Acero 1 [Modo de Compatibilidad]

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CONTENIDOSCONTENIDOS

DefinicionesDefiniciones

Diferencia entre el Hierro y el AceroDiferencia entre el Hierro y el Acero

Historia del AceroHistoria del Acero

Como influye el acero en la vida delComo influye el acero en la vida delhombrehombre

HornosHornos

Proceso de extracciónProceso de extracción

Proceso de fabricaciónProceso de fabricación


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11 -- ElEl aceroacero eses lala aleaciónaleación dede hierrohierro yy carbono,carbono, dondedonde elelcarbonocarbono nono superasupera elel 22,,11%% enen pesopeso dede lala composicióncomposición dedelala aleación,aleación, alcanzandoalcanzando normalmentenormalmente porcentajesporcentajes entreentre elel00,,22%% yy elel 00,,33%%.. PorcentajesPorcentajes mayoresmayores queque elel 22,,00%% dedecarbonocarbono dandan lugar lugar aa laslas fundiciones,fundiciones, aleacionesaleaciones queque alal ser ser quebradizasquebradizas yy nono podersepoderse forjar forjar ——aa diferenciadiferencia dede loslosacerosaceros——sese moldeanmoldean

.es.wikipedia.org/wiki/Acero.es.wikipedia.org/wiki/Acero

Del latín aciarĭum, que proviene de acĭes (“filo”).Del latín aciarĭum, que proviene de acĭes (“filo”).

El acero es una aleación, es decir, un metalEl acero es una aleación, es decir, un metalmezclado que se logra derritiendo y uniendomezclado que se logra derritiendo y uniendodiferentes materiales; de hierro combinadodiferentes materiales; de hierro combinadogeneralmente inferior al 2% de carbono ygeneralmente inferior al 2% de carbono y

contiene otros elementos.contiene otros elementos.


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El hierro es un elemento químico (Fe)Este metal de transición es el cuarto elemento más

abundante en la corteza terrestre, representando un 5%entre los metales. Es uno de los elementos más

importantes del Universo, y el núcleo de la Tierra estáformado principalmente por hierro y níquel, generando almoverse un campo magnético.

Es un metal maleable, de color gris plateado y presentapropiedades magnéticas; es ferromagnético atemperatura ambiente y presión atmosférica

Acero, aleación de hierro que contiene entre un 0,04 y un2,25% de carbono y a la que se añaden elementos comoníquel, cromo, manganeso, silicio o vanadio, entre otros .

Hombre primitivo

(Hace 500.000 años)

Descubre elDescubre el

FUEGOFUEGO

Primero lo conserva en su caverna,

mas tarde lo obtiene mediante la

frotación de piedras.


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Descubrimiento deun material brillante: METALESMETALES

Se da cuenta de

que golpeándolospuede darles forma

y fabricar así

utensilios tannecesarios para su

supervivencia.

El hombre del NeolíticoDio un gran paso

gigantesco:Formación de

civilizaciones

aprendió a fundir y moldear

EDAD DE LOSMETALES

La fundición fue

descubierto hacia el

año 5 000 a.C, hasta

lograr que el metal

fuera "líquido"

Etapas de la edad de los metalesEtapas de la edad de los metales

EDAD DEL COBREEDAD DEL COBRE

EDAD DEL BRONCEEDAD DEL BRONCE

La primera técnica metalúrgica conocida fue la

del cobre. Debido a su escasa dureza se loutilizo parahacer objetos de adorno.

Se funde a 1083ºC.

El Bronce es una aleación de cobre y estaño,Esta combinación produce un nuevo metalmucho más duro que sus componentes y es

másfácil de fundiry de trabajar queel cobre.

FORJAFORJA

En ella se puede observar detallescomo, el palo del enorme fuelle que

impulsaba el aire, el gran yunque de

unos 100 Kg. de peso, y la pila deagua para el temple del hierro

En la parte inferior la pila quecontenía el carbón que se iba

añadiendo para mantener la

temperatura. A su izquierda esta lapila del agua donde se templaba el

hierro para convertirlo en acero.

Más arriba el mandil de cuero del

herrero

Martillo de forja de la Ferrería de Mirandaola


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Piezas forjadasPiezas forjadas

Clavos forjados.

Herramientas de forja.

Puerta de forja, siglo XVI

Instrumento de madera, y un pliegue de cuero, a modo de arcodeón con

un pliegue solo. Que al abri rlo y cerrarlo toma aire por unos orif ic ios

laterales, en las palas de madera, y lo sueltan por la punta terminada en

un pequeño orificio, afilado, para darle fuerza al aire y avivar el fuego.

Fuelle de fragua

Siglo xviii

FUELLEFUELLE

Planta, alzado y sección del fuelle de tabla

reconstruido en la ferrería

El hombre del Siglo XV a. CEl hombre del Siglo XV a. C .

Manipuló lo que hoy

conocemos como acero alcarbón y no el hierro

Tres etapas fundamentales

Sustitución delcarbón de leña por

la hulla (el coque)

Mayor altura

en los hornos

Avivar lacombustión

del horno

aumento

de la

ventilació

ncalentamiento

del aire soplado

HIERROHIERRO


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EDAD DEL HIERROEDAD DEL HIERRO

El hombre enfrentó primero el problema de

tratar de separar el metal nativo del mineral.

Son extraídos de la tierra

(no están puros)

Se obtiene hierro

forjado resistente ymaleable, que no eran

otra cosa que un tipo

muy primitivo deacero.

Rodea almineral

totalmentecon carbón

de leñaMartillear

repetidamente alrojo vivo para

eliminar la escoria

y las im purezas.

Los HITITAS a mediados del 2º milenio

Primeros en controlar, monopolizar y fabricasel hierro

Hitita fue destruido, los herreros se

dispersaron por Oriente Medio, laproducción de este metal aumentó

considerablemente difundiendo sutecnología

Hierro meteóricos

INVASIONESINVASIONES Antiguas civilizaciones: China, India, Egipto y Mesopotamia

Fueron una tentación irresistible para las demás tribus

Empiezan a

especializarseen la

innovación de

armas

Comienzan a

domesticar loscaballos

Aparecen los

jinetes con armasde hierro.

El caballo + carro + jinete + armas de hierro = fuerza y poder

Revolución

Hace 3.000 años, aprendieron amezclar hierro fundido con

hierro forjado para obtener

acero auténtico.

IndiaLos chinos

Liu Bang, el primer emperador de la

dinastía Han

Las espadas no son para cazasino que están diseñadas

exclusivamente para el

combate.

Tiene menos de un 1% de carbono y secalienta a entre 750 y 900ºC y el carbono

queda disueltoen el hierro


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EDAD MEDIAEDAD MEDIACon los pueblos bárbaros aparecen las armas de acero :espadas, hachas, lanzas, cascos y escudos

Los caballeros y sus caballos aparecen cas i totalmenteenvueltos en hierro

Las hachas eran unas de las armas

medievales más efectivas

las zonas visibles del c aballero estabantapadas con planchas de acero

Acero de DamascoAcero de Damasco

Es el acero hecho en la India, llamadowootz .

Se conseguía por la unión de trozos de hierroy acero.

En Toledo las mejores espadas del mundo

durante los siglos XVI y XVII y así comienzan la

fabricación de armas blancas.

Acero de MondragónAcero de Mondragón

Cerrajera de Mondragón

Tuvo su origen en un modesto taller que fundaron en 1869.

Amplia gama productiva que abarcaba desde la cerrajería

hasta estufas, planchas de ropa o soportes galvanizados,

pasando por los tirafondos y tornillos para ferrocarriles, piezas

de arado,etc

Bombines para cerraduras Tornillería de ferrocarril Producto de cerrajería


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Llave-pistola delsiglo XVI

Casco de principios del siglo XVII

Layas, azadas, rejas de arado, palas, picos, azadones,guadañas, sartenes, re jería, ca lderos, clavazón,

herraduras,y toda clase de utensilios

Tijeras para esquilar ovejas

En losprimerosmomentosse usode la rueda hidráulica vertical

Convenientemente acoplada a un eje, para accionar el marti llo o mazo que se

destinaba a las labores de extracción de impurezasy afinamiento.

Primera siderúrgicaPrimera siderúrgica1.300 en Bélgica

Primeros hornos de propulsión hidráulica

aquí la fuerza hidráulica reemplazó

la fuerza humana


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COMO INFLUYE EN LA VIDA DELCOMO INFLUYE EN LA VIDA DELHOMBREHOMBRE

Gran impulso a la

agricultura

Utensilios agrícolas más

duraderos y mássofisticados como las

hachas otras herramientas

Se inventó el arado

tirado por animales

Ampliar las zonas de cultivo

Daga de hierro de Alaça Hüyük Hacha

Lauortza, especie de arado

para trabajar la tierra

Buena parte de la producción

manufacturera de las ferrerías se plasmó en útiles tan imprescindibles

como los clavos.

