Características de los materiales ferrosos

1. MC. Yaret Ortiz
Cortés

2.  Elemento metálico que se encuentra en el
grupo 8 de la tabla periódica, ubicado entre el
manganeso y el cobalto.
 Es el 4° elemento químico más abundante en la
corteza terrestre, comprendiendo un 5% de su
estructura. En la corteza comúnmente es
hallado en forma mineral, componiendo
minerales tan importantes como la hematites,
la magnetita, la pirita y la limonita, entre
otros.
Fierro
 Símbolo: Fe
 Número atómico: 26
 Masa atómica: 55,847

3. •El hierro es un elemento que pertenece a la serie química de
los metales de transición. Destaca por ser el metal de transición
más abundante en la corteza.
•Además de hallarse en la corteza terrestre, puede encontrarse
en meteoritos y en el núcleo del planeta, representando un 70%
de este. Así que a escala planetaria es el elemento más
abundante, en lo que respecta a masa.
•En la naturaleza, el hierro no se presenta en estado puro, sino
que forma sales y minerales al reaccionar con otros elementos,
especialmente con el oxígeno.
•Es uno de los metales de mayor importancia para la
tanto por su intervención histórica iniciando lo que se conoce
como la Edad de Hierro, como por su indispensable uso actual.
•El hierro es uno de los elementos más estables y pesados en el
universo.
La producción de hierro está dominada por China, Australia,
Brasil, Japón, India y Rusia. De todos ellos, Australia sobresale
por poseer las reservas minerales de hierro más ricas
Sobre el Hierro….

4. Propiedades
físicas
•Su punto de fusión se alcanza a los
1535 °C, mientras que su punto de
ebullición se obtiene a los 2750 °C.
•La densidad del hierro es de 7874
kg/m3.
•Su estado ordinario es el sólido.
•Comúnmente, posee una estructura
cristalina cúbica centra en el
cuerpo.
•Organolépticamente, es un metal
mediamente duro con una coloración
plateada oscura.
•Es un metal ferromagnético.
•Presenta una relativamente baja
conductividad eléctrica y térmica.
•En la escala de Mohs, tiene una

5. •A escalas atómicas, generalmente está
compuesto por 26 electrones, 26 protones y 30
neutrones.
•Sus electrones vibran en 4 niveles
energéticos.
•Sus estados de oxidación son: -4, -2, -1, 0,
+1, +2, +3, +4, +5, +6, +7.
•Alotrópicamente, posee 4 variedades: hierro
alfa (cristal cúbico centrado en el cuerpo),
hierro gamma (cristal cúbico centrado en las
caras), hierro delta (cristal cúbico centrado
en el cuerpo) y hierro épsilon (cristal
hexagonal compacto).
•Al interactuar con el aire forma una capa
superficial de óxido. Esto lo hace propenso a
la corrosión.
•Los compuestos ferrosos (+2) se oxidan con
Propiedades
químicas

6. •Es un metal con elevada
ductilidad, tenacidad y
maleabilidad.
•Al combinarse con carbono se
produce un incremento de su
dureza y resistencia
tensional.
Propiedades
mecánicas

7. Procesos de
obtención del Fe
Existen dos métodos
principales para la obtención
de hierro: el proceso de alto
horno y la reducción directa.

8. Proceso de alto horno:
Minería: El mineral de hierro se
extrae de la corteza terrestre en
forma de hematita (Fe2O3) o
magnetita (Fe3O4).
Procesamiento: El mineral extraído
se tritura, tritura y concentra para
eliminar impurezas y aumentar el
contenido de hierro.
Peletización o Sinterización: El
mineral concentrado puede
peletizarse o sinterizarse para
mejorar sus propiedades de
manipulación y transporte.

9. Alto horno: el mineral de hierro
procesado, junto con el coque (un
material rico en carbono) y la
piedra caliza, se introduce en un
alto horno. El coque proporciona
monóxido de carbono, que reacciona
con el mineral de hierro para
producir hierro fundido y dióxido de
carbono. La piedra caliza ayuda a
eliminar impurezas conocidas como
escoria.
Refinación: Luego, el hierro
fundido se refina para eliminar
impurezas y ajustar el contenido de

10. Reducción Directa:
Reducción a base de gas natural o carbón: en los
procesos de reducción directa, el
mineral de hierro se reduce
directamente en estado sólido
utilizando un gas reductor (a menudo
gas natural o gas derivado del carbón
a temperaturas inferiores al punto de
fusión del hierro.
Reducción basada en hidrógeno: algunas
tecnologías más nuevas utilizan
hidrógeno como agente reductor en la
reducción directa de mineral de hierr
Este método se considera respetuoso c
el medio ambiente ya que produce vapo

