¿Has notado que algunos materiales se oxidan con el tiempo después de una exposición prolongada al medio ambiente? Estos materiales contienen necesariamente hierro, Metales de base ferrugalLos metales ferrosos son metales que contienen cantidades significativas de hierro. (El nombre latino del hierro es Ferrum, por lo que cualquier metal que contenga hierro es “hierro”).
¿Sabías que…? El hierro es el elemento más abundante en la Tierra. El núcleo de la Tierra está formado por aleaciones de hierro y níquel, que constituyen aproximadamente el 35% de la masa de la Tierra.
El hierro puro es muy blando, tiene un aspecto blanco grisáceo y tiene usos limitados. El hierro rara vez se encuentra en su forma pura (con la excepción de los meteoritos). En la naturaleza, existe como mineral junto con otros elementos. El mineral más común es el óxido de hierro. Los minerales con alto contenido de hierro se denominan minerales de hierro, mientras que los minerales de hierro que se encuentran comúnmente son la hematita y la magnetita.
Tabla de contenido
¿Cómo se producen el hierro y otros metales ferrosos?
El hierro se fabrica a partir de mineral de hierro Fundición, en un alto horno. El hierro obtenido de esta manera se denomina arrabio y se compone de un 92-94% de hierro y un 3-5% de carbono, así como una pequeña cantidad de otros elementos. El arrabio es quebradizo y tiene usos limitados. Por lo tanto, se utiliza en la fabricación de varios tipos de metales ferrosos.
El arrabio fundido generalmente se vierte en un horno (arco eléctrico, inducción, hogar abierto o alto horno) y se combina con otros elementos para formar varios metales ferrosos. El material fundido se funde directamente en la forma requerida o se lamina (caliente, caliente o frío, según la aplicación). Además, se somete a un tratamiento térmico (recocido, revenido, enfriamiento, etc.) para mejorar las propiedades mecánicas y evitar la corrosión.
Los metales ferrosos tienen propiedades físicas mejoradas, como una gran durabilidad, ductilidad y alta resistencia a la tracción, y tienen una variedad de aplicaciones comerciales e industriales. Los metales ferrosos más comunes son el acero dulce, el acero al carbono, el acero aleado, el acero inoxidable, el hierro forjado y el hierro fundido.
Tipos de metales ferrosos
Acero al carbono y al carbono: El hierro se combina con el carbono para obtener acero dulce y al carbono. El acero dulce tiene un bajo contenido de carbono (alrededor del 0,16% al 0,3% en peso), mientras que el acero al carbono tiene un contenido de carbono relativamente alto (hasta el 2%). En general, cuanto mayor es la cantidad de carbono, más duro es el metal.
El acero dulce relativamente blando se utiliza en la fabricación de placas de acero, mientras que el acero al carbono es más duro, por lo que se utiliza para ejes y poleas. Además, el acero al carbono se utiliza para cortar otros metales y se utiliza en máquinas herramienta, cuchillas y taladros.
Acero aleado: El acero aleado se obtiene añadiendo elementos como níquel, titanio, cromo, tungsteno y vanadio al arrabio. Esto se hace principalmente para aumentar la resistencia, la durabilidad, la ductilidad, la resistencia a la corrosión, etc. El acero aleado se utiliza en componentes eléctricos y construcción.
Acero inoxidable: Este es un tipo de acero aleado, que contiene una gran cantidad de cromo (del 10,5% al 27%). La cantidad de cromo presente está relacionada con su tenacidad y resistencia a la corrosión. Dependiendo de la cantidad de cromo presente, los aceros inoxidables se dividen en diferentes categorías (austenítico, ferrítico, martensítico y martensítico endurecido por precipitación) y tienen una variedad de aplicaciones, que incluyen bombas, tuberías, sistemas de escape, cojinetes, cubiertos, dispositivos médicos, turbinas y piezas de aviones.
Hierro fundido: El hierro fundido se obtiene añadiendo silicio al arrabio fundido y enfriándolo. Es duro, quebradizo y resistente al desgaste. Las aplicaciones más comunes son motores, pistones, máquinas herramienta, estufas y tuberías.
Hierro forjado: El hierro forjado es hierro casi puro porque tiene un contenido de carbono muy bajo (menos del 0,08%). El arrabio se mezcla con escoria en un horno para obtener hierro forjado. La escoria, que se agrega durante la producción, ayuda a aumentar la resistencia del metal a la oxidación (oxidación) y la corrosión. Es fácil de soldar y se dobla fácilmente a altas o bajas temperaturas. Las aplicaciones típicas incluyen barandillas, clavos, cadenas, muebles, artículos decorativos y equipos agrícolas.
ventaja
Además de las diversas aplicaciones mencionadas anteriormente, los metales ferrosos tienen varias ventajas sobre los metales no ferrosos.
- Debido a sus propiedades magnéticas, se utiliza en aparatos eléctricos y grandes motores. Esto es especialmente importante. Las propiedades gnéticas del estator son las que atraen el rotor para facilitar el correcto funcionamiento del motor.
- Proporcionan resistencia térmica, es decir, pueden soportar más calor en comparación con los metales no ferrosos. Esto es especialmente útil en máquinas herramienta, ya que ayuda a prolongar la vida útil de la herramienta y a evitar daños.
- Los metales ferrosos pueden reducirse fácilmente a la corrosión mediante la adición de otros elementos o mediante la protección catódica.
inconveniente
En comparación con los metales no ferrosos que no contienen hierro (como el aluminio), los metales ferrosos son más propensos a oxidarse cuando se exponen a una ligera humedad. Sin embargo, algunos grados de acero inoxidable son una excepción porque contienen cromo.
resumen
Los metales ferrosos se pueden combinar fácilmente con otros elementos para mejorar la resistencia a la corrosión. Esta propiedad, combinada con una gran durabilidad, alta resistencia y ductilidad, hace que los metales ferrosos sean muy versátiles y adecuados para una variedad de aplicaciones en diferentes industrias.