¿Qué es el acero?
¿Qué es el acero?

¿Qué es el acero?

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¿Qué es el acero?

1. Metal

En el sector industrial y de construcción existe una amplia gama de materiales (metales, polímeros, cerámicos y compuestos) con propiedades, ventajas, costo y limitaciones característicos en base a la función que debe cumplir. Dentro de ésta diversidad, se emplean ampliamente los metales.

Un metal es un buen conductor del calor y la electricidad, que presenta un brillo característico. La mayor parte de los metales proviene de los minerales (sustancia de origen natural con composición química característica).

Los metales se dividen en dos grupos: ferrosos, basados en el hierro, constituyendo el grupo comercial más importante, más de las tres cuartas partes del peso total de los metales de todo el mundo (acero al carbono, hierro colado y acero inoxidable) y no ferrosos, no contienen hierro (metales puros y aleaciones de aluminio, cobre, oro, magnesio, níquel, plata, estaño, titanio, zinc y otros metales).

Los metales más abundantes que existen como minerales en la corteza terrestre (capa rocosa externa entre 5 – 70 km de espesor) son: aluminio, hierro, calcio, magnesio, sodio, potasio, titanio y manganeso.

2. ¿Que es el acero?

El acero es una aleación (combinación de dos o más elementos, de los cuales uno es un metal) formada de hierro (Fe, elemento metálico) y una pequeña cantidad de carbono (C, elemento no metálico) que oscila entre 0.05% a 2.00% en masa, y otros elementos en menor proporción como el silicio, manganeso, cromo, entre otros. Presenta mayor resistencia, elasticidad y dureza que el hierro puro.

Cuando el hierro en estado líquido entra en contacto con el carbono, lo disuelve, y cuando el hierro se solidifica se forma el compuesto químico Fe3C (carburo de hierro, también llamado cementita).

En base al contenido de carbono, las aleaciones de hierro-carbono se clasifican en:

  • Aceros: hasta un 2.11% en masa de carbono.

  • Fundiciones: más de 2.11% hasta 6.69% en masa de carbono.

3. Características del acero

Dentro de las propiedades que presenta el acero, se mencionan las más importantes:

  • Ductilidad. Se refiere a la capacidad del acero para deformarse, al soportar esfuerzos de tracción (estiramiento) sin llegar a la rotura. Permitiendo hacer alambres e hilos de acero, facilitando su deformación en caliente mediante forjado, laminado o extrusión.
  • Dureza. Se define como la propiedad del acero a oponerse a la penetración de otro material.
  • Resistencia. Se refiere a la capacidad del acero para resistir esfuerzos de tracción (estiramiento), compresión, torsión (giro sobre su eje) y flexión (deformación al ejercer fuerzas perpendiculares a su eje longitudinal) sin deformarse ni romperse.
  • Maleabilidad. Se define como la capacidad que presenta el acero al soportar la deformación, sin romperse, al ser sometido a un esfuerzo de compresión. Permitiendo el proceso de laminación para hacer láminas del acero al ser sometidos a esfuerzos de compresión por los rodillos.
  • Tenacidad. Se refiere a que posee una buena ductilidad y resistencia al mismo tiempo. Soportando fuerzas bruscas sin romperse.

Dichas propiedades están en función de la composición química y al tipo de tratamiento al que son sometidos los diferentes tipos de aceros. Este tratamiento puede ser: térmico (templado, revenido, recocido y normalizado), mecánico (en frío y en caliente), termoquímico (cementación, nitruración, cianuración, carbonitruración, sulfinización, titanuración y borunación) o superficial (galvanizado, cromado, niquelado, pavonado, metalización, etc.).

La densidad promedio del acero es 7860 kg/m³.

Tabla1. Principales propiedades mecánicas de los aceros

Material

Módulo de elasticidad

E (GPa)

Límite elástico

YP (MPa)

Límite a la tensión

TS (MPa)

Elongación en 50 mm

%

Aceros

190 – 200

250 – 690

400 – 860

12 – 50

Cada tipo de acero tiene propiedades características que vienen especificadas en un certificado de calidad. Los valores generalmente son presentados en unidades del sistema ingles, en otros casos presentan entre paréntesis la conversión al sistema internacional.

Todo producto de acero tiene asociado un certificado de calidad que lo respalda. Entre otras características, la información representativa de un acero que podemos encontrar en un certificado de calidad es: número de colada, norma de calidad, dimensiones del producto, análisis químico, límite elástico, límite a la tensión y elongación.

Para su uso en construcción, el acero se distribuye en perfiles metálicos, siendo éstos de diferentes características según su forma y dimensiones, debiéndose usar específicamente para una función concreta, ya sean vigas o pilares.

Una propiedad que debe resaltarse del acero, es que se dilata y se contrae a la misma velocidad que el hormigón, por lo que resulta muy útil su uso simultáneo en la construcción.