Els acers són aliatges fèrrics amb un contingut màxim de carboni del 2%, el qual pot estar com a aliant d'inserció en la ferrita i austenita i formant carbur de ferro.
Alguns aliatges no són ferromagnètics. Aquest pot tenir altres aliants i impureses, tot dependrà del seu contingut en carboni, normalment es classifiquen en els següents tipus:
- Acer amb baix percentatge en carboni: menys del 0,25% de C en pes. Són tous però dúctils. Per millorar les seves propietats són tractats tèrmicament. Són més resistents que els acers baixos en carboni, però menys dúctils; s'empren en peces d'enginyeria que requereixen una alta resistència mecànica i al desgast.
- Acer amb alt percentatge en carboni: entre 0,60% i 1,4% de C en pes. Són encara més resistents, però també menys dúctils. S'afegeixen altres elements perquè formin carburs, per exemple, amb wolframi es forma el carbur de wolframi, WC.
- Acers aliats: Amb els acers no aliats, o al carboni, és impossible satisfer les demandes de la indústria actual. Per aconseguir determinades característiques de resiliència, resistència al desgast, duresa i resistència a determinades temperatures haurem de recórrer a aquests.
3.1 Propietats de l'acer
Les propietats mecàniques de l'acer són:
-Resistència al desgast: És la resistència que ofereix un material a deixar-se erosionar quan aquesta en contacte de fricció amb un altre material.
- Tenacitat: És la capacitat que té un material d'absorbir energia sense produir Fissures (resistència a l'impacte).
- Duresa: És la resistència que ofereix un acer per deixar-se penetrar. Es mesura en unitats BRINELL (HB) o unitats ROCKWEL C (HRC), mitjançant test del mateix nom.
- Ductilitat: L'acer es un material bastant dúctil.
- Conductivitat térmica: Posseeix una alta conductivitat térmica, com la majoria dels metalls fèrrics.
- Conductivitat elèctrica: Cal dir, també, que té una alta conductivitat elèctrica.
L'acer també te altres propietats i característiques, com:
- Densitat: La seva densitat és de 7.7/8.1 (Kg/dm3)
- Mòdul de young: El seu modul d'elasticitat és de E = 190/210 [GPa]
- Condutivitat tèrmica: La seva conductivitat tèrmica és de K = 11.2/48.3 (W/mK)
3.2 Obtenció de l'acer
L'acer sobté a partir de la aleació del ferro amb el carboni, en canvi, no em parlat sobre el procés que ha de seguir el ferro per finalment obtenirse l'acer desitgat.
El ferro és un metall i com tal no es troba en estat pur en la naturalesa sinó que està formant part de nombrosos minerals. Existeixen molts minerals que contenen ferro. Perquè un mineral pugui ser utilitzat per a l'obtenció de ferro metàl·lic ha de complir dues condicions:
- Ha de ser un mineral molt abundant.
- Ha de presentar una elevada concentració de ferro pur.
- Els minerals més utilitzats en l'actualitat són dos òxids, la hematita (Fe2O3) i magnetita (Fe304) , la limonita, que és un hidròxid de ferro de fórmula (LLEIG·OH H2O) i la siderita o carbonat de ferro (FeCO3).
Una vegada extretes aquestes roques tal qual estan en la naturalesa han de ser sotmeses a nombrosos processos per poder obtenir el ferro que tenen en la seva estructura.
La primera etapa d'aquest procés consisteix en l'extracció en les mines dels diferents minerals que contenen ferro. En elles el mineral, al que cridarem mena, es troba formant part de les roques, les quals a més de la mena contenen contenen components no útils cridats gangues.
Ambdues parts han de ser separades, pel que habitualment es poden emprar dos mètodes:
- Imantació: en primer lloc es tritura la roca i es fa passar per un camp magnètic aquells productes que continguin ferro se separaran de les altres roques.
