Hierro

Hierro:
El hierro o fierro (en muchos países hispanohablantes se prefiere esta segunda forma)1 es
un elemento químico de número atómico 26 situado en el grupo 8, periodo 4 de la tabla
periódica de los elementos. Su símbolo es Fe (del latin fĕrrum)1 y tiene una masa atómica
de 55,6 u.
Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre,
representando un 5% y, entre los metales, sólo el aluminio es más abundante. Igualmente es
uno de los elementos más importantes del Universo, y el núcleo de la Tierra está formado
principalmente por hierro y níquel, generando al moverse un campo magnético. Ha sido
históricamente muy importante, y un período de la historia recibe el nombre de Edad de
Hierro.
Características principales:
Es un metal maleable, de color gris plateado y presenta propiedades magnéticas; es
ferromagnético a temperatura ambiente y presión atmosférica.
Se encuentra en la naturaleza formando parte de numerosos minerales, entre ellos muchos
óxidos, y raramente se encuentra libre. Para obtener hierro en estado elemental, los óxidos
se reducen con carbono y luego es sometido a un proceso de refinado para eliminar las
impurezas presentes.
Es el elemento más pesado que se produce exotérmicamente por fusión, y el más ligero que
se produce a través de una fisión, debido a que su núcleo tiene la más alta energía de enlace
por nucleón (energía necesaria para separar del núcleo un neutrón o un protón); por lo
tanto, el núcleo más estable es el del hierro-56 (con 30 neutrones).
Aplicaciones:
El hierro es el metal más usado, con el 95% en peso de la producción mundial de metal. El
hierro puro (pureza a partir de 99,5%) no tiene demasiadas aplicaciones, salvo excepciones
para utilizar su potencial magnético. El hierro tiene su gran aplicación para formar los
productos siderúrgicos, utilizando éste como elemento matriz para alojar otros elementos
aleantes tanto metálicos como no metálicos, que confieren distintas propiedades al material.
Se considera que una aleación de hierro es acero si contiene menos de un 2,1% de carbono;
si el porcentaje es mayor, recibe el nombre de fundición.
El acero es indispensable debido a su bajo precio y tenacidad, especialmente en
automóviles, barcos y componentes estructurales de edificios.

Las aleaciones férreas presentan una gran variedad de propiedades mecánicas dependiendo
de su composición o el tratamiento que se haya llevado a cabo.
Compuestos:
 Los estados de oxidación más comunes son +2 y +3. Los óxidos de hierro más
conocidos son el óxido de hierro (II),FeO, el óxido de hierro (III), Fe2O3, y el óxido
mixto Fe3O4.
Forma asimismo numerosas sales y complejos en estos estados de oxidación. El
hexacianoferrato (II) de hierro (III), usado en pinturas, se ha denominado azul de Prusia o
azul de Turnbull; se pensaba que eran sustancias diferentes.
 Se conocen compuestos en el estado de oxidación +4, +5 y +6, pero son poco
comunes, y en el caso del +5, no está bien caracterizado. El ferrato de potasio,
K2FeO4, en el que el hierro está en estado de oxidación +6, se emplea como
oxidante. El estado de oxidación +4 se encuentra en unos pocos compuestos y
también en algunos procesos enzimáticos.
 El Fe3C se conoce como cementita, que contiene un 6,67 % en carbono, al hierro α
se le conoce como ferrita, y a la mezcla de ferrita y cementita, perlita o ledeburita
dependiendo del contenido en carbono. La austenita es una solución sólida
intersticial de carbono en hierro γ (Gamma).
Cobalto:
El cobalto (del alemán kobalt,vozderivadade kobold,términoutilizadoporlosminerosde Sajonia
enla Edad Mediapara describiral mineral del cual se obtiene) esun elementoquímico de número
atómico27 y símbolo Co situadoenel grupo9 de la tablaperiódicade loselementos.
El cobalto es un metal duro, ferromagnético, de color blanco azulado. Su temperatura de
Curie es de 1388 K. Normalmente se encuentra junto con níquel, y ambos suelen formar
parte de los meteoritos de hierro. Es un elemento químico esencial para los mamíferos en
pequeñas cantidades. El Co-60, un radioisótopo de cobalto, es un importante trazador y
agente en el tratamiento del cáncer.
El cobalto metálico está comúnmente constituido de una mezcla de dos formas alotrópicas
con estructuras cristalinas hexagonal y cúbica centrada en las caras siendo la temperatura
de transición entre ambas de 722 K.

Presenta estados de oxidación bajos. Los compuestos en los que el cobalto tiene un estado
de oxidación de +4 son poco comunes. El estado de oxidación +2 es muy frecuente, así
como el +3. También existen complejos importantes con el estado de oxidación +1.
Aplicaciones:
 Aleaciones entre las que cabe señalar superaleaciones usadas en turbinas de gas de
aviación, aleaciones resistentes a la corrosión, aceros rápidos, y carburos
cementados y herramientas de diamante. Herramientas de corte en procesos de
fabricación para fresadoras.
 Imanes (Alnico) y cintas magnéticas.
 Catálisis del petróleo e industria química.
 Recubrimientos metálicos por deposición electrolítica por su aspecto, dureza y
resistencia a la oxidación.
 Secante para pinturas, barnices y tintas.
 Recubrimiento base de esmaltes vitrificados.
 Pigmentos (cobalto azul y cobalto verde).
 Electrodos de baterías eléctricas
 Cables de acero de neumáticos.
 El Co-60 se usa como fuente de radiación gamma en radioterapia, esterilización de
alimentos (pasteurización fría) y radiografía industrial para el control de calidad de
metales (detección de grietas).

Níquel:
Nombre Níquel
Número atómico 28
Valencia 2,3
Estado de oxidación
+2
Electronegatividad 1,8
Radio covalente (Å) 1,21
Radio iónico (Å) 0,78
Radio atómico (Å) 1,24
Configuración electrónica [Ar]3d8
4s2
Primer potencial de ionización (eV) 7,68
Masa atómica (g/mol) 58,71
Densidad (g/ml) 8,9
Punto de ebullición (ºC) 2730
Punto de fusión (ºC) 1453
Descubridor Alex Constedt 1751
Níquel
Símbolo Ni, número atómico 28, metal duro, blanco plateado, dúctil y maleable. La masa atómica del níquel
presente en la naturaleza es 58.71.
El níquel tiene cinco isótopos naturales con masas atómicas de 58, 60, 61, 62, 64. También se han identificado siete
isótopos radiactivos, con números de masa de 56, 57, 59, 63, 65, 66 y 67.
La mayor parte del níquel comercial se emplea en el acero inoxidable y otras aleaciones resistentes a la corrosión.
También es importante en monedas como sustituto de la plata. El níquel finamente dividido se emplea como

Aplicaciones:
Aproximadamente el 65% del níquel consumido se emplea en la fabricación de acero
inoxidable austenítico y otro 12% en superaleaciones de níquel. El restante 23% se reparte
entre otras aleaciones, baterías recargables, catálisis, acuñación de moneda, recubrimientos
metálicos y fundición:
 Alnico, aleación para imanes.
 El mu-metal se usa para apantallar campos magnéticos por su elevada
permeabilidad magnética.
 Las aleaciones níquel-cobre (monel) son muy resistentes a la corrosión, utilizándose
en motores marinos e industria química.
 La aleación níquel-titanio (nitinol-55) presenta el fenómeno de efecto térmico de
memoria (metales) y se usa en robótica, también existen aleaciones que presentan
superplasticidad.
 Crisoles de laboratorios químicos.
 Níquel Raney: catalizador de la hidrogenación de aceites vegetales.
 Se emplea para la acuñación de monedas, a veces puro y, más a menudo, en
aleaciones como el cuproníquel.
Cobre:
El cobre (del latín cŭprum, y éste del griego kýpros),6 cuyo símbolo es Cu, es el elemento
químico de número atómico 29. Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo
catalizador de hidrogenación.
El níquel es un elemento bastante abundante, constituye cerca de 0.008% de la corteza terrestre y 0.01% de las
rocas ígneas. En algunos tipos de meteoritos hay cantidades apreciables de níquel, y se piensa que existen grandes
cantidades en el núcleo terrestre. Dos minerales importantes son los sulfuros de hierro y níquel, pentlandita y
pirrotita (Ni, Fe)xSy; el mineral garnierita, (Ni, Mg)SiO3.nH2O, también es importante en el comercio. El níquel se
presenta en pequeñas cantidades en plantas y animales. Está presente en pequeñas cantidades en el agua de mar,
el petróleo y en la mayor parte del carbón.
El níquel metálico es fuerte y duro (3.8 en la escala de Mohs), Cuando está finamente dividido, es de color negro. La
densidad del níquel es 8.90 veces la del agua a 20ºC (68ºF); se funde a 1455ºC (2651ºF) y hierve a 2840ºC
(5144ºF); es sólo moderadamente reactivo. Resiste la corrosión alcalina y no se inflama en trozos grandes, pero los
alambres muy finos pueden incendiarse. Está por encima del hidrógeno en la serie electroquímica; se disuelve con
lentitud en ácidos diluidos liberando hidrógeno. En forma metálica es un agente reductor fuerte.
El níquel es dipositivo en sus compuestos, pero también puede existir en los estados de oxidación 0, 1+, 3+, 4+.
Además de los compuestos simples o sales, el níquel forma una variedad de compuestos de coordinación o
complejos. La mayor parte de los compuestos de níquel son verdes o azules a causa de la hidratación o de la unión
de otros ligandos al metal. El ion níquel presente en soluciones acuosas de compuestos simples es a su vez un
complejo, el [Ni(H2O)6]2+.

metálico que, junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, se
caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad (el segundo luego de la
plata). Gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido
en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y
electrónicos.
El cobre forma parte de una cantidad muy elevada de aleaciones que generalmente
presentan mejores propiedades mecánicas, aunque tienen una conductividad eléctrica
menor. Las más importantes son conocidas con el nombre de bronces y latones. Por otra
parte, el cobre es un metal duradero porque se puede reciclar un número casi ilimitado de
veces sin que pierda sus propiedades mecánicas.
Fue uno de los primeros metales en ser utilizado por el ser humano en la prehistoria. El
cobre y su aleación con el estaño, el bronce, adquirieron tanta importancia que los
historiadores han llamado Edad del Cobre y Edad del Bronce a dos periodos de la
Antigüedad. Aunque su uso perdió importancia relativa con el desarrollo de la siderurgia, el
cobre y sus aleaciones siguieron siendo empleados para hacer objetos tan diversos como
monedas, campanas y cañones. A partir del siglo XIX, concretamente de la invención del
generador eléctrico en 1831 por Faraday, el cobre se convirtió de nuevo en un metal
estratégico, al ser la materia prima principal de cables e instalaciones eléctricas.
El cobre posee un importante papel biológico en el proceso de fotosíntesis de las plantas,
aunque no forma parte de la composición de la clorofila. El cobre contribuye a la formación
de glóbulos rojos y al mantenimiento de los vasos sanguíneos, nervios, sistema inmunitario
y huesos y por tanto es un oligoelemento esencial para la vida humana.7
El cobre se encuentra en una gran cantidad de alimentos habituales de la dieta tales como
ostras, mariscos, legumbres, vísceras y nueces entre otros, además del agua potable y por lo
tanto es muy raro que se produzca una deficiencia de cobre en el organismo. El
desequilibrio de cobre ocasiona en el organismo una enfermedad hepática conocida como
enfermedad de Wilson.8
El cobre es el tercer metal más utilizado en el mundo, por detrás del hierro y el aluminio.
La producción mundial de cobre refinado se estimó en 15,8 Mt en el 2006, con un déficit de
10,7% frente a la demanda mundial proyectada de 17,7 Mt.9
Propiedades y características del cobre:
Propiedadesfísicas
El cobre posee varias propiedades físicas que propician su uso industrial en múltiples
aplicaciones, siendo el tercer metal, después del hierro y del aluminio, más consumido en el
mundo. Es de color rojizo y de brillo metálico y, después de la plata, es el elemento con
mayor conductividad eléctrica y térmica. Es un material abundante en la naturaleza; tiene
un precio accesible y se recicla de forma indefinida; forma aleaciones para mejorar las
prestaciones mecánicas y es resistente a la corrosión y oxidación.

La conductividad eléctrica del cobre puro fue adoptada por la Comisión Electrotécnica
Internacional en 1913 como la referencia estándar para esta magnitud, estableciendo el
International Annealed Copper Standard (Estándar Internacional del Cobre Recocido) o
IACS. Según esta definición, la conductividad del cobre recocido medida a 20 °C es igual a
58,1086 S/m.38 A este valor de conductividad se le asigna un índice 100% IACS y la
conductividad del resto de los materiales se expresa en porcentaje de IACS. La mayoría de
los metales tienen valores de conductividad inferiores a 100% IACS pero existen
excepciones como la plata o los cobres especiales de muy alta conductividad designados C-
103 y C-110.39
Propiedadesmecánicas
Tanto el cobre como sus aleaciones tienen una buena maquinabilidad, es decir, son fáciles
de mecanizar. El cobre posee muy buena ductilidad y maleabilidad lo que permite producir
láminas e hilos muy delgados y finos. Es un metal blando, con un índice de dureza 3 en la
escala de Mohs (50 en la escala de Vickers) y su resistencia a la tracción es de 210 MPa,
con un límite elástico de 33,3 MPa.2 Admite procesos de fabricación de deformación como
laminación o forja, y procesos de soldadura y sus aleaciones adquieren propiedades
diferentes con tratamientos térmicos como temple y recocido. En general, sus propiedades
mejoran con bajas temperaturas lo que permite utilizarlo en aplicaciones criogénicas.
Característicasquímicas
En la mayoría de sus compuestos, el cobre presenta estados de oxidación bajos, siendo el
más común el +2, aunque también hay algunos con estado de oxidación +1.
Expuesto al aire, el color rojo salmón inicial se torna rojo violeta por la formación de óxido
cuproso (Cu2O) para ennegrecerse posteriormente por la formación de óxido cúprico
(CuO).40 La coloración azul del Cu+2 se debe a la formación del ión [Cu (OH2)6]+2.41
Aplicaciones y usos del cobre:
Cobremetálico
El cobre se utiliza tanto con un gran nivel de pureza, cercano al 100%, como aleado con
otros elementos. El cobre puro se emplea principalmente en la fabricación de cables
eléctricos.
Electricidad y telecomunicaciones
El cobre es el metal no precioso con mejor conductividad eléctrica. Esto, unido a su
ductilidad y resistencia mecánica, lo han convertido en el material más empleado para
fabricar cables eléctricos, tanto de uso industrial como residencial. Asimismo se emplean

conductores de cobre en numerosos equipos eléctricos como generadores, motores y
transformadores. La principal alternativa al cobre en estas aplicaciones es el aluminio.36
También son de cobre la mayoría de los cables telefónicos, los cuales además posibilitan el
acceso a Internet. Las principales alternativas al cobre para telecomunicaciones son la fibra
óptica y los sistemas inalámbricos. Por otro lado, todos los equipos informáticos y de
telecomunicaciones contienen cobre en mayor o menor medida, por ejemplo en sus
circuitos integrados, transformadores y cableado interno.36
Medios de transporte
El cobre se emplea en varios componentes de coches y camiones, principalmente los
radiadores (gracias a su alta conductividad térmica y resistencia a la corrosión), frenos y
cojinetes, además naturalmente de los cables y motores eléctricos. Un coche pequeño
contiene en total en torno a 20 kg de cobre, subiendo esta cifra a 45 kg para los de mayor
tamaño.36
También los trenes requieren grandes cantidades de cobre en su construcción: 1 - 2
toneladas en los trenes tradicionales y hasta 4 toneladas en los de alta velocidad. Además
las catenarias contienen unas 10 toneladas de cobre por kilómetro en las líneas de alta
velocidad.10
Por último, los cascos de los barcos incluyen a menudo aleaciones de cobre y níquel para
reducir el ensuciamiento producido por los seres marinos.
Construcción y ornamentación
Una gran parte de las redes de transporte de agua están hechas de cobre o latón,71 debido a
su resistencia a la corrosión y sus propiedades anti-bacterianas, habiendo quedado las
tuberías de plomo en desuso por sus efectos nocivos para la salud humana. Frente a las
tuberías de plástico, las de cobre tienen la ventaja de que no arden en caso de incendio y
por tanto no liberan humos y gases potencialmente tóxicos.36
El cobre y, sobre todo, el bronce se utilizan también como elementos arquitectónicos y
revestimientos en tejados, fachadas, puertas y ventanas. El cobre se emplea también a
menudo para los pomos de las puertas de locales públicos, ya que sus propiedades anti-
bacterianas evitan la propagación de epidemias.36
Dos aplicaciones clásicas del bronce en la construcción y ornamentación son la realización
de estatuas y de campanas.
El sector de la construcción consume actualmente (2008) el 26% de la producción mundial
de cobre.10

Otras aplicaciones
El cobre participa en la materia prima de una gran cantidad de diferentes y variados
componentes de todo tipo de maquinaria, tales como casquillos, cojinetes, embellecedores,
etc. Forma parte de los elementos de bisutería, bombillas y tubos fluorescentes, calderería,
electroimanes, instrumentos musicales de viento, microondas, sistemas de calefacción y
aire acondicionado. El cobre, el bronce y el latón son aptos para tratamientos de
galvanizado para cubrir otros metales.
Zinc:
El zinc o cinc (del alemán Zink1 ) es un elemento químico esencial de número atómico 30 y
símbolo Zn situado en el grupo 12 de la tabla periódica de los elementos.
El zinc es un metal, a veces clasificado como metal de transición aunque estrictamente no
lo sea, ya que tanto el metal como su especie dipositiva presentan el conjunto orbital
completo. Este elemento presenta cierto parecido con el magnesio, y con el cadmio de su
grupo, pero del mercurio se aparta mucho por las singulares propiedades físicas y químicas
de éste (contracción lantánida y potentes efectos relativistas sobre orbitales de enlace). Es el
23º elemento más abundante en la Tierra y una de sus aplicaciones más importantes es el
galvanizado del acero.
Es un metal de color blanco azulado que arde en aire con llama verde azulada. El aire seco
no le ataca pero en presencia de humedad se forma una capa superficial de óxido o
carbonato básico que aísla al metal y lo protege de la corrosión. Prácticamente el único
estado de oxidación que presenta es el +2. En el año 2004 se publicó en la revista Science el
primer y único compuesto conocido de zinc en estado de oxidación +1, basado en un
complejo organometálico con el ligando pentametilciclopentadieno. Reacciona con ácidos
no oxidantes pasando al estado de oxidación +2 y liberando hidrógeno y puede disolverse
en bases y ácido acético.

El metal presenta una gran resistencia a la deformación plástica en frío que disminuye en
caliente, lo que obliga a laminarlo por encima de los 100 °C. No se puede endurecer por
acritud y presenta el fenómeno de fluencia a temperatura ambiente —al contrario que la
mayoría de los metales y aleaciones— y pequeñas cargas el más importante.
Aplicaciones:
La principal aplicación del zinc —cerca del 50% del consumo anual— es el galvanizado
del acero para protegerlo de la corrosión, protección efectiva incluso cuando se agrieta el
recubrimiento ya que el zinc actúa como ánodo de sacrificio. Otros usos incluyen
 Baterías de Zn-AgO usadas en la industria aeroespacial para misiles y cápsulas
espaciales por su óptimo rendimiento por unidad de peso y baterías zinc-aire para
computadoras portátiles.
 Piezas de fundición inyectada en la industria de automoción.
 Metalurgia de metales preciosos y eliminación de la plata del plomo.
Aluminio:
El aluminio es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata de un
metal no ferromagnético. Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza
terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se
encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales.1 En
estado natural se encuentra en muchos silicatos (feldespatos, plagioclasas y micas). Como
metal se extrae únicamente del mineral conocido con el nombre de bauxita, por
transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en
aluminio metálico mediante electrólisis.
Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería
mecánica, tales como su baja densidad (2.700 kg/m3) y su alta resistencia a la corrosión.
Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar sensiblemente su resistencia mecánica
(hasta los 690 MPa). Es buen conductor de la electricidad y del calor, se mecaniza con
facilidad y es relativamente barato. Por todo ello es desde mediados del siglo XX2 el metal
que más se utiliza después del acero.
Fue aislado por primera vez en 1825 por el físico danés H. C. Oersted. El principal
inconveniente para su obtención reside en la elevada cantidad de energía eléctrica que

requiere su producción. Este problema se compensa por su bajo coste de reciclado, su
dilatada vida útil y la estabilidad de su precio.
Características:
Característicasfísicas
Entre las características físicas del aluminio, destacan las siguientes:
 Es un metal ligero,cuyadensidad esde 2.700 kg/m3
(2,7 vecesladensidaddel agua),un
terciode la del acero.
 Tiene unpuntode fusiónbajo:660 °C (933 K).
 El pesoatómico del aluminioesde 26,9815 u.
 Es de colorblancobrillante,conbuenaspropiedadesópticasyunaltopoderde reflexión
de radiacionesluminosasytérmicas.
 Tiene unaelevadaconductividadeléctricacomprendidaentre 34 y38 m/(Ωmm2
) yuna
elevadaconductividadtérmica(80 a 230 W/(m·K)).
 Resistente alacorrosión,alos productosquímicos,ala intemperieyal agua de mar,
gracias a la capa de Al2O3 formada.
 Abundante enlanaturaleza.Esel tercerelementomáscomúnenla cortezaterrestre,tras
el oxígenoyel silicio.
 Su producciónmetalúrgicaapartirde mineralesesmuycostosay requiere grancantidad
de energíaeléctrica.
 Material barato y fácil de reciclar.
Característicasmecánicas
Entre las características mecánicas del aluminio se tienen las siguientes:
 De fácil mecanizadodebidoasubaja dureza.
 Muy maleable,permite laproducciónde láminasmuydelgadas.
 Bastante dúctil,permite lafabricaciónde cableseléctricos.
 Material blando(Escalade Mohs: 2-3-4). Límite de resistenciaen tracción:160-200 N/mm2
[160-200 MPa] enestadopuro,en estadoaleadoel rangoesde 1.400-6.000 N/mm2
.El
duraluminio fue laprimeraaleaciónde aluminioendurecidaque se conoció,loque
permitiósuusoenaplicacionesestructurales.
 Para su usocomo material estructural se necesitaalearloconotrosmetalesparamejorar
laspropiedadesmecánicas,asícomo aplicarle tratamientos
Característicasquímicas
 Debidoa suelevadoestadode oxidaciónse formarápidamenteal aire unafinacapa
superficial de óxidode aluminio(AlúminaAl2O3) impermeable yadherenteque detieneel
procesode oxidación,loque le proporcionaresistenciaalacorrosióny durabilidad.Esta
capa protectora,de color grismate,puede serampliadapor electrólisis enpresenciade
oxalatos.Ciertasaleacionesde altadurezapresentanproblemasgravesde corrosión
intercristalina.

 El aluminiotiene características anfóteras.Estosignificaque se disuelve tantoen ácidos
(formandosalesde aluminio) comoen bases fuertes(formandoaluminatosconel anión
[Al (OH)4]-
) liberando hidrógeno.
 La capa de óxidoformadasobre el aluminiose puededisolveren ácidocítricoformando
citrato de aluminio.
 El principal ycasi únicoestadode oxidacióndel aluminioes+IIIcomoesde esperarse por
sus treselectronesenlacapade valencia(Véase también:metal pesado,electrólisis).
Aplicaciones y usos:
Ya sea considerando la cantidad o el valor del metal empleado, el uso industrial del
aluminio excede al del cualquier otro metal exceptuando el hierro / acero. Es un material
importante en multitud de actividades económicas y ha sido considerado un recurso
estratégico en situaciones de conflicto.
Aluminio metálico
El aluminio se utiliza rara vez 100% puro y casi siempre se usa aleado con otros metales
para mejorar alguna de sus características. El aluminio puro se emplea principalmente en la
fabricación de espejos, tanto para uso doméstico como para telescopios reflectores.
Los principales usos industriales de las aleaciones metálicas de aluminio son:
 Transporte; como material estructural enaviones,automóviles,trenesde altavelocidad,
metros,tanques,superestructurasde buques ybicicletas.
 Estructuras portantes de aluminioenedificios(véase Eurocódigo9)
 Embalaje de alimentos;papel de aluminio,latas,tetrabriks,etc.
 Carpinteríametálica; puertas,ventanas,cierres,armarios,etc.
 Bienesde uso doméstico;utensiliosde cocina,herramientas,etc.
 Transmisión eléctrica.Un conductorde aluminiode mismalongitudypesoesmás
conductivo que unode cobre y más barato. Sinembargoel cable sería másgrueso.
Medidaenvolumen laconductividadeléctricaestansóloel 60% de la del cobre.Sumayor
ligerezareduce el esfuerzoque debensoportarlastorresde altatensión ypermite una
mayor separaciónentre torres,disminuyendoloscostesde lainfraestructura.En
aeronáuticatambiénsustituye al cobre8
 Recipientescriogénicos (hasta-200 °C),ya que contrariamente al acerono presenta
temperaturade transicióndúctil afrágil.Porellolatenacidaddel material esmejorabajas
temperaturas.
 Calderería.
Debido a su gran reactividad química, el aluminio se usa finamente pulverizado como
combustible sólido de cohetes espaciales y para aumentar la potencia de los explosivos.

También se usa como ánodo de sacrificio y en procesos de aluminotermia (termita) para la
obtención y soldadura de metales.
Acero:
El acero es una aleación de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 2,1% en peso1
de la composición de la aleación, alcanzando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el
0,3%. Porcentajes mayores que el 2,0% de carbono dan lugar a las fundiciones, aleaciones
que al ser quebradizas y no poderse forjar —a diferencia de los aceros—, se moldean.
La Ingeniería Metalúrgica trata al acero a una familia muy numerosa de aleaciones
metálicas, teniendo como base la aleación hierro-carbono. El hierro es un metal,
relativamente duro y tenaz, con diámetro atómico dA = 2,48 Å (1 angstrom Å = 10–10 m),
con temperatura de fusión de 1.535 °C y punto de ebullición 2.740 °C. Mientras el carbono
es un metaloide, con diámetro mucho más pequeño (dA = 1,54 Å), blando y frágil en la
mayoría de sus formas alotrópicas (excepto en la forma de diamante en que su estructura
cristalográfica lo hace el más duro de los materiales conocidos). Es la diferencia en

diámetros atómicos lo que va a permitir al elemento de átomo más pequeño difundir a
través de la celda del otro elemento de mayor diámetro.
El acero es el más popular de las aleaciones, es la combinación entre un metal (el hierro) y
un metaloide (el carbono), que conserva las características metálicas del primero, pero con
propiedades notablemente mejoradas gracias a la adición del segundo y de otros elementos
metálicos y no metálicos. De tal forma no se debe confundir el hierro con el acero, dado
que el hierro es un metal en estado puro al que se le mejoran sus propiedades físico-
químicas con la adición de carbono y demás elementos.
La definición anterior, sin embargo, se circunscribe a los aceros al carbono en los que este
último es el único aleante o los demás presentes lo están en cantidades muy pequeñas pues
de hecho existen multitud de tipos de acero con composiciones muy diversas que reciben
denominaciones específicas en virtud ya sea de los elementos que predominan en su
composición (aceros al silicio), de su susceptibilidad a ciertos tratamientos (aceros de
cementación), de alguna característica potenciada (aceros inoxidables) e incluso en función
de su uso (aceros estructurales). Usualmente estas aleaciones de hierro se engloban bajo la
denominación genérica de aceros especiales, razón por la que aquí se ha adoptado la
definición de los comunes o "al carbono" que amén de ser los primeros fabricados y los
más empleados,2 sirvieron de base para los demás. Esta gran variedad de aceros llevó a
Siemens a definir el acero como «un compuesto de hierro y otra sustancia que incrementa
su resistencia».3
Por la variedad ya apuntada y por su disponibilidad —sus dos elementos primordiales
abundan en la naturaleza facilitando su producción en cantidades industriales4 — los aceros
son las aleaciones más utilizadas en la construcción de maquinaria, herramientas, edificios
y obras públicas, habiendo contribuido al alto nivel de desarrollo tecnológico de las
sociedades industrializadas.5 Sin embargo, en ciertos sectores, como la construcción
aeronáutica, el acero apenas se utiliza debido a que es un material muy denso, casi tres
veces más denso que el aluminio (7.850 kg/m³ de densidad frente a los 2.700 kg/m³ del
aluminio).
Características mecánicas y tecnológicas del acero

Representaciónde lainestabilidadlateral bajolaacciónde unafuerzaejercidasobre una vigade
acero.
Aunque es difícil establecer las propiedades físicas y mecánicas del acero debido a que
estas varían con los ajustes en su composición y los diversos tratamientos térmicos,
químicos o mecánicos, con los que pueden conseguirse aceros con combinaciones de
características adecuadas para infinidad de aplicaciones, se pueden citar algunas
propiedades genéricas:
 Su densidad mediaesde 7850 kg/m³.
 En funciónde latemperaturael acerose puede contraer,dilatarofundir.
 El puntode fusión del acerodepende deltipode aleaciónylosporcentajesde elementos
aleantes.El de sucomponente principal,el hierroesde alrededorde 1.510 °C enestado
puro (sinalear),sinembargoel aceropresentafrecuentemente temperaturasde fusiónde
alrededorde 1.375 °C, y engeneral latemperaturanecesariaparalafusiónaumentaa
medidaque se aumentael porcentaje de carbonoyde otros aleantes.(exceptolas
aleaciones eutécticas que fundende golpe).Porotraparte el acero rápidofunde a
1.650 °C.17
 Su puntode ebullición esde alrededorde 3.000 °C.18
 Es un material muy tenaz,especialmente enalgunade lasaleacionesusadasparafabricar
herramientas.
 Relativamente dúctil.Conél se obtienenhilosdelgadosllamados alambres.
 Es maleable.Se puedenobtenerláminasdelgadasllamadas hojalata.Lahojalataesuna
laminade acero,de entre 0,5 y 0,12 mm de espesor,recubierta,generalmente de forma
electrolítica,porestaño.
 Permite unabuenamecanización enmáquinasherramientas antesde recibirun
tratamientotérmico.
 Algunascomposicionesyformasdel aceromantienenmayor memoria,yse deformanal
sobrepasarsu límite elástico.
 La durezade losacerosvaría entre ladel hierroy laque se puede lograrmediante su
aleaciónuotros procedimientostérmicosoquímicosentre loscuales quizáel más
conocidoseael templadodel acero,aplicableaaceroscon alto contenidoencarbono,que
permite,cuandoessuperficial,conservarunnúcleotenazenla piezaque evite fracturas
frágiles.Acerostípicosconunalto gradode durezasuperficialsonlosque se empleanen
lasherramientasde mecanizado,denominados acerosrápidos que contienencantidades
significativasde cromo,wolframio, molibdenoyvanadio.Losensayostecnológicospara
medirladurezason Brinell,Vickers yRockwell,entre otros.
 Se puede soldarconfacilidad.
 La corrosión eslamayor desventajade losacerosyaque el hierrose oxidacon suma
facilidadincrementandosuvolumenyprovocandogrietassuperficialesque posibilitanel
progresode la oxidaciónhastaque se consume lapiezaporcompleto.Tradicionalmente
losaceros se han venidoprotegiendomediante tratamientossuperficiales diversos.Si bien
existenaleacionesconresistenciaalacorrosiónmejoradacomolos aceros de
construcción«corten» aptospara intemperie (enciertosambientes) olos aceros
inoxidables.
 Posee unaaltaconductividadeléctrica.Aunquedepende de sucomposiciónes
aproximadamente de19
3· 106
S/m.En laslíneasaéreasde alta tensión se utilizancon

frecuenciaconductoresde aluminioconalmade aceroproporcionandoéste últimola
resistenciamecánicanecesariaparaincrementarlosvanosentre latorresyoptimizarel
coste de lainstalación.
 Se utilizaparala fabricaciónde imanespermanentesartificiales,yaque unapiezade acero
imantadano pierde suimantaciónsi nose la calientahastaciertatemperatura.La
magnetizaciónartificial se hace porcontacto,inducciónomediante procedimientos
eléctricos.Enloque respectaal acero inoxidable,al aceroinoxidable ferrítico síse le pega
el imán,peroal aceroinoxidableaustenítico nose le pegael imánya que la fase del hierro
conocidacomo austenitanoesatraída por losimanes.Losaceros inoxidablescontienen
principalmente níquelycromoenporcentajesdel ordendel 10% ademásde algunos
aleantesenmenorproporción.
 Un aumentode la temperaturaenunelementode aceroprovocaunaumentoenla
longituddel mismo.Este aumentoenlalongitudpuedevalorarse porlaexpresión:δL= α
δ t° L, siendoa el coeficiente de dilatación,que parael acerovale aproximadamente
1,2 · 10−5
(esdecirα = 0,000012). Si existe libertadde dilataciónnose planteangrandes
problemassubsidiarios,perosi estadilataciónestáimpedidaenmayoromenorgrado por
el restode los componentesde laestructura,aparecenesfuerzoscomplementariosque
hay que tenerencuenta.El acero se dilatayse contrae segúnuncoeficiente de dilatación
similaral coeficiente de dilatacióndel hormigón,porloque resultamuyútil suuso
simultáneoenlaconstrucción,formandounmaterial compuestoque se denomina
hormigónarmado.20
El acero da una falsasensaciónde seguridadal serincombustible,
perosus propiedadesmecánicasfundamentalesse vengravemente afectadasporlasaltas
temperaturasque puedenalcanzarlosperfilesenel transcursode unincendio.
[editar] Normalización de las diferentes clases de acero
Llave de acero aleadopara herramientasoaceroal cromo-vanadio.
Como existe una variedad muy grande de clases de acero diferentes que se pueden producir
en función de los elementos aleantes que constituyan la aleación, se ha impuesto, en cada
país, en cada fabricante de acero, y en muchos casos en los mayores consumidores de
aceros, unas Normas que regulan la composición de los aceros y las prestaciones de los
mismos.
Por ejemplo en España actualmente están regulados por la norma UNE-EN 10020:2001 y
antiguamente estaban reguladas por la norma UNE-36010, ambas editadas por AENOR.21
Existen otras normas reguladoras del acero, como la clasificación de AISI (de hace 70 años,
y de uso mucho más extenso internacionalmente), ASTM,22 DIN, o la ISO 3506.
Véase también: UNE-36010

[editar] Formación del acero. Diagrama hierro-carbono (Fe-C)
Fases de la aleación de hierro-carbono
Austenita (hierro-ɣ. duro)
Ferrita (hierro-α. blando)
Cementita (carburo de hierro. Fe3C)
Perlita (88% ferrita, 12% cementita)
Ledeburita (ferrita - cementita eutectica, 4,3% carbono)
Bainita
Martensita
Tipos de acero
Acero al carbono (0,03-2,1% C)
Acero corten (para intemperie)
Acero inoxidable (aleado con cromo)
Acero microaleado («HSLA», baja aleación alta resistencia)
Acero rápido (muy duro, tratamiento térmico)
Otras aleaciones Fe-C
Hierro dulce (prácticamente sin carbono)
Fundición (>2,1% C)
Fundición dúctil (grafito esferoidal)
En el diagrama de equilibro, o de fases, Fe-C se representan las transformaciones que
sufren los aceros al carbono con la temperatura, admitiendo que el calentamiento (o
enfriamiento) de la mezcla se realiza muy lentamente de modo que los procesos de difusión
(homogeneización) tienen tiempo para completarse. Dicho diagrama se obtiene
experimentalmente identificando los puntos críticos —temperaturas a las que se producen
las sucesivas transformaciones— por métodos diversos.
[editar] Fases
El hierro puro presenta tres estados alotrópicos a medida que se incrementa la temperatura
desde el ambiente:
 Hasta los911 °C, el hierroordinario,cristalizaenel sistemacúbicocentradoenel cuerpo
(BCC) y recibe ladenominaciónde hierroαo ferrita. Es un material dúctil ymaleable
responsable de labuenaforjabilidadde lasaleacionesconbajocontenidoencarbonoyes
ferromagnético hastalos770 °C (temperaturade Curie alaque pierde dichacualidad).La
ferritapuede disolvermuypequeñascantidadesde carbono.
 Entre 911 y 1.400 °C cristalizaenel sistemacúbicocentradoenlascaras (FCC) y recibe la
denominaciónde hierroγo austenita.Dada su mayorcompacidadla austenitase deforma
con mayor facilidadyes paramagnética.

 Entre 1.400 y 1.538 °C cristalizade nuevoenel sistemacúbicocentradoenel cuerpoy
recibe ladenominaciónde hierroδque esenesenciael mismohierroalfaperocon
parámetrode red mayorpor efectode la temperatura.
A mayor temperatura el hierro se encuentra en estado líquido.
Si se añade carbono al hierro, sus átomos podrían situarse simplemente en los intersticios
de la red cristalina de éste último; sin embargo en los aceros aparece combinado formando
carburo de hierro (Fe3C), es decir, un compuesto químico definido y que recibe la
denominación de cementita de modo que los aceros al carbono están constituidos
realmente por ferrita y cementita.
[editar] Transformacióndelaaustenita
Zona de losaceros (hasta2% de carbono) del diagramade equilibriometaestablehierro-carbono.
Dado que enlosaceros el carbonose encuentraformandocarburode hierrose han incluidoen
abcisaslas escalasde losporcentajesenpesode carbonoyde carburo de hierro(enazul).
El diagrama de fases Fe-C muestra dos composiciones singulares:
 Un eutéctico(composiciónparalacual el puntode fusiónesmínimo) que se denomina
ledeburitaycontiene un4,3% de carbono (64,5% de cementita).Laledeburitaaparece
entre losconstituyentesde laaleacióncuandoel contenidoencarbonosuperael 2%
(regióndel diagramanomostrada) yes laresponsable de lamalaforjabilidadde la
aleaciónmarcandolafronteraentre losaceroscon menosdel 2% de C (forjables)ylas
fundicionesconporcentajesde carbonosuperiores(noforjablesyfabricadaspormoldeo).
De este modose observaque porencimade la temperaturacrítica A3
23
losacerosestán
constituidossóloporaustenita,unasoluciónsólidade carbonoenhierroγ y su
microestructuraencondicionesde enfriamientolentodependeráportantode las
transformacionesque sufraésta.

 Un eutectoide enlazonade losaceros,equivalente al eutécticoperoenestadosólido,
donde latemperaturade transformaciónde laaustenitaesmínima.El eutectoide contiene
un 0,77% C (13,5% de cementita) yse denomina perlita.Estáconstituidoporcapas
alternasde ferritaycementita,siendosuspropiedadesmecánicasintermediasentre lasde
la ferritayla cementita.
La existencia del eutectoide permite distinguir dos tipos de aleaciones de acero:
 Aceroshipoeutectoides (<0,77% C).Al enfriarse pordebajode latemperaturacrítica A3
comienzaa precipitarlaferritaentre losgranos(cristales)de austenitayal alcanzar la
temperaturacrítica A1 la austenitarestante se transformaenperlita.Se obtieneportanto
a temperaturaambiente unaestructurade cristalesde perlitaembebidosenunamatriz
de ferrita.
 Aceroshipereutectoides (>0,77% C).Al enfriarse pordebajode latemperaturacríticase
precipitael carburode hierroresultandoatemperaturaambiente cristalesde perlita
embebidosenunamatrizde cementita.
[editar] Otrosmicroconstituyentes
Las microestructuras básicas descritas (perlíticas) son las obtenidas enfriando lentamente
aceros al carbono, sin embargo modificando las condiciones de enfriamiento (base de los
tratamientos térmicos) es posible obtener estructuras cristalinas diferentes:
 La martensitaes el constituyentetípicode losaceros templados yse obtiene de forma
casi instantáneaal enfriarrápidamente laaustenita.Esunasoluciónsobresaturadade
carbono enhierroalfacon tendencia,cuantomayoresel carbono,a la sustituciónde la
estructuracúbica centradaenel cuerpopor tetragonal centradaenel cuerpo.Tras la
cementita(yloscarburosde otros metales) esel constituyente másdurode losaceros.
 Velocidadesintermediasde enfriamientodanlugara la bainita, estructurasimilarala
perlitaformadaporagujasde ferritaycementitaperode mayorductilidadyresistencia
que aquélla.
 Tambiénse puede obteneraustenitaporenfriamientorápidode aleacionescon
elementosgammágenos(que favorecenlaestabilidaddel hierroγ) comoel níquel yel
manganeso,tal esel caso por ejemplode los acerosinoxidablesausteníticos.
Antaño se identificaron también la sorbita y la troostita que han resultado ser en realidad
perlitas de muy pequeña distancia interlaminar por lo que dichas denominaciones han caído
en desuso.
[editar] Otros elementos en el acero
[editar] Elementosaleantesdel acero ymejorasobtenidasconlaaleación
Aunque la composición química de cada fabricante de aceros es casi secreta, certificando a
sus clientes solo la resistencia y dureza de los aceros que producen, sí se conocen los
compuestos agregados y sus porcentajes admisibles.24 25

 Aluminio:se empleacomoelementode aleaciónenlosacerosde nitruracion,que suele
tener1% aproximadamente de aluminio.Comodesoxidante se suele emplear
frecuentementeenlafabricaciónde muchosaceros.Todoslosacerosaleadosencalidad
contienenaluminioenporcentajespequeñísimos,variablesgeneralmentedesde0,001 a
0,008%. Tambiénse utilizacomoelementodesoxidante.
 Boro: enmuy pequeñascantidades(del0,001 al 0,0015%) lograaumentarla capacidadde
endurecimientocuandoel aceroestátotalmente desoxidado,puesse combinaconel
carbono para formarcarburos proporcionandounrevestimientoduroymejorandola
templabilidad.Esusadoenaceros de bajaaleaciónenaplicacionescomocuchillasde
arado y alambresde altaductilidadydurezasuperficial.Utilizadotambiéncomotrampa
de nitrógeno,especialmente enacerosparatrefilación,paraobtenervaloresde N
menoresa80 ppm.
Acería. Nótese latonalidaddel vertido.
 Cobalto:muyendurecedor.Disminuye latemplabilidad.Mejoraladurezaencaliente.El
cobaltoesun elemento pocohabitual enlosaceros.Seusaenlosacerosrápidospara
herramientas,aumentaladurezade laherramientaencaliente.Se utilizaparaaceros
refractarios.Aumentalaspropiedadesmagnéticasde losaceros.
 Cromo:es unode loselementosespecialesmásempleadosparalafabricaciónde aceros
aleados,usándose indistintamente enlosacerosde construcción,enlosde herramientas,
enlosinoxidablesy losde resistenciaencaliente.Se empleaencantidadesdiversasdesde
0,30% a 30%, segúnloscasos y sirve para aumentarladurezay la resistenciaalatracción
de losaceros, mejoralatemplabilidad,impide lasdeformacionesenel temple,aumentala
resistenciaal desgaste,lainoxidabilidad(conconcentracionessuperioresal 12%),etc.
Forma carburosmuy durosy comunicaal aceromayor dureza,resistenciaytenacidada
cualquiertemperatura.Solooaleadoconotroselementos,proporcionaalosaceros
características de inoxidables yrefractarios;tambiénse utilizaenrevestimientos
embellecedoresorecubrimientosdurosde granresistenciaal desgaste,comoémbolos,
ejes, etc.
 Estaño: esel elementoque se utilizapararecubrirláminasmuydelgadasde aceroque
conformanlahojalata.
 Manganeso:aparece prácticamente entodoslosaceros,debido,principalmente,aque se
añade como elementode adiciónparaneutralizarlaperniciosainfluenciadel azufre ydel
oxigeno,que siempre suelencontenerlosaceroscuandose encuentranenestadolíquido
enloshornos durante losprocesosde fabricación.El manganesoactúatambiéncomo

desoxidanteyevita,enparte,que enlasolidificacióndelaceroque se desprendangases
que denlugar a porosidadesperjudicialesenel material.Si losacerosnotuvieran
manganeso,nose podrían laminarni forjar,porque el azufre que suele encontrarse en
mayor o menorcantidadenlosaceros,formarían sulfurosde hierro,que soncuerposde
muybajo puntode fusión(981 °C aproximadamente) que alastemperaturasde trabajoen
caliente (forjaolaminación) funden,yal encontrarse contorneandolosgranosde acero
crean zonasde debilidadylaspiezasybarras se abrenenesas operacionesde
transformación.Losacerosordinariosylosaceros aleadosenlosque el manganesonoes
elementofundamental,suelencontenergeneralmente porcentajesde manganeso
variablesde 0,30 a 0,80%.
 Molibdeno:esunelementohabitualdel aceroyaumentamuchola profundidadde
endurecimientode acero,así comosu tenacidad.Losaceros inoxidablesausteníticos
contienenmolibdenoparamejorarlaresistenciaala corrosión.
 Nitrógeno:se agregaa algunosacerospara promoverlaformaciónde austenita.
 Níquel:unade las mayoresventajasque reportael empleodel níquel,esevitarel
crecimientodel granoenlostratamientostérmicos,loque sirve paraproducirenellos
gran tenacidad.El níquel ademáshace descenderlospuntoscríticosypor ellolos
tratamientospuedenhacerseatemperaturasligeramente másbajasque laque
corresponde alosaceros ordinarios.Experimentalmente se observaque conlosaceros
aleadosconníquel se obtiene paraunamismadureza,un límite de elasticidadligeramente
más elevadoymayoresalargamientosyresistenciasque conlosacerosal carbono o de
baja aleación.Enlaactualidadse ha restringidomuchosuempleo,perosiguesiendoun
elementode aleaciónindiscutible paralosacerosde construcciónempleadosenla
fabricaciónde piezasparamáquinasymotoresde gran responsabilidad,se destacansobre
todoen losaceroscromo-níquel ycromo-níquel-molibdeno.Elníquel esunelementode
extraordinariaimportanciaenlafabricaciónde acerosinoxidablesyresistentesaaltas
temperaturas,enlosque ademásde cromose empleanporcentajesde níquel variablesde
8 a 20%. Es el principal formadorde austenita,que aumentalatenacidadyresistenciaal
impacto.El níquel se utilizamuchoparaproducir acero inoxidable,porque aumentala
resistenciaalacorrosión.
 