Acero

Stephen Rhoton

Graduado en Ingeniería de Sistemas Biológicos

El acero es una combinación de hierro y carbono. Es una aleación, es decir, una mezcla o síntesis de un metal, el hierro, con otros elementos que pueden ser un metal, metaloide o no metal, como el carbono.

El acero es un material muy utilizado en el ámbito de la construcción, creación de herramientas y elaboración de partes de maquinaria, entre otros usos. Es bastante barato de producir, siendo incluso menos costoso que el aluminio.

La utilidad del acero viene dada por su dureza, resistencia tanto física como ante la corrosión, y la facilidad en trabajarlo. Otro punto a favor es que se puede reciclar, pudiendo fundir partes desechadas y trabajar otra vez con el acero sin que pierda apenas sus propiedades.

La fabricación y uso del acero se extendió durante el siglo XIX, gracias al inventor Henry Bessemer. Aunque el acero ya se creaba desde hace tres miles de años, Henry diseñó la técnica de fabricación siderúrgica que popularizaría su uso en todo el mundo.

Propiedades físicas y químicas del acero

La densidad del acero suele ser entre 7750 y 8050 kg/m³ según el tipo de aleación. El hierro, por ejemplo, tiene una densidad de 7874 kg/m³ a temperatura ambiente, pero la del carbono es mucho menor, por lo que su presencia reducirá la densidad del acero.

Ahora, si el acero se compone también de otros elementos como el níquel o cobre, el acero poseerá mayor densidad. De todas formas, la densidad total no variará tanto, pues el acero suele tener una gran proporción de hierro.

El punto de fusión del acero ronda alrededor de 1370 °C, mientras que el de ebullición es cerca de 3000 °C. No obstante, igual que con la densidad, estos valores aumentarán o disminuirán según la composición del acero.

La conductividad eléctrica del acero es aproximadamente entre 1,45 y 6,99 MS/m. Esto depende bastante del tipo de acero, ya que el hierro, cobre, níquel, zinc o aluminio son buenos conductores, pero el carbono, silicio o manganeso, no.

Otras propiedades físicas y químicas del acero son:

• Dureza alta, siendo mucho más fuerte que el hierro puro gracias a la presencia de carbono y otros elementos.
• Alta resistencia a la torsión, compresión, tracción y flexión sin presentar deformidades.
• Gran maleabilidad, pues es fácil de laminar el acero y soportar fuerzas sin romperse.
• Muy dúctil, ya que el acero puede ser doblado, deformado y formar hilos sin presentar rupturas en la superficie.
• Tenacidad alta, pues es capaz de absorber grandes cantidades de energía antes de romperse.
• Buen conductor térmico y eléctrico, en especial si el hierro se combina con otros elementos, además del carbono.
• Es un material oxidable, pues se corroe fácilmente en presencia de oxígeno. Este defecto se puede paliar añadiendo otros elementos como níquel o cromo.
• Se contrae y se dilata fácilmente a altas temperaturas.
• Es fácil de soldar, es decir, de unir diferentes partes hechas de acero mediante soldadura.
• Es un material reciclable, pues se puede aprovechar objetos de acero desechados, fundirlos y volverlos a trabajar sin apenas perder sus propiedades.

Composición del acero

El acero en su forma básica es una aleación o mezcla compuesta solamente por hierro (Fe) y carbono (C). Las proporciones de ambos elementos pueden variar, siendo común que el porcentaje de carbono ronde entre 0,02 y 2,1%. Según el tratamiento aplicado, la mezcla adquiere diferentes durezas, resistencias, conductividades y otras propiedades.

El acero no posee una fórmula química propiamente dicha, ya que no es un compuesto, sino una mezcla. En este sentido, el acero puede contener hierro, carbono y otros elementos que pueden ser metales, metaloides o no metales.

Según la composición, el acero adquirirá unas propiedades u otras. A continuación damos ejemplos de la mezcla de hierro con otros elementos:

• Con cromo: le añade al acero gran resistencia a la corrosión, pues reacciona con el oxígeno y crea una película protectora que evita que el hierro se oxide. Por ello, es también usado para elaborar acero inoxidable. Además, incrementa la dureza, ductilidad y resistencia del acero.
• Con níquel: el acero mejora en tenacidad y resistencia, además de facilitar su trabajo a temperaturas altas. Es común en el acero inoxidable, pues actúa como anticorrosivo.
• Con cobre: otorga mayor dureza al acero y potencia la resistencia a la corrosión.
• Con manganeso: es un agente desoxidante y desulfurante, por lo que ayuda a eliminar impurezas. Además, facilita el trabajo del acero a temperaturas altas, e incrementa su resistencia y dureza.
• Con aluminio: sirve como agente desoxidante.
• Con silicio: es un elemento ideal para aumentar la resistencia del acero y su templabilidad, es decir, la dureza interna. Es también un elemento desoxidante.
• Con cobalto: se suele añadir para aumentar la dureza, resistencia y propiedades magnéticas del acero, pero disminuye la templabilidad.
• Con niobio: otorga mayor flexibilidad, elasticidad y resistencia al acero, por lo que se usa en la fabricación de acero estructural y automotriz.
• Con plomo: mejora la maquinabilidad del acero, es decir, la facilidad en trabajar con él y de ser cortado con una segueta o máquina de corte.
• Con titanio: sirve como elemento estabilizador y como agente desoxidante.
• Con vanadio: es también un desoxidante, y potencia la resistencia a la fatiga, tracción e impacto.
• Con azufre: a pesar de considerarse una impureza, introducir azufre al acero puede aumentar la maquinabilidad de los aceros de aleación y al carbono.

Vea también Cobre.

Tipos de acero y sus usos

Dependiendo de la composición del acero y del uso que se le da, podemos hablar de diferentes tipos. Algunos de los más comunes son:

• Acero inoxidable: este tipo de acero incluye cromo, que lo hace resistente a la corrosión y oxidación. Suele contener entre 10 y 12% de cromo, pero puede incluir níquel, molibdeno o tungsteno. Su uso es bastante extendido, desde la fabricación de elementos de máquinas, ejes de bombas, alas de turbinas y válvulas a utensilios de cocina.
• Acero ordinario o acero al carbono: es aquel que se compone solo de hierro y carbono. Se conoce como acero negro y suele tener una proporción de carbono cercana al 2%. Suele usarse como soporte de estructuras o canalizaciones.
• Acero dulce o fierro: es una aleación de hierro y carbono, pero con menos de 0,25% de proporción del carbono.
• Acero especial: es un nombre extendido para indicar que un tipo de acero que combina hierro, carbono y otros elementos como aluminio, manganeso, cromo, cobre, etc.
• Acero galvanizado: es un tipo de acero sometido a un proceso de recubrimiento, bañado de zinc en caliente para proteger el acero ante la oxidación. También puede añadirse aluminio.
• Acero fundido o hierro colado: es una aleación que incluye níquel o silicio, y que potencia la resistencia a la corrosión provocada por líquidos. Por ello, es utilizado bastante en válvulas, bombas, tubos y repuestos automotrices.
• Acero rápido: este tipo de acero contiene tungsteno, un elemento usado para fabricar herramientas de corte de gran velocidad que hay presentes en fábricas.
• Acero estructural: es un tipo de acero que se produce con silicio, fósforo, oxígeno o azufre, útil para las estructuras de edificios o en componentes esenciales de maquinaria.
• Acero corrugado: es el acero laminado con resaltos o corrugas en su superficie, con el objeto de adherirse al hormigón. Es clave en la elaboración de estructuras de concreto armado.
• Acero laminado: es el acero tratado en caliente o frío para formar láminas. Si se trata en caliente, el acero resulta más maleable, pero en frío obtiene un acabado más liso.
• Acero forjado: es el acero creado a temperaturas altas, aprovechando la deformación plástica para darle forma aplicando presión e impactos.

Aunque cada tipo tiene sus ventajas, en general veremos que el acero se usa en construcción de edificios, partes de maquinaria y herramientas. No obstante, también se usa para elaborar latas de refresco o conservas, electrodomésticos, utensilios de cocina, escaleras metálicas, maquinaria agrícola o en el sector ferroviario.

Vea también:

• Metal
• Oro
• Plata
• Bronce

Cómo citar: Rhoton, Stephen (21/03/2024). "Acero". En: Significados.com. Disponible en: https://www.significados.com/el-acero/ Consultado: