hierro y sus aleaciones

Índice:

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Hierro y sus aleaciones.



2-3

Procesos de obtención de hierro y acero.

4-5

Designaciones y clasificaciones de los aceros.



6

Metales y aleaciones no ferrosas.
7-12

Hierro y sus aleaciones:
El hierro o fierro (en muchos paíseshispanohablantes se prefiere esta segunda forma) es un elemento químico de número atómico 26 situado en el grupo 8, periodo 4 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Fe (del latín fĕrrum) y tiene una masa atómica de 55,6 u.

Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, representando un 5% y, entre los metales, sólo el aluminio es másabundante. El núcleo de la Tierra está formado principalmente por hierro y níquel, generando al moverse un campo magnético. Ha sido históricamente muy importante, y un período de la historia recibe el nombre de Edad de Hierro.

En cosmología, es un metal muy especial, pues es el metal más pesado que puede producir la fusión en el núcleo de estrellas masivas; los elementos más pesados que el hierro solopueden ser creados en supernovas.
Es un metal maleable, de color gris plateado y presenta propiedades magnéticas; es ferromagnético a temperatura ambiente y presión atmosférica. Es extremadamente duro y denso.

Se encuentra en la naturaleza formando parte de numerosos minerales, entre ellos muchos óxidos, y raramente se encuentra libre. Para obtener hierro en estado elemental, los óxidos sereducen con carbono y luego es sometido a un proceso de refinado para eliminar las impurezas presentes.
Es el elemento más pesado que se produce exotérmicamente por fusión, y el más ligero que se produce a través de una fisión, debido a que su núcleo tiene la más alta energía de enlace por nucleón (energía necesaria para separar del núcleo un neutrón o un protón); por lo tanto, el núcleo másestable es el del hierro-56 (con 30 neutrones).
Presenta diferentes formas estructurales dependiendo de la temperatura y presión. A presión atmosférica:
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 cúbicacentrada en el cuerpo.
Hierro-ε: Puede estabilizarse a altas presiones, presenta estructura hexagonal compacta (hcp).
Existen varias aleaciones del hierro pero la mas importantes son:
Acero:
Es una aleación de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,03% y el 1,76% en peso de su composición, dependiendo del grado.
La fundición gris:
Esta aleación ferrosa contiene en generalmás de 2% de carbono y más de 1% de silicio, además de manganeso, fósforo y azufre.
La fundición nodular:
Se produce en hornos cubilotes, con la fucion de arrabio y chatarra mezclados con coque y piedra caliza. La mayor parte del contenido de carbono en el hierro nodular, tiene forma de esferoides.

Procesos de obtención de hierro y acero:

El proceso de obtención consiste en la reducción deóxido de hierro (concretamente de las menas), generalmente de Fe2O3, que se suelen encontrar impuras mezcladas con silicatos. La reducción se lleva a cabo mediante el monóxido de carbono, el cual se general a través de la reacción del coque con aire, a la misma ves que se le proporciona calor. Se presentan de manera global las siguientes reacciones:
Fe2O3 (s) + 3CO (g) → 2 Fe (s) + 3CO2 (g)
2C (s)+ O2 (g) → 2 CO (g)

Un horno alto suele tener varias decenas de metros de alto, y son cargados por la parte alta de este, con una mezcla de ácidos de hierro, junto con coque y caliza, mientras que se insufla aire por la parte inferior del horno con el fin de facilitar la combustión del coque.
El CaCo3 (caliza), que es el mineral no silíceo con mayor abundancia de la corteza de la Tierra,...