propiedades del hierro

Propiedades del Hierro:
Borja Rodríguez Frade
El Hierro metal de transición con símbolo químico Fe es el cuarto elemento más
abundante en la corteza terrestre (5%), tiene un número atómico de 26 y pesa 55,847
g/mol. Se conocen 4 isótopos estables del hierro Fe54, Fe56, Fe57 y Fe58. Posee una
densidad media de 7,86 g/ml con puntos de fusión y ebullición respectivos de 1808 K
(1535ºC) y 3023K (2750ºC), y es el material más usado (como aceros y fundiciones) en
numerosos campos de la ingeniería teniendo una cuota de producción de más del 95%
del total mundial, debido a sus interesantes propiedades químicas, físicas, mecánicas y
magnéticas. Se obtiene principalmente de 4 minerales Hematites(Fe2O3),
Limonita(2Fe2O3.3H2O), Magnetita(Fe3O4) y Siderita(FeCO3). El hierro se usa parafabricar aceros de muy diversos tipos, y en menor medida fundiciones.
La estructura cristalina del hierro es variable según la temperatura, cristalizando
en un sistema bcc (hasta 910ºC y a partir de 1395ºC aprox.) con ferrita, y en un sistema
fcc con la austenita. Estos cambios de estructura a nivel de malla implican un cambio en
el volumen que no llega al 5%, pero debe tomarse en cuenta en laconstrucción de
componentes con variaciones térmicas importantes.
El hierro como elemento tiene dos estados de oxidación +2 y +3, dando lugar a
FeO y Fe2O3, estos óxidos le dan un color marrón pardo al hierro y pierde muchas de las
propiedades iniciales que tenía el hierro, por este motivo el hierro no se utiliza en estado
puro sino aleado o recubierto con otros elementos que lo protegen de lacorrosión/oxidación.
El hierro es un material activo, se combina con halógenos, azufre, fósforo,
carbono y silicio. Además desplaza al hidrógeno de la mayoría de los ácidos débiles. El
óxido debilita al hierro con una capa de color marrón la cual no protege al hierro de
seguir oxidándose como en el caso de otros metales, ya que con golpear la lámina este
óxido se desprende.
Otro fenómenoque debemos de destacar en el hierro es el fenómeno del orín es
un fenómeno
electroquímico en el
cual las impurezas
presentes en el hierro
interactúan
eléctricamente con el
hierro metal. Se
establece una pequeña
corriente en la que el
agua de la atmósfera
proporciona una
disolución electrolítica.

Diagrama Fe-C
El hierro es un material con buenas propiedades mecánicas las cualespueden
mejorarse aleándose con carbono para formar aceros o fundiciones, y con otro tipo de
elementos para formar aceros
aleados. Estas propiedades varían
mucho en función de los aleantes al
hierro,
la
temperatura,
los
tratamientos térmicos.
Las propiedades mecánicas
más importantes de un material
como el hierro son tenacidad,
maleabilidad, ductilidad, dureza,
deformación plástica,resiliencia,
resistencia a la abrasión:
El hierro es un material
dúctil, por lo que tiene una zona
importante de estiramiento elástico,
(como se ve en la figura de un
material dúctil cualquiera) seguida de una zona plástica. En la zona elástica
alargamientos y tensiones son proporcionales según una constante E (Módulo de Young
= 21.000 kg/mm2), la cual varía sustancialmente según los aleantesdel hierro y su
porcentaje.
La resiliencia es la energía que es capaz de absorber el material, mientras está
en la zona elástica (10 – 17 kg/mm2), en el caso de un material dúctil como el hierro es
grande y varía según la cantidad de carbono que le aleemos al formar acero.
La zona plástica del hierro también tiene un importante interés desde el punto de
vista de ser maleable y dúctil, ya queel estiramiento en forma de láminas e hilos se basa
en las propiedades plásticas de deformación del material. En el caso del hierro tiene
buenas propiedades de tenacidad (Límite de Rotura: 18 – 29 kg/mm2), que es la
capacidad de absorber energía en la zona plástica (tras superar el límite de fluencia) y
seguir deformándose y no romper inmediatamente como un material frágil (como una...