4.2.- Metales ferrosos
Los metales ferrosos son el hierro y sus aleaciones, el hierro dulce o forjado, el acero y la fundición. Son los más utilizados debido a su bajo coste de extracción y obtención. El hierro es el elemento químico (Fe) que constituye el 5% de la corteza terrestre (2º metal más abundante). No está presente en estado puro sino en combinación con otros elementos en minerales: magnetita, siderita, hematita,…
Su principal inconveniente es que pode oxidarse al reaccionar con el oxígeno del aire o agua degradando el metal hasta provocar su rotura.
Denominamos aleación a una mezcla de dos o más elementos químicos en los que por lo menos uno de ellos, el que tiene una mayor proporción y la va a dotar de la mayoría de sus características, es un metal.
El hierro tiene alta temperatura de fusión, más de 1.500ºC. Este es el motivo por lo que su metalurgia fue tardía, posterior al cobre y al bronce. Suponen a 3ª Edad de los Metales, la Edad de Hierro (700 a.C.).
El dominio de la metalurgia del hierro y sus aplicaciones fueron cruciales para el avance de la agricultura, de la ganadería, guerras, …
La forja artesanal de los herreros era la forma tradicional de moldear el metal: consiste en una forja o fogón en el que se aviva el fuego mediante aire procedente de un fuelle. El metal se pone al “rojo vivo” o incandescente (800ºC) y se golpea con el martillo sobre un yunque para moldearlo y eliminar impurezas. Luego se dejaba enfriar rápidamente (templar) en un recipiente.
Tipos de metales férricos
El hierro puro tiene muy pocas aplicaciones técnicas debido la que sus propiedades son muy deficientes. Pero se lo combinamos con pequeñas cantidades de Carbono, un no metal, mejora notablemente sus propiedades. Según la cantidad carbono que se agrega al hierro, podemos distinguir las siguientes aleaciones: hierro dulce, aceros y fundiciones. Los aceros suponen el metal más importante por sus aplicaciones.
| Material | Característica | Propiedades | Aplicaciones | |
|---|---|---|---|---|
| Hierro dulce o “hierro forjado” | contenido de Carbono inferior al 0.03% |
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Muy pocas, en aplicaciones eléctricas porque es bueno conduc-tor. Núcleos de electroimanes. |
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| Aceros | contenido de Carbono entre 0.03% - 1.76% |
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a) Aceros al carbono, simples o comunes: son los constituidos solo por hierro y carbono. Se emplea en herramientas, clavos, tornillos, relojes, vehículos ferroviarios, automóviles, embarcaciones, perfi-les de vigas, piezas... b) Aceros aleados o especiales: pasan por un afino para añadir otros metales o no metales y mejorar sus propiedades físicas y mecánicas. Se emplean en maquinaria, corte, equipos quirúrgicos, vehículos espaciales, reactores nucleares. Los aceros inoxidables o INOX están aleados con cromo y níquel. |
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| Fundiciones | contenido de Carbono entre 1.76%-6.67% |
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Mobiliario urbano: farolas, bancos, fuentes, tapas de alcantarilla. Bancadas o bloques de motores, de maquinaria, calderas, … Lingotes para obtener acero. |
Acería eléctrica. El horno eléctrico
Materia prima: chatarra seleccionada que no leve metales no férricos
El horno eléctrico. Es la opción más empleada actualmente en España para obtener acero. Se carga con chatarra reciclada o de recuperación (de desguaces de edificios, plantas industriales, barcos, automóviles, electrodomésticos), calcárea y otros metales de aleación llamadas ferroaleaciones (cromo, níquel, vanadio, etc.) segundo el acero que se desea obtener. Luego se vierte en una cuchara de colada y pasará a la colada continua.
Se utiliza en industrias de tamaño medio o pequeño, donde la producción de acero es para un fin concreto, como varitas o aleaciones especiales.
Para saber más
Entra en el siguiente enlace de la empresa Altos Hornos de México donde podrás ver una animación del proceso de fabricación del acero
Pregunta de Elección Múltiple
La siderurgia
Se conoce por siderurgia al conjunto de procesos que debe sufrir el mineral de hierro hasta que se obtiene el metal utilizable.
La siderurgia es la metalurgia del hierro, nace la finales del s. XIX y suponene el 90% de la producción mundial de metales. Hay 2 maneras de obtener el metal:
1) En alto horno a partir de mineral de hierro.
2) Electrolisis, en horno eléctrico a partir de chatarra.