. Las anclas presentan diversas formas

En el siglo XVIII algunas ferrerías

guipuzcoanas centraron su actividad enel forjado de anclas

Primera industria de producción de anclas

Ereñozu se comprometían a suministrar conjuntamente

anclas y anclotes para la Real Armada

Construcciones metálicas: edificios, puentes y obras de todo género

Vagones y piezas de ferrocarril serán, sin duda, su producción principal y para acaparar y

competircon ventajaen estalíneade mercado

Durante la Primera Guerra Mundial.

Tal fue la demanda de sus productos

Periodo de gran crecimiento, motivado por la demanda creciente tanto del mercadoSe fabrican todotipo de materialmóvil, locomotoras eléctricas, coches automotores y tranvías,quepermiten equipara la redde ferrocarrilesestatalescomponentesparaautomóviles

Del Norte de los astilleros Balenziaga de Zumaia Autobús clase Century

REVOLUCION INDUSTRIALREVOLUCION INDUSTRIAL

Esta basada en el acero


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Inicia de esta manera la fabricación de bicicletasMáquinas de coser

Aparatos eléctricos

máquina-herramienta

Bicicleta GAC . Máquina de coser Alfa

Museo de Máquina Herramienta en Elgoibar Lavadora Fagor

MODERNIDADMODERNIDADRascacielos altos

Puentes

Barcos

Automóviles: motores y carrocería


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HornosHornos

Construidos debarro y piedra

Hornos primitivos

Los hornos decuba construidos

con arcilla y

piedra

Primer proceso de obtención industrial del acero

Inglés B.Huntsman

HORNOSHORNOS “AL CRISOL”“AL CRISOL”

El crisol es un aparato normalmente hecho de

grafito con arcilla que puede soportarelementos a altas temperaturas, ya sea el oro

derretido o cualquier otro metal, normalmente a

más de 500ºC. Algunos crisoles aguantan

temperaturas que superan los 1500ºC.

Altos HornosAltos Hornos

En general los altos hornos tienen un diámetro

mayor a 8 m y llegan a tener una altura superiorde los 60 m. Están revestidos de refractario de

alta calidad.


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En 1856 Henry Bessemer

HORNOS BESSEMER

Forma de peraPermitió aumentar la producción y

crear nuevas aleaciones de acero

Comienzo de la siderurgica

El convertidor se carga con chatarra fría

y se le vacía arrabio derretido,Posteriormente se le inyecta aire a alta

presión con lo que se eleva la

temperatura por arriba del punto de

fusión del hierro, haciendo que estehierva. Con lo anterior las impurezasson eliminadas y se obtiene acero de

alta calidad.

Este horno ha sido substituido por el BOF

HORNO BÁSICO DE OXÍGENO (BOF)HORNO BÁSICO DE OXÍGENO (BOF)

La gran diferencia con el horno Bessemer es que a este horno en lugar de

inyectar aire a presión se le inyecta oxígeno a presión

Con lo que se eleva mucho más la temperatura que en el Bessemer y en un

tiempo muy reducido.

Este horno fue inventado por Sir Henrry Bessemer a mediados de 1800

En aquella época la producción del oxígeno tenia alto costo por lo tanto se inició

con lainyección de aire


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MATERIAS PRIMASMATERIAS PRIMAS

Extracción

Del mineralDe hierro

Transporte

Del mineralDe hierro

Preparación

Del mineral*Lavado

*Quebrado

*Cribado

Aire

Alto Horno

Escoria

Arrabio

ExplotaciónDe coque TransporteDel mineralDe coque

PreparaciónDe mineralDe coque

*Refinado

*Calentado

Extracción

De piedracaliza

Transporte

de lapiedra

caliza

Preparación

De mineral*Lavado

*Quebrado

*Cribado


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Mineral deMineral de hierrohierro

El principal mineral

de hierro es lahematita Contiene

70% hierro

limonita contiene

60% de hierro

Las impurezas mas corrientes del mineral de hierro son con sílice, titanio yfósforo. Los minerales que contienen las cantidades más pequeñas deestas impurezas son los que tienen mas valor.

La mayor parte del mineral se puede extraer a cielo abierto.

CoqueCoqueEl calor requerido para fundir el mineral se obtienen de la combustióndel coque

El coque es el residuo que queda después de calentar ciertoscarbones en ausencia de aire.Es un material duro quebradizo y poroso, que contiene de 85% a 90% decarbono


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Piedra CalizaPiedra Caliza

Roca sedimentaria compuesta mayoritariamente por carbonato de calcio. Tambien

contiene materiales tríticos, como cuarzo o arcilla, lo que puede aportar un colormás oscuro que el de la caliza más pura.

Su función es remover las impurezas del hierro fundido.

Al combinarse con dichas impurezas forman una escoria, que es ligera, flota sobreel metal fundido y que luego es eliminada.

LOS YACIMIENTOSLOS YACIMIENTOS

Yacimiento del hierro en ArgentinaEl yacimiento fue descubier to en el año1944 por Manuel R: Novillo, un

apas ionado pionero de la búsqueda de

minerales en el país.

Unos de los yacimiento mas grandes de

hierro se encuentra en la provincia de Río

Negro en “sierra grande”

Aceros Zapla ex Altos Hornos Zapla esun complejo minero forestal siderurgico

que se encuentra en el departamento

Palpalá, provincia de Jujuy, Argentina.

Fue el p rimer centro s iderúrg ico de

Argentina,


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Materia prima chatarraMateria prima chatarra

Solo los metales pueden ser utilizados varias veces

Tales como ca lderas, puentes, buques, automóviles,

etc., se convierten en chatarra aprovechable.Se necesitan grandes cantidades de chatarras clasificadas

La mayor parte de la chatarra llega comosubproducto de los procesos de manipulación de

metal

La chatarra requiere una clasificación apropiada

tamaños

forma

clasificación decomposición

metales no férricos y férricos

Separación completa

aceros aleados de los aceros al carbono

calidadescomposición de

aceros aleados

En 1878

Paul Héroult

Utiliza la electricidad para calentar los hornos de acero

El método de Héroult es obtener el acero a partir de chatarra defundición de hierro en hornos de arco eléctrico

Se obtienen así productos de alta calidad.

HORNO DE ARCO ELÉCTRICOHORNO DE ARCO ELÉCTRICO

Colada continuaColada continuaProceso de vaciado del meta l fundido a moldes para crear grandes y

continuosplanchones de acero.

Es un proceso muyeficazy efectivo para la fabricación de variostipos de

materiales de uso comercial


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Colada convencionalColada convencionalLos moldes se hacen apisonando arenas apropiadas sobre un modelocolocado en el in terior de una caja. La caja consiste en un recipienteformado pordos o maselementos,que permite sacar el modelo.El modelose retiray el espacio porél ocupado se llena conel metalfundido.

Los modelos pueden ser de madera o metál icos; son reproduccionesexactas de las piezas que se trata de fabricar, exceptuando que sonligeramente más grandes para compensar la contracción del metal durantesu enfriamiento.


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• Elasticidad: Capacidad de recuperar su forma.• Plasticidad: Conserva su nueva forma una vez deformado.•Dureza: Oposición a dejarse rayar o penetrar por otro.

•Maleabilidad: Aptitud para extenderse en láminas.•Ductilidad: Permite ser alargado o estirado en hilos.•Soldabilidad: Es la capacidad de unir dos elemento por medio de soldadura .•Forjabilidad: al calentarse y darle martillazos se les puede dar cualquier forma.•Trabajabilidad: Se pueden cortar y perforar a pesar de que es muy resistente•Oxidación: Los aceros tienen una alta capacidad de oxidarse•Transmisor de calor y electricidad: El acero es un alto transmisor de corriente ya su vez se debilita mucho a altas temperaturas

PROPIEDADES

TRATAMIENTOS TERMICOSTRATAMIENTOS TERMICOS

Templado : Aumenta su dureza y resistencia.

Revenido: Consiste en calentar de nuevo el acero a unatemperatura relativamente baja

Recocido consiste en ablandar el acero, mejorar las condicionespara su trabajo, eliminar tensiones internas, mejorar su maquinabilidad.

Normalizado: Se emplea en los aceros al carbono, nunca en losaceros aleados o de herramientas.

TRATAMIENTOS SUPERFICIALESTRATAMIENTOS SUPERFICIALES

CINCADOCINCADO CROMADOCROMADO


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PINTADPINTADOO

PAVONADOPAVONADO

CLASIFICACIÓNCLASIFICACIÓNACEROS AL CARBONOACEROS AL CARBONO

ACEROS ALEADOSACEROS ALEADOS

ACEROS DE BAJA ALEACIÓN ULTRA RESISTENTEACEROS DE BAJA ALEACIÓN ULTRA RESISTENTE

ACEROS INOXIDABLESACEROS INOXIDABLES ACEROS DE HERRAMIENTASACEROS DE HERRAMIENTAS


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GALVANIZADGALVANIZADOO

NIQUELADONIQUELADO

ALEACIONES DE ACEROALEACIONES DE ACEROSon aquellos aceros especiales que son aleadosSon aquellos aceros especiales que son aleados

concon

otros metales.otros metales.

Acero-cromo


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Taburete acero-cromo-níquel Acero y estaño

Acero galvanizado (acero y zinc) Acero inoxidable( acero y cromo)

Se define como una aleación de acero con un mínimo de 10% de cromo contenido

en masa.

ACERO INOXIDABLEINOXIDABLE

CARACTERISTICAS

Alta resistencia a la corrosión. Alta resistencia mecánica. Apariencia y propiedades higiénicas.

Resistencia a altas y bajas temperaturas.

Buenas propiedades de soldabilidad, mecanizado, corte, doblado yplegado.

Bajo costo de mantenimiento.Reciclable.

Proceso de recubrimiento de varias capas de la aleación de hierro y zinc.

ACERO GALVANIZADOACERO GALVANIZADO

Duración excepcional.

Resistencia mecánicaelevada.

Protecciónintegral de las piezas (interior y exteriormente).

Ausencia de mantenimiento.

Fácil de pintar.

CARACTERISTICASCARACTERISTICAS


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SOLDADURASSOLDADURAS

SOLDADURA ELÉCTRICA:SOLDADURA ELÉCTRICA: la unión se calienta mediante el paso de corrienteléctrica.

SOLDADURA POR FUSIÓN:SOLDADURA POR FUSIÓN: las piezas se ponen en contacto, se calientan yprovocan un es-tado de fusión consiguiendo una intima unión.

SOLDADURA AUTÓGENA:SOLDADURA AUTÓGENA: En la operación no interviene ningún otro metal.

SOLDADURA POR ARCO ELÉCTRICOSOLDADURA POR ARCO ELÉCTRICO

SOLDADURA DE TIGSOLDADURA DE TIG

SOLDADURA DE FIOSOLDADURA DE FIO

DENOMINACION COMERCIALDENOMINACION COMERCIAL

En diámetros de 6 a 12 mm se

producen en rollos (rollos de

500 a 1.050 kg aprox.) y de 16

a 36 mm como barras rectas(largos de 6, 7, 8, 9, 10, 11 y 12

m.)

BARRAS PARA HORMIGON

BARRAS PARA MOLIENDA

3,5 pulgadas de diámetropara carga directa a molinos

y diámetros variables para la

fabricación de bolas de

molienda de diversos

tamaños.

ALAMBRON

El alambrón en rollo se entrega en

diámetros de 5,5 a 14,0 mm. El

peso de un rollo es de 1.050 kilos

aproximadamente.

Espesor: 6 a 50 mm.

Ancho: 1.000 a 2.000 mm.

Largo: 3.700 a 12.000 mm.

Combinaciones de anchor y largodependen del espesor

PLANCHAS GRUESASPLANCHAS GRUESAS


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ROLLOS Y PLANCHAS LAMINADOS EN CALIENTE Y FRIOROLLOS Y PLANCHAS LAMINADOS EN CALIENTE Y FRIO

Espesor desde 1,8 mm. y hasta 12mm. (rollos negros) y 5 mm. (rollos

decapados). Ancho de 900 a 1.070

mm. Rollos de 8,2 a 9 toneladas

Diámetros desde

355,6 a 2.209,8 mm.

y espesores desde

6,0 mm a 40 mm.

TUBOS SOLDADOS POR ARCO SUMERGIDOTUBOS SOLDADOS POR ARCO SUMERGIDO

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