Acero: Aleación de hierro y diversos elementos químicos en proporción variable con un máximo de 1,7% de carbono.
CRISTALES DE HIERRO Y ACERO
Para obtener acero se combina hierro fundido con otros elementos. Mientras la mezcla se va solidificando el hierro disuelve los demás componentes y los absorbe y atrapa en su estructura cristalina. Puesto que en otros metales se da el mismo comportamiento, ¿qué tiene de especial el hierro?
Se distingue porque su estructura puede alterarse mediante la aplicación de calor mientras aún se encuentra en estado sólido, lo cual permite que los cristales de hierro pierdan su forma relativamente cerrada.
Si hay carbono presente cuando se producen estas alteraciones, una aleación dura puede convertirse en blanda o viceversa. Los fabricantes de acero aprovechan esta propiedad del hierro para conseguir productos con la dureza deseada mediante tratamientos térmicos como el temple (calentamiento a altas temperaturas y luego enfriamiento rápido), el recocido y el revenido (el enfriamiento es lento).
Pero aún hay más. Cuando se combinan con el hierro otros elementos -manganeso, molibdeno, níquel, vanadio, silicio, plomo, cromo, boro, tungsteno o azufre-, el acero no sólo se convierte en un material de mayor o menor dureza, sino que adquiere otras propiedades, a saber: dureza, tenacidad, ductilidad, resistencia a la corrosión, flexibilidad, magnetismo o amagnetismo, por mencionar sólo algunas.
Tal como el panadero varía los ingredientes y la temperatura del horno dependiendo de la clase de pan que desee hacer, los fabricantes de acero cambian las aleaciones y los tratamientos térmicos que le aplican a fin de producir miles de variedades de este metal de versatilidad incomparable: desde rieles -que soportan sin peligro trenes de carga de 12.000 toneladas- hasta el rodamiento del tamaño de un alfiler que sostiene el volante de un reloj.
Las fábricas modernas siguen los mismos pasos básicos que seguían los musculosos forjadores de antaño: 1) funden el hierro,
2) lo combinan con otros elementos, 3) dejan que se enfríe, 4) le dan forma y le aplican algún tratamiento térmico.
Observemos las cantidades de materiales que se necesitan para fabricar 10.000 toneladas de acero.
Pese a lo impresionantes que son, corresponden a lo que procesa una acería media en un sólo día.
Todas estas cifras parecen enormes, aunque comparadas con los beneficios que dan, no lo son. Pero es necesario tener en cuenta el uso responsable de elementos tan valiosos para la vida como son el aire
y el agua, ya que si se contaminan durante el proceso y no vuelven al medio purificados pueden traer más perjuicios que toda la utilidad ofrecida por este versátil metal.
PARTE DE NUESTRA VIDA
Sin el acero no escucharíamos la música del piano, el estruendo de los aviones de reacción, el tic-tac de los relojes ni el rugido de los automotores. Tampoco existirían los rascacielos ni los puentes colgantes ni las vías del tren. Con él se han fabricado barcos descomunales que surcan los mares, conductos para transportar petróleo y gas desde sus lejanos pozos hasta cientos de kilómetros de distancia. Pero este versátil material asume en nuestra vida diaria muchas otras formas. Pensemos, por ejemplo, en los neumáticos radiales del autobús que tomamos para ir al trabajo o en el cable que sube y baja el ascensor del edificio donde vivimos. ¿Y qué hay de las bisagras de los lentes y la cucharilla con la que removemos el café? Este duradero aunque delicado material recibe miles de usos.
Primer acero
Los primeros artesanos del hierro descubrieron que al calentar hierro forjado y carbón vegetal en recipientes de arcilla durante varios días, el hierro absorbía suficiente carbono como para convertirse en un material de mayor resistencia. Este material es conocido actualmente como acero auténtico. Después del siglo XIV aumentaron el tamaño de los hornos utilizados para esta fundición e incrementaron la cantidad de materia, forzando el paso de los gases de combustión por la mezcla de materias primas.
Con estos hornos de mayor tamaño, el mineral de hierro de la parte superior se reducía a hierro metálico absorbiendo mayor porcentaje de carbono, a causa de los gases que lo atravesaban. Esta aleación obtenida se conoce como arrabio, (aleación de hierro y carbono) y funde a una temperatura menor que el acero. Este arrabio luego es refinado para fabricar acero.
Carbono y cristales
El acero es una aleación, o mezcla, de dos insólitos colaboradores: el hierro y el carbono. El hierro puro es blando en comparación con otros metales, de ahí que no se emplee industrialmente. Por otro lado, el carbono es un elemento químico no metálico. Los diamantes y el hollín de las chimeneas son sólo variedades de este cuerpo simple. Ahora bien, si se combina una pequeña cantidad de carbono con hierro fundido, se obtiene un material muy diferente al carbono y mucho más duro que el hierro.
La clave de la fabricación del acero son los denominados cristales. ¿Sabía que el hierro se compone de cristales? De hecho, ese es el caso de todos los metales sólidos, y es dicha composición cristalina la que les otorga maleabilidad, brillo y demás propiedades.