11. Los procesos de alto horno son
tradicionales y se utilizan
ampliamente, mientras que los métodos
de reducción directa están ganando
popularidad debido a su potencial de
eficiencia energética y menores
emisiones de carbono. Es importante
tener en cuenta que después de obtener
hierro en forma de arrabio o hierro de
reducción directa, es posible que se
requieran procesos adicionales para
refinar el hierro y producir diversos
productos de acero con propiedades

12. La nomenclatura de aceros de bajo, medio y alto
carbono se basa en el contenido de carbono del
acero. El contenido de carbono influye
significativamente en las propiedades mecánicas
del acero, como la dureza, la resistencia y la
ductilidad. La clasificación es la siguiente:
Tipo % de carbono Nomenclatura
Acero bajo en
carbono
normalmente
hasta 0,30%
Aceros dulces
Acero al
carbono medio
Entre 0,30% y
0,60%
Aceros al
carbón al x%
Acero de alto
carbono:
normalmente
superior al
0,60%
Aceros al
carbón al x%

13. Las propiedades mecánicas de los aceros de
bajo, medio y alto carbono varían en
consecuencia. Los aceros con bajo contenido
de carbono son generalmente más dúctiles y
fácilmente soldables, pero pueden tener
menor resistencia en comparación con los
aceros con medio y alto contenido de
carbono. Los aceros con medio carbono
ofrecen un equilibrio entre resistencia y
ductilidad, mientras que los aceros con
alto contenido de carbono son conocidos por
su dureza y resistencia al desgaste, pero
pueden ser menos dúctiles. El tipo de acero
apropiado para una aplicación particular
depende de la combinación deseada de
propiedades.

14. El Instituto Americano del Hierro y
el Acero (AISI) y la Sociedad
Estadounidense de Pruebas y
Materiales (ASTM) han establecido
estándares para la clasificación y
denominación de materiales
ferrosos, incluidos los aceros. La
clasificación AISI se utiliza más
comúnmente para nombrar y designar
aceros, mientras que las normas
ASTM proporcionan especificaciones
para diversos productos de acero.

15. Nomenclatura AISI (Instituto
Americano del Hierro y el Acero)
Aceros al carbono:
Designación AISI/SAE seguida de un
número de cuatro dígitos. El
primer dígito indica el elemento
de aleación principal (en este
caso, el carbono) y los siguientes
dígitos proporcionan información
sobre la composición y las
propiedades.
Ejemplo: AISI 1020 (10 indica
acero al carbono simple con
aproximadamente 0,20% de carbono).

16. Aceros aleados:
Designación AISI/SAE seguida de un número
de cuatro o cinco dígitos. Los dos primeros
dígitos indican los principales elementos
de aleación y los siguientes dígitos
proporcionan detalles sobre la composición.
Ejemplo: AISI 4140 (41 indica un acero al
cromo-molibdeno).
Aceros inoxidables:
Serie de números de tres dígitos. El primer
dígito indica la clase o serie general y
los dos dígitos siguientes proporcionan
información sobre la composición de la
aleación específica.
Ejemplo: AISI 304 (acero inoxidable serie
300 con aproximadamente 18% de cromo y 8%
de níquel).

17. Estándares ASTM (Sociedad
Estadounidense de Pruebas y
Materiales)
ASTM Axxx: Las designaciones ASTM
A se utilizan para
especificaciones que cubren
diversos productos de acero. La
"A" significa metales ferrosos.
Ejemplo: ASTM A36 (especificación
para acero estructural al
carbono).

18. ASTM SAxxx: Las designaciones ASTM
SA se utilizan para especificaciones
que son esencialmente las mismas que
las designaciones ASTM A
correspondientes, pero son
específicas de aplicaciones de
recipientes a presión.
Ejemplo: ASTM SA516 (especificación
para recipientes a presión de acero
al carbono).
ASTM A1 a A999: Las designaciones
ASTM A1 a A999 cubren varios
productos de acero con aplicaciones
específicas. Cada especificación
proporciona detalles sobre la
composición, propiedades mecánicas y
otras características relevantes.
Ejemplo: ASTM A572 (especificación

19. Es importante consultar las normas
específicas AISI o ASTM para
obtener información detallada sobre
las propiedades, composición y
aplicaciones de un material ferroso
en particular. Tanto las normas
AISI como ASTM desempeñan un papel
crucial para garantizar la
coherencia y la calidad en la
producción y el uso de materiales
ferrosos.