EL HIERRO Y SUS ALEACIONES EL HIERRO: • • • • • • Su símbolo es Fe del latín fĕrrum.El hierro es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre (5%) y, entre los metales, sólo el aluminio es más abundante (8%). El núcleo de la Tierra está formado principalmente por hierro (70%) y níquel, generando al moverse un campo magnético. El hierro un metal maleable, tenaz, de color gris plateado y magnético a temperatura ambiente . Sus isótopos estables naturales y su abundancia son: (91,7%), 57Fe (2,2%) y 58Fe (0,3%). 54 Fe (5,8%), 56 Fe Se encuentra en la naturaleza formando parte de numerosos minerales, entre los que destacan la hematita (Fe2O3), la magnetita (Fe3O4), la limonita (FeO (OH)), la siderita (FeCO3), la pirita (FeS2), la ilmenita (FeTiO3), etc. En los animales puede encontrarse como componente de la hemoglobina de la sangre. Raramente se encuentra libre Hierro-α: estable hasta los 911 °C. El sistema cristalino es una red cúbica centrada en el cuerpo (bcc). Hierro-γ: 911 °C - 1392 °C; presenta una red cúbica centrada en las caras (fcc). Hierro-δ: 1392 °C - 1539 °C; vuelve a presentar una red cúbica centrada en el cuerpo. El hierro es ferromagnético hasta la temperatura de Curie (768 °C), a partir de la cual pasa a ser paramagnético. Es el elemento más pesado que se produce exotérmicamente por fusión, y el más ligero que se produce a través de una fisión nuclear. • • • • • • • Elasticidad: corresponde a la capacidad de un cuerpo para recobrar su forma al dejar de actuar la fuerza quelo ha deformado Plasticidad: es la capacidad de deformacion de un metal sin que llegue a romperse si la deformacion se produce por alargamiento se llama ductilidad y por compresion maleabilidad. . cizalle. Son muy duras y frágiles. obtención de hierro. formando cementita o en forma libre. Por otra parte. El hidróxido de hierro (III) (Fe(OH)3) se utiliza en radioquímica para concentrar los actínidos mediante co-precipitación. etc.ñañara potasco PROPIEDADES MECANICAS: Resistencia: es la oposicion al cambio de forma y a la fuerzas externas que pueden presentarse como cargas son traccion. hasta llegar al punto de fractura. engranajes. Tenasidad:se define como la resistencia a la rotura por esfuerzos que deforman el metal. la magnetita (Fe3O4) y el óxido de hierro (III) (Fe2O3) en aplicaciones magnéticas. Este carbono puede encontrarse disuelto. Hay distintos tipos de fundiciones: Gris Blanca Atruchada Maleable americana Maleable europea Esferoidal o dúctil Vermicular Sus características varían de un tipo a otra.FUNDICIONES Cuando el contenido en carbono es superior a un 2. Fragilidad: es la propiedad que expresa falta de plasticidad y por lo tanto tenacidad los metales fragiles se rompen en el limite elastico su rotura se produce cuando sobrepasa la carga del limite elastico. etc. Dureza: Es la propiedad que expresa el grado de deformacion permanente que sufre un metal bajo la accion directa de una fuerza determinada.por lo tanto un metal es tenaz si posee cierta capacidad de dilatacion. según el tipo se utilizan para distintas aplicaciones: en motores. flexion y torsion. la aleación se denomina fundición. válvulas.43% en peso. Ductilidad: es la capacidad que tienen los materiales para sufrir deformaciones a traccion relativamente alta. los óxidos de hierro tienen variadas aplicaciones: en pinturas.compresion. Resilencia:Es la capacidad que presentan los materiales para absorber energia por unidad de volumen en la zona elastica.existen dos Dureza fisica y dureza tecnica. . va aumentando su uso en Oriente Medio. Propiedades Electricas: Estan relacionadas con la capacidad de conducir la corriente electrica. A este periodo. sustituyendo a la Edad de Bronce.peso espesifico(m/v) Propiedades Termicas: estan referidas a los mecanismos de calor existen tres mecanismos: Conduccion:se produce cuando la fuente emisora esta en contacto directo con el que se decea aumenta Tº Conveccion: para que ocurra tranferencia de calor por conveccion es necesario que exista un fluido quien sea el encargado de transmitir el calor de la fuente emisora hacia el cuerpo o ambiente Radiacion: Se produce porque la fuente de calor se encuentra en contacto en forma directa con el ambiente. La sustitución del bronce por el hierro fue paulatina. C. Entre 1600 a. y 1200 a.Cuerpo.PROPIEDADES FISICAS Propiedades de los cuerpos: encontramos entre otras Materia.Peso. pues era difícil fabricar piezas de hierro: localizar el mineral. se denomina Edad de Hierro. C.Masa. se desarrolló la segunda Edad de Hierro. C. C. C. Hacia el 450 a. C. se produce una rápida transición en Oriente Medio desde las armas de bronce a las de hierro. es decir actuar como iman o ser atraidos por un iman. HISTORIA DEL HIERRO • • • Los primeros utensilios de este metal descubiertos en Egipto datan del año 3000 a. Propiedades Opticas: estan referidos a la capacidad que poseen los materiales para reflejar o absorver el calor de acuerdo a las siguientes caracteristicas: ColorBrillo-Pulido.Esta fuente emisora genera rayos infrarrojos que sirven de medio de transferencia de calor. que se produjo en diferentes fechas según el lugar. • • .Estado de agregacion.Densidad. y X a. pero no sustituye al uso del bronce. Propiedades Magneticas: Estan referidas a la capacidad que poseen los materiales metalicos para inducir o ser inducidos por un campo electromagnetico.Volumen. luego fundirlo a temperaturas altas para finalmente forjarlo. Entre los siglos XII a. en Inglaterra. El coque se empleó como fuente de energía en la Revolución industrial. Hacia finales del siglo XVIII y comienzos del XIX se comenzó a emplear ampliamente el hierro como elemento estructural Siemens había experimentado en 1878 con la electricidad para calentar los hornos de acero. pero su procedimiento ha caído en desuso. consistente en añadir carbono al hierro. • • • • • • • • • • . y esto hizo que comenzara a utilizarse coque. que en la actualidad ha caído en desuso En el siglo XVIII. obteniendo de esta forma el primer acero conocido. En este periodo la demanda de hierro fue cada vez mayor. C. En 1856.• • Junto con esta transición del bronce al hierro se descubrió el proceso de carburización. obteniendo así el mejor producto de carbón intermedio. Bajo la dinastía Han.. Fue utilizado por primera vez por Abraham Darby. en donde se utilizaron miles de toneladas de hierro. C. Sir Henry Bessemer. y hasta finales del siglo XIX. Gustave Eiffel diseñó la Torre Eiffel para la Exposición universal de 1889 en París. muchos países europeos empleaban como método siderúrgico la Farga catalana. el acero. entre el 202 a. pero fue el metalúrgico francés Paul Héroult —coinventor del método moderno para fundir aluminio— quien inició en 1902 la producción comercial del acero en hornos eléctricos a arco. Sir William Siemens ideó otro procedimiento de fabricación industrial del acero. y el 220 d. hizo posible la fabricación de acero en grandes cantidades. a principios del siglo XVIII. que construyó en un alto horno. En la Edad Media. En 1857. comenzó a escasear y hacerse más caro el carbón vegetal. se creó acero al derretir hierro forjado junto con hierro fundido. porque solo podía utilizar hierro que contuviese fósforo y azufre en pequeñas proporciones. por ejemplo para su aplicación en ferrocarriles. Fué Benjamin Huntsman el que desarrolló un procedimiento para fundir hierro forjado con carbono. La Ingeniería Metalúrgica denomina como acero a una familia muy numerosa de aleaciones metálicas. donde el carbono no supera el 2. El hierro se extrae del mineral por medio de los altos hornos. que actúa como escorificante. En estos. Por último se separan dos fracciones: la escoria y el arrabio EL ACERO • • • El acero es una aleación de hierro y carbono. .2% y el 0.OBTENCIÓN DEL HIERRO • • • • • El hierro es el metal más usado. Finalmente se produce la combustión y desulfuración mediante la entrada de aire caliente. con el 95% en peso de la producción mundial de metal. se reducen los óxidos de los minerales en presencia de coque y carbonato de calcio. teniendo como base la aleación hierrocarbono.3% de carbono. El acero alcanza normalmente porcentajes entre el 0.1% en peso de la composición de la aleación. CaCO3. cuyo contenido en carbono oscila entre 0.375 °C Su punto de ebullición es de alrededor de 3. dependiendo del contenido en carbono. dúctil y maleable Permite una buena mecanización en.8%. Los aceros eutectoides cuyo contenido en carbono es de 0. Es un material tenaz.8%. Tiene gran dureza Se puede soldar con facilidad. DIAGRAMA HIERRO-CARBONO (FE-C) . el acero presenta frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1. El Fe3C se conoce como cementita La perlita o ledeburita es la mezcla de ferrita y cementita. dilatar o fundir.8% a 2%. Los aceros se oxidan con suma facilidad Posee una alta conductividad eléctrica.02% y 0.CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS Y TECNOLÓGICAS DEL ACERO • • • • • • • • • • • Su densidad media es de 7850 kg/m³.000 °C. Los aceros hipereutectoides con contenidos en carbono de 0. CLASIFICACIÓN DE LOS ACEROS AL CARBONO • • • • • Los aceros hipoeutectoides. En función de la temperatura el acero se puede contraer. Se utiliza para la fabricación de imanes permanentes artificiales. dependiendo de su uso.PROCESO DE PRODUCCIÓN DEL ACERO • El proceso tiene por objetivo reducir el alto contenido de carbono introducido al fundir el arrabio y eliminar las impurezas tales como azufre y fósforo. Finalmente se moldea el acero en forma de lingotes o de colada continua. • • . se agregan los elementos necesarios para producir el tipo de acero demandado. Al mismo tiempo. . los principales son el níquel y el molibdeno. fósforo y azufre .25%.0% de Manganeso y pequeñas cantidades de Cobre. de uso comercial. Los aceros microaleados son fabricados para cumplir con propiedades mecánicas específicas.05% y 0. Obtienen su forma definitiva por colada. Algunos tipos de acero inoxidable contienen además otros elementos aleantes. Se caracteriza por el bajo contenido de carbono (entre 0. Tienen un contenido de carbono entre 0. Nitrógeno. tierras raras. Además de hierro y carbono lleva otros elementos de aleación como silicio. Titanio. Son poco mecanizables El hierro forjado (acero dulce) es un material de hierro que posee la propiedad de poder ser forjado y martillado cuando esta muy caliente (al rojo) y que se endurece enfriándose rápidamente. El acero inoxidable es resistente a la corrosión. Molibdeno.05% y 0.TIPOS DE ACERO • • • • • • • Las fundiciones son aleaciones hierro-carbono donde el contenido de carbono varía entre 2.67%. Son más baratas que los aceros y de fabricación más sencilla. Níquel. Cromo. Vanadio. siendo una de las variedades. con más pureza en hierro. Es duro. dado que el wolframio y otros aleantes reaccionan con el oxigeno formando una capa pasivadora.25%). manganeso. Otros elementos de aleación incluyen hasta un 2.14% y 6. Calcio. Niobio. Son aleaciones muy duras y fragiles. El acero microaleado es un tipo de aleación metálica que provee mejores propiedades mecánicas o mejor resistencia a la corrosión que los acero. maleable y dúctil El acero inoxidable es una aleación de hierro con un mínimo de 10% de cromo contenido en masa. o Zirconio • • • • • • • . y gasistas u otros buques cisternas RECICLAJE DEL ACERO • • Todos los metales. Generalmente los metales reciclados se funden en hornos de arco eléctrico • • • . para convertirse en chatarra. equipos mecánicos y formando parte de electrodomésticos. Está en forma de herramientas. donde se consiguen de nuevo nuevos productos siderúrgicos. También es parte de las estructuras de las viviendas que habitamos y en la gran mayoría de los edificios modernos. son aleaciones que soportan esfuerzos grandes y altas temperaturas exigidas en el área de trabajo Tienen como aleantes al molibdeno y tungsteno (también puede tener vanadio y cromo). de alta velocidad . utensilios. Se estima que la chatarra reciclada cubre el 40% de las necesidades mundiales de acero (cifra de 2006). De esta manera todas las máquinas. barcos. Uno de los grandes consumidores del acero son los grandes astilleros constructores de barcos. Tienen buena resistencia a la temperatura y al desgaste. APLICACIONES DEL ACERO • • • El acero está presente de forma abrumadora en nuestra vida cotidiana. trenes.• • • • Los aceros rápidos. para realizar procesos de mecanizado con máquinas herramientas. automóviles. Se envían nuevamente a las acerías. se desguazan al final de su vida útil y se compactan. estructuras. y el acero entre ellos.. Generalmente son usados en brocas y fresolines. especialmente petroleros. etc. machos. pueden ser reciclados una vez que su uso inicial ha llegado a su fin. 5.es/periodica/elementos/fe. ¿Cómo se clasifica el hierro según su tipo de fundición? ¿Menciona 5 tipos de propiedades mecanicas y físicas del hierro? ¿Cuáles son los pasos para la obtención del hierro desde un mineral? ¿Menciona algunas características tecnológicas del acero? ¿Menciona el proceso de obtención del acero? ¿Cómo se clasifica el acero según sus tipos? ¿Menciona algunas aplicaciones del acero? BIBLIOGRAFIA • • • • es.PREGUNTAS 1.arqhys. 4. 2.lenntech. 3. 6. 7.com/contenidos/mecanicas-hierro.htm .es/ficha/propiedades-mecanicas-y-fisicas-del-acero/ http://www.html http://www.org/wiki/El_Hierro http://www.wikipedia.xuletas.