L'aceru ye una aleación de fierru y carbonu, na que'l conteníu de carbonu ye inferior aproximadamente al 2,1 % en pesu. Per enriba d'esti porcentaxe, les aleaciones de fierru y carbonu considérense xeneralmente fundiciones, materiales que presenten carauterístiques distintes del aceru, especialmente una menor ductilidá y una mayor fraxilidá.
Ye ún de los materiales metálicos más utilizaos nel mundu pola combinación de resistencia mecánica, dureza, ductilidá, facilidá de conformáu y un costu relativamente baxu. Les sos propiedaes pueden modificase considerablemente variando la composición química, los procesos de fabricación y los tratamientos térmicos y mecánicos aplicaos. Amás del carbonu, los aceros pueden contener elementos como manganesu, cromu, níquel, molibdenu, vanadiu o wolframiu, ente otros.
L'aceru ye un material fundamental na construcción, la fabricación de maquinaria, la industria del automóvil, el tresporte ferroviariu, la construcción naval, les infraestructures enerxétiques y la producción d'una gran variedá de bienes de consumu. La producción mundial d'aceru bruto algamó unos 1.849 millones de tonelaes en 2025.
Composición y estructura El carbonu ye l'elementu d'aleación fundamental de los aceros al carbonu y tien una influencia importante sobre les sos propiedaes mecániques. En términos xenerales, l'aumentu de la proporción de carbonu incrementa la dureza y la resistencia del material, pero reduz la so ductilidá y soldabilidá. La microestructura final depende tanto de la composición como de la velocidá d'enfriamientu y de los tratamientos térmicos aplicaos.
Nel sistema fierru-carbonu pueden apaecer distintes fases y constituyentes metalográficos, ente ellos la ferrita, l'austenita, la cementita, la perlita y la martensita. La proporción y distribución d'estos componentes determina bona parte de les propiedaes físiques y mecániques del aceru.
Amás del carbonu, los aceros industriales suelen contener pequeñes cantidaes d'otros elementos. Dellos, como'l manganesu y el siliciu, utilícense nel procesu de fabricación, ente que la incorporación controlada de cromu, níquel, molibdenu, vanadiu y otros elementos permite obtener aceros aleaos con propiedaes específiques.
Clasificación Los aceros pueden clasificase atendiendo a la so composición química, les sos propiedaes o'l so usu. Una de les clasificaciones más habituales estrema ente aceros al carbonu y aceros aleaos.
Los aceros al carbonu tienen el carbonu como principal elementu d'aleación y pueden subdividise, según el so conteníu, n'aceros de baxu, mediu y altu conteníu en carbonu. Los primeros caracterícense pola so ductilidá y facilidá de conformáu, ente que los de mayor conteníu en carbonu presenten una dureza y resistencia mayores.
Los aceros aleaos incorporen cantidaes significatives d'otros elementos pa modificar les sos propiedaes. Dientro d'esti grupu atópense los aceros inoxidables, que contienen una proporción elevada de cromu que favorez la formación d'una capa superficial pasiva y aumenta la resistencia a la corrosión.
Tamién esisten aceros diseñaos pa usos específicos, como los aceros pa ferramientes, los aceros estructurales, los aceros resistentes a altes temperatures o los aceros d'alta resistencia y baxa aleación.
Fabricación La fabricación moderna del aceru realízase principalmente per dos víes: la ruta integrada d'altu fornu y convertidor d'oxíxenu, y la basada nel fornu d'arcu llétricu.
Na primera, el mineral de fierru redúzse nun altu fornu pa producir arrabiu, un material con un conteníu eleváu de carbonu. Posteriormente, esti refínase nun convertidor mediante la inyección d'oxíxenu, que permite eliminar parte del carbonu y otres impureces hasta algamar la composición necesaria pal aceru. Esta ruta emplega principalmente mineral de fierru, carbón, piedra caliar y una proporción d'aceru reciclao.
Nos fornos d'arcu llétricu utilízase la enerxía llétrica pa fundir principalmente chatarra d'aceru, anque tamién pueden emplegase fierru de reducción direuta y otros materiales metálicos. Esta vía facilita l'aprovechamientu del aceru procedente del reciclaxe.
Tres la obtención del aceru líquido, la composición puede axustase mediante procesos de refináu secundariu. Dempués, el metal solidifícase, normalmente mediante colada continua, pa obtener productos semiacabaos que posteriormente se tresformen por procesos como'l llamináu, la forxa o l'estirado.
Propiedaes Les propiedaes del aceru varien considerablemente según la so composición y tratamientu. Ente les más relevantes tán la resistencia a la tracción, la resistencia a la compresión, la dureza, la tenacidá, la ductilidá y la capacidá de deformase ensin romper.
Les propiedaes mecániques pueden modificase mediante tratamientos térmicos como'l templáu, el reveníu o'l recocíu. Estos procesos controlen la microestructura del material mediante ciclos d'escalentamientu y enfriamientu y permiten adaptar un mesmu tipu d'aceru a aplicaciones distintes.
La mayoría de los aceros son bonos conductores del calor y de la electricidá y presenten propiedaes magnétiques, anque estes característiques dependen de la composición y la estructura cristalina. La resistencia a la corrosión tamién ye mui variable: los aceros al carbonu pueden oxidase con facilidá en presencia d'agua y oxíxenu, ente que los aceros inoxidables presenten una resistencia considerablemente mayor.
Usos La combinación de propiedaes mecániques, disponibilidá y posibilidá de fabricación en formes mui diverses convirtió l'aceru nún de los principales materiales de la sociedá industrial. Emplégase na construcción d'edificios, pontes, carreteres ya infraestructures ferroviaries; na fabricación d'automóviles, trenes y barcos; y na producción de maquinaria y equipamientos industriales.
Tamién s'utiliza n'electrodomésticos, ferramientes, envases, tuberíes, instalaciones enerxétiques y equipamientu médicu. Los distintos tipos d'aceru escuéyense atendiendo a les condiciones de serviciu y a factores como la resistencia necesaria, el pesu, la temperatura, la esposición a la corrosión o'l costu.
Reciclaxe ya impactu ambiental L'aceru puede reciclase repetidamente y la chatarra recuperada constitúi una materia prima importante pa la industria siderúrxica. Les propiedaes magnétiques de munchos aceros faciliten la so separación d'otros materiales nos procesos de recuperación de residuos.
La fabricación d'aceru ye, sicasí, una actividá con un consumu eleváu d'enerxía y una fonte importante d'emisiones de dióxidu de carbonu. En 2024, la producción d'una tonelada d'aceru xeneró de media unes 2,18 tonelaes de CO₂ equivalente, considerando les emisiones direutes ya indireutes, y el sector representó aproximao ente'l 7 y el 8 % de les emisiones antropoxéniques mundiales de gases d'efeutu ivernaderu.
La reducción d'estes emisiones ye ún de los principales retos de la industria siderúrxica. Ente les alternatives tán l'aumentu del reciclaxe mediante fornos d'arcu llétricu, la meyora de la eficiencia enerxética y el desenvolvimientu de procesos de reducción direuta del mineral de fierru emplegando fontes enerxétiques con menores emisiones.
Ver tamién Fierru Fundición (metalurxa) Aceru inoxidable Siderurxa Metalurxa Aleación
Referencies
Enllaces esternos What is steel? — World Steel Association (n'inglés)
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