El acero es una aleación metálica de hierro y carbono y otros elementos de aleación. La proporción de masa de hierro es mayor que la de cualquier otro elemento y la proporción de carbono es de un máximo de 2 por ciento. Las aleaciones de hierro con un contenido de carbono superior al 2 por ciento se llaman hierro fundido. Los elementos de aleación son elementos metálicos o no metálicos que se añaden al acero durante el proceso de producción para cambiar sus propiedades. Se trata principalmente de elementos como el nitrógeno, el cromo, el níquel, el molibdeno, el manganeso, el silicio, el aluminio, el fósforo y el azufre.
Como elemento de aleación más importante, el carbono tiene una influencia decisiva en las propiedades mecánicas como la resistencia a la tracción, el límite elástico y el alargamiento de rotura, que se determinan mediante pruebas de tracción. Además, el carbono influye en la dureza, la soldabilidad, la formabilidad y la resistencia al desgaste.
En la actualidad existen alrededor de 2.500 tipos diferentes de acero en todo el mundo, cuyas propiedades pueden ser influenciadas específicamente por la composición química, el tratamiento térmico y el procesamiento y adaptadas para su uso posterior. La razón de esta diversidad está muy relacionada con el comportamiento de transformación del elemento químico hierro, la llamada alotropía. Esto significa que un elemento en el mismo estado de agregación tiene varias formas estructurales diferentes que difieren en sus propiedades. Además, el carbono puede interactuar muy específicamente con las diferentes formas estructurales del hierro, lo que lleva a otras formas estructurales diferentes. Estos se llaman estados de fase o modificaciones estructurales.
Los materiales de acero se dividen en diferentes grupos según diferentes criterios. Según la norma DIN EN 10020, se dividen en aceros no aleados, inoxidables y otros aceros aleados en función de su composición química. A menudo también se hace una clasificación según las áreas de aplicación. En este caso, los aceros se denominan, por ejemplo, acero de refuerzo, acero de pretensado, acero de corte libre, acero para muelles, acero resistente al calor, acero para altas temperaturas, acero resistente al calor, etc.
Una desventaja de los aceros es que bajo ciertas condiciones pueden ser propensos a la corrosión. Por lo tanto, los aceros para aplicaciones especiales deben ser protegidos contra la corrosión. Esto puede hacerse, por ejemplo, utilizando aceros inoxidables o aplicando un recubrimiento superficial adecuado. Los aceros inoxidables deben su alta resistencia a la corrosión en particular al elemento aleado cromo, cuyo contenido en estos aceros es de al menos 10,5%. Un mayor contenido de cromo y otros elementos de aleación como el níquel y el molibdeno mejoran la resistencia a la corrosión, pero también pueden cambiar las propiedades mecánicas.
El acero es el material dominante en la industria de la construcción, la construcción de acero, la construcción naval, la construcción ferroviaria y la ingeniería eléctrica, así como en la fabricación de vehículos y maquinaria. La producción de acero es un proceso muy intensivo en energía, pero también libera mucha energía. Para reducir los costos de la energía y así aumentar la eficiencia energética, la industria siderúrgica se esfuerza por hacer un mayor uso de esta energía liberada. Esto se puede hacer, por ejemplo, utilizando el calor residual. Además, la industria siderúrgica se esfuerza por mantener la cantidad de desechos producidos lo más baja posible para reducir los costos de los vertederos. Para ello, los materiales residuales que surgen durante la producción de acero también se reciclan específicamente en el exterior. Por ejemplo, la escoria producida en el alto horno se utiliza en la producción de cemento y, por lo tanto, como material de construcción.
Mediante una mejora específica de las propiedades del acero, también es posible aumentar el rendimiento de las plantas o productos y, por lo tanto, aumentar su eficiencia energética. Otra gran ventaja del acero es su alta reciclabilidad.
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