- Separació per densitat: una vegada triturada, la roca se submergeix en aigua. En tenir la mena diferent densitat que la ganga, aquesta se separa del mineral de ferro.
Independentment de qual sigui el mètode utilitzat, una vegada realitzada la separació del mineral de ferro, se li sotmet a un procés pel qual es formen una espècie d'aglomerat de mineral anomenat pèlets. Aquests es transporten a la planta siderúrgica on es processaran en l'alt forn.
3.3 L'acer inoxidable
L'acer inoxidable és un tipus d'acer, el qual s'ha aliat ( en un 10,5%, com a mínim) amb crom. El Crom forma en la superfície de l'acer una pel·lícula pasiva, extremadament prima, contínua i estable.
Aquesta pel·lícula deixa la superfície inerta a les reaccions químiques. Aquesta és la característica principal dels acers inoxidables, la seva resistència a la corrosió.
Cuina feta únicament d'acer inoxidableEls acers inoxidables tenen una resistència a la corrosió natural que es forma automàticament, és a dir no s'addiciona. Tenen una gran resistència mecànica, d'almenys dues vegades la de l'acer al carboni, són resistents a temperatures elevades i a temperatures criogèniques. Són fàcils de transformar en una gran varietat de productes i tenen una aparença estètica, que pot variar-se sotmetent l'acer a diferents tractaments superficials per obtenir l'acabat que es requereixi.
Els acers inoxidables ofereixen resistència a la corrosió, una adequada relació resistència mecànica - pes, propietats higièniques, resistència a temperatures elevades i criogèniques i valor a llarg termini. Són totalment reciclables i amigables amb el medi ambient.
Els acers inoxidables són àmpliament utilitzats en diversos sectors, des de la més sofisticada aplicació industrial fins als utensilis domèstics. Contribueixen, de manera indirecta, a satisfer les necessitats humanes bàsiques tals com a alimentació, salut, construcció, medi ambient, transport i energia.
Aquest video explica el procés de construcció de l'acer.
El descobriment de l'acer
L'acer inoxidable va ser descobert per casualitat pel metalurgista anglès Harry Brearley, en 1913, mentre experimentava amb aliatges d'acer que resultessin idònis per fabricar canons de pistola. Mesos després va notar que la majoria de les mostres descartades s'havien oxidat, excepte una que contenia un 14% de crom. Això va desencadenar en la producció de l'acer inoxidable.
L'acer ordinari s'oxida perquè es combina fàcilment amb l'oxigen de l'aire, la qual cosa produeix òxids de ferro vermellosos. L'alumini, el níquel i el crom, així com altres metalls, reaccionen en forma molt semblant, però els seus òxids formen una capa impermeable que impedeix a l'oxigeno reaccionar.
En l'acer de Brearley, el crom va crear una capa similar.
Es fabrica en l'actualitat una àmplia varietat d'acers inoxidables. Una dels aliatges més comuns conté 18% de crom i 8% de níquel: es diu 18:8 i s'usa en les aigüeres de cuina. Els ganivets de cuina es fan amb un acer que conté prop de 13% de crom. Un aliatge més resistent és la que conté molibdè; s'usa per a revestiments d'edificis.
3.4 Aplicacions
Les aplicacions dels acers varien en funció del seu tipus:
- Acers amb baix percentatge en carboni: S'utilitzen en vehicles, canonades, elements estructurals, etcètera.
- Acers amb alt percentatge en carboni: Aquests acers s'empren principalment en eines, com el martell, algunes claus angleses, etc.
- Acers inoxidables: La seva resistència a la corrosió, les seves propietats higièniques i les seves propietats estètiques fan de l'acer inoxidable un material molt atractiu per satisfer diversos tipus de demandes, com l'és la indústria mèdica:
· Automoció: especialment tubs de fuita.
· Construcció: edificis i mobiliari urbà (façanes i material).
· Indústria: alimentació, productes químics i petroli.
No hay comentarios:
Publicar un comentario