de carbono del 2%. Para fabricar aleaciones de hierro y acero se emplea un tipo especial de aleaciones de hierro denominadas ferroaleaciones, que contienen entre un 20 y un 80% del elemento de aleación, que pueden ser manganeso, silicio o cromo.

15. ESTRUCTURA DEL ACERO Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribución en el hierro. Antes del tratamiento térmico, la mayor parte de los aceros son una mezcla de tres sustancias: ferrita, perlita y cementita.

16. La Ferrita La Cementita La Perlita Blanda y dúctil, es hierro con pequeñas cantidades de carbono y otros elementos en disolución. Un compuesto de hierro con el 7% de carbono aproximadamente, es de gran dureza y muy quebradiza. Es una profunda mezcla de ferrita y cementita, con una composición específica y una estructura característica, y sus propiedades físicas son intermedias entre las de sus dos componentes.

17. Al elevarse la temperatura del acero, la ferrita y la perlita se transforman en una forma alotrópica de aleación de hierro y carbono conocida como austenita, que tiene la propiedad de disolver todo el carbono libre presente en el metal. Si el acero se enfría despacio, la austenita vuelve a convertirse en ferrita y perlita, pero si el enfriamiento es repentino la austenita se convierte en martensita, una modificación alotrópica de gran dureza similar a la ferrita pero con carbono en solución sólida.

19. El proceso básico para endurecer el acero mediante tratamiento térmico consiste en calentar el metal hasta una temperatura a la que se forma austenita, generalmente entre los 750 y 850 ºC, y después enfriarlo con rapidez sumergiéndolo en agua o aceite.

20. Estos tratamientos de endurecimiento, que forman martensita, crean grandes tensiones internas en el metal, que se eliminan mediante el temple o el recocido, que consiste en volver a calentar el acero hasta una temperatura menor. El temple reduce la dureza y resistencia y aumenta la ductilidad y la tenacidad.

22. Se introducen en el alto horno los materiales necesarios tales como el mineral de hierro, el carbón de coque que hace de combustible y también se introduce la piedra caliza que realiza la función de acelerar la fundición del hierro y su fusión con el carbono.

23. Del alto horno salen dos productos uno llamado escoria que son los residuos del propio alto horno y otro es el producto deseado que se llama arrabio, pero con alto contenido en carbono. Por eso que se transporta cuando sale del alto horno en vagonetas que lo transportan hasta el convertidor donde este arrabio se le baja el contenido de carbono mediante ferroaleaciones, fundente o chatarra.

24. Estos tres productos pueden ir directamente al convertidor para ayudar en la obtención del acero o también pueden ser convertidos en acero en un horno eléctrico y pasar directamente al paso posterior al convertidor que es el transportado en cucharas hasta los tres tipos de colada que son: Colada continua Colada de lingotes Colada convencional

26. COLADA DE LINGOTES El acero se vierte sobre unas lingoteras o moldes que tienen una forma determinada y que al enfriarse y solidificarse dan un producto deseado para su transformación.

27. COLADA CONVENCIONAL El acero se vierte sobre unos moldes que tienen la forma del producto final y que cuando se enfría tiene la forma del mismo. De las tres coladas vistas es la única que no necesita una transformación posterior al proceso.

29. Existen distintos tipos de acabados para el acero, por lo tanto tiene una salida al mercado de gran variedad de formas y de tamaños, como varillas, tubos, raíles de ferrocarril o perfiles en H o en T. Estas formas se obtienen en las instalaciones siderúrgicas laminando los lingotes calientes o modelándolos de algún otro modo.

30. El método principal de trabajar el acero se conoce como laminado en caliente. En este proceso, el lingote colado se calienta al rojo vivo en un horno denominado foso de termodifusión y a continuación se hace pasar entre una serie de rodillos metálicos colocados en pares que lo aplastan hasta darle la forma y tamaño deseado.

31. El primer par de rodillos por el que pasa el lingote se conoce como tren de desbaste o de eliminación de asperezas. Después del tren de desbaste, el acero pasa a trenes de laminado en bruto y a los trenes de acabado que lo reducen a láminas con la sección transversal correcta

33. Aceros al carbono El 90% de los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen una cantidad diversa de carbono, menos de un 1.65% de manganeso, un 0.60% de silicio y un 0.60% de cobre. Con este tipo de acero se fabrican máquinas, carrocerías de automóvil, estructuras de construcción, pasadores de pelo, etc.

34. AcerosaLEADOS Mediante la acción de uno o varios elementos de aleación en porcentajes adecuados se introducen modificaciones químicas y estructurales que afectan a la templabilidad, características mecánicas, resistencia a oxidación y otras propiedades. Estos aceros se emplean para fabricar engranajes, ejes, cuchillos, etc.

35. Aceros de baja aleación ultrarresistentes Es la familia de aceros más reciente. Estos aceros son más baratos que los aceros convencionales debido a que contienen menor cantidad de materiales costosos de aleación. Sin embargo, se les da un tratamiento especial que hace que su resistencia sea mucho mayor que la del acero al carbono. Este material se emplea para la fabricación de vagones porque al ser más resistente, sus paredes son más delgadas.

36. Aceros INOXIDABLES Estos aceros contienen cromo, níquel, y otros elementos de aleación que los mantiene brillantes y resistentes a la oxidación. Algunos aceros inoxidables son muy duros y otros muy resistentes, manteniendo esa resistencia durante mucho tiempo a temperaturas extremas.

37. También se emplean mucho para tuberías, depósitos de petróleo y productos químicos por su resistencia a la oxidación y para la fabricación de instrumentos quirúrgicos o sustitución de huesos porque resiste a la acción de los fluidos corporales. Además se usa para la fabricación de útiles de cocina gracias a que no oscurece alimentos y es fácil de limpiar.

38. Aceros DE HERRAMIENTAS Estos aceros se emplean para fabricar herramientas y cabezales de corte y modelado de máquinas. Contiene wolframio, molibdeno y otros elementos de aleación que le proporcionan una alta resistencia, dureza y durabilidad.

40. Se define como acero estructural al producto de la aleación de hierro, carbono y pequeñas cantidades de otros elementos tales como silicio, fósforo, azufre y oxígeno, que le aportan características específicas. El acero laminado en caliente, fabricado con fines estructurales, se denomina como acero estructural al carbono.

42. Alta resistencia, homogeneidad en la calidad y fiabilidad de la misma, soldabilidad, ductilidad, incombustible, pero a altas temperaturas sus propiedades mecánicas fundamentales se ven gravemente afectadas, buena resistencia a la corrosión en condiciones normales.

43. El acero es más o menos un material elástico, responde teóricamente igual a la compresión y a la tensión, sin embargo con bastante fuerza aplicada, puede comenzar a comportarse como un material plástico, pero a diferencia de los materiales plásticos a máximas solicitaciones romperá.

46. Uniformidad.- Las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el tiempo como es el caso de las estructuras de concreto reforzado.

49. Posibilidad de prefabricar los miembros de una estructura.

50. Rapidez de montaje.

51. Gran capacidad de laminarse y en gran cantidad de tamaños y formas.

52. Resistencia a la fatiga.

55. Costo de la protección contra el fuego.- Aunque algunos miembros estructurales son incombustibles, sus resistencias se reducen considerablemente durante los incendios.

57. PERFILES ESTRUCTURALES Los perfiles estructurales son piezas de acero laminado cuya sección transversal puede ser en forma de I, H, T, canal o ángulo. El acero que sale del alto horno de colada de la siderurgia es convertido en acero bruto fundido en lingotes de gran peso y tamaño que posteriormente hay que laminar para poder convertir el acero en los múltiples tipos de perfiles comerciales que existen de acuerdo al uso que vaya a darse del mismo.

58. BARRAS Las barras de acero estructural son piezas de acero laminado, cuya sección transversal puede ser circular, hexagonal o cuadrada en todos los tamaños.

59. Para estructuras de hormigón se utilizan barras lisas y corrugadas, con diámetros que oscilan entre los 6mm (1/4”) y los 40mm (1 1/2”), aunque lo común en una armadura de hormigón es que difícilmente superen los 25mm (1”). Además el acero de refuerzo se utiliza en las mallas electrosoldadas o mallazo constituidos por alambres de diámetros entre 4mm a 12mm.

60. PLANCHAS Las planchas de acero estructural son productos planos de acero laminado en caliente con anchos de 203 mm y 219 mm, y espesores mayores de 5,8 mm y mayores de 4,5 mm, respectivamente.

62. COLUMNAS DE ACERO Las columnas de acero pueden ser sencillas, fabricadas directamente con perfiles estructurales, empleados como elemento único, o de perfiles compuestos, para los cuales se usan diversas combinaciones, como las viguetas H, I o T.

63. TIJERILLLAS DE ACERO Conjunto de elementos estructurales, dispuestos en forma de triángulos que pueden trabajar a tensión, compresión, flexo-compresión y flexo-tracción.

65. PERNOS Y REMACHES Los pernos o remaches se usan en uniones o conexiones para armados y estructuras, por lo general combinados con elementos estructurales, placas y ángulos. Las secciones y los perfiles se producen en forma comercial.

66. SOLDADURAS Se utilizan de dos tipos: De arco eléctrico y autógena (gas). Actualmente, la primera es la más usual en las estructuras porque la segunda tiene el inconveniente de debilitar las piezas, debido al adelgazamiento de estas; sin embargo, la autógena es muy útil para cortar piezas estructurales.

67. GRACIAS POR SU ATENCION…