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Acero al carbono

Cuando el hierro está aleado con el carbono en proporciones menores que el 2% de carbono se denomina acero al carbono. La proporción de carbono y el tratamiento térmico del acero determinan sus propiedades, en cuanto a dureza y resistencia mecánica, por lo que una gran parte del acero se fabrica con un estricto control del contenido de carbono y se somete a tratamiento térmico posterior, para darle las cualidades apropiadas de acuerdo al futuro uso.


El carbono es un acompañante casi obligado, ya que la propia producción del hierro desde las menas, se realiza haciendo arder dentro de un horno con tiro forzado de aire, una mezcla de mineral y carbón.  La temperatura generada durante el proceso  hace que  algunos de los acompañantes indeseados del mineral se combinen con el oxígeno del aire formando óxidos que flotan en el material fundido (escorias) unos, o gases que escapan al exterior otros, al mismo tiempo que los óxidos de hierro (principal componente de los minerales de hierro) se reducen a hierro, al reaccionar el carbono incandescente con el oxígeno del mineral para escapar como dióxido de carbono por la chimenea. Naturalmente, durante este proceso una parte del carbono se disuelve y retiene en el hierro. Este carbono retenido puede interactuar con la estructura cristalina del hierro de acuerdo a la cantidad y velocidad de enfriamiento, deformándola en mayor o menor grado y con esto haciendo el material final mas o menos duro y/o resistente.

Durante el enfriamiento del acero recién fabricado, la velocidad de enfriamiento ha sido lenta, el hierro ha tenido tiempo de "ignorar" la presencia del carbono y ha formado una estructura cristalina bien definida, por lo que el material es blando y maleable, facilitando su mecanización para dar forma a la pieza que se construya con él. Luego la pieza terminada se somete al tratamiento térmico conocido como temple, lo que de manera simplificada significa, que la pieza se calienta por encima de los 800 grados celsius y luego se enfría rápidamente (generalmente con agua), en este caso la estructura cristalina se establece de manera rápida y el carbono queda incluido dentro de la red deformándola y endureciendo notablemente el acero final aunque mucho más quebradizo y frágil.

De acuerdo a la cantidad de carbono los aceros pueden clasificarse en:

1.- Aceros de bajo carbono (menos del 0.30%).

2.- Aceros medios en carbono (entre 0.30 y 0.50 %).

3.- Aceros de alto carbono (mas de 0.5%).

Los aceros de bajo carbono no adquieren dureza notable durante el temple, solo mejoran sus propiedades mecánicas (resistencia y rigidez), los de medio contenido pueden adquirir  dureza apreciable y mucha mayor resistencia y los de alto carbono endurecen notablemente y se tornan frágiles.

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