Ciencia de los materiales

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-EL HIERRO-
Historia
No se conoce con exactitud la fecha en que se descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para producir un metal que pudiera ser de utilidad, lo que sí se sabe es que los primeros usos que se le dio al hierro fueron para adornos y posteriormente para la elaboración de armas. Para que las armas (espadas) tuvieran una mejor dureza aplicaban un método conocido comotemplar.
Edad del hierro se aplica sólo al periodo en el que se extiende la utilización y el trabajo del hierro. El procesado moderno del hierro no comenzó en Europa central hasta la mitad del siglo XIV.

6000años AC
3000 años AC
2900años AC
Siglo Pasado
Edad de
Piedra Edad de
Cobre Edad de Bronce Edad de Hierro
Acero Cerámica y Polímeros
Propiedades
El Hierro, debido a suabundancia y a sus propiedades químicas, se ha convertido en uno de los metales más usados en la actualidad. También, el hierro se puede combinar con otros metales para formar nuevos compuestos con diferentes propiedades, denominados “aleaciones”.
El Hierro, es un elemento metálico, magnético, maleable y de color blanco plateado.
El hierro en la naturaleza se encuentra con 2 contaminantesprincipales: Azufre (S) y Fosforo (P)
También, es uno de los elementos metálicos más abundantes en el planeta. Constituye aproximadamente el 4.5% de la corteza terrestre.
Para la Fundición del Hierro se requiere 3 elementos principales Fe203 , Piedra Caliza o Sílice y Carbón Mineral (Coque) y una cierta temperatura que va de los 12500C a los 15500C.
El orden de los elementos en el alto horno para sufundición (del Hierro) es el siguiente:

3er Capa Fierro
2da Capa Sílice o piedra caliza
1era Capa de Coque

El coque se quema como combustible para calentar el horno.

La caliza de la carga del horno se emplea como fuente adicional de monóxido de carbono y como sustancia fundente.
Proceso para la fundición de hierro y producción deAcero
Lo que se produce de la fundición del hierro Fe2O3 combinado con C y S (piedra caliza) se le conoce como arrabio, el cual será procesado para convertirlo en acero.
Arrabio: Material fundido que se obtiene en el alto horno mediante reducción del mineral de hierro.
El arrabio está compuesto de Fe2O3, C, P, Mg, Si y S principalmente.
Los tipos de fundición que existen son: Gris, Nodular,Maleable y Blanca.

Existen 3 tipos de colada: Colada Continua, Colada de lingote y Colada Convencional.
Colada Continua: En la colada continua el acero fundido es colado en grandes bloques de acero, laminados y planchones, conocidos como coquilla y en la forma que nosotros deseamos para esto, es continuo hasta que se termina la carga de acero fundido de ahí su nombre, cuadro grandes o planchones.Colada de Lingote: En la colada de lingote el acero fundido es colado en forma de lingotes como lo dice su nombre, al enfriarse y solidificarse da un producto deseado para su transformación, esta pieza se llama palanquilla, barras, rieles, varillas.
Colada Convencional: En la colada convencional el acero fundido se vierte directo en moldes con la forma de la pieza deseada. Productos acabados.E sla única colada que no necesita una transformación posterior al proceso.
Estructura
El hierro tiene una estructura centrada en el cuerpo BCC (Body Center Cubic), a temperaturas normales. A temperaturas más altas, tiene una estructura cúbica centrada en la cara FCC (Face Center Cubic).
Diagrama químico de los elementos utilizados en una fundición
BOF

HyL-3

En estos diagramas podemosver la cantidad en % de materia prima (Fe, C, Si, P) que entra desde el principio del proceso hasta el final, si observamos bien va aumentando el Fe y las impurezas disminuyen (P, S, Si, C).
Para saber que porcentajes son los que corresponde a cada elemento en cada uno de los procesos de fundición utilizamos una tabla que a continuación muestro.

En esta tabla podemos ver los porcentajes de...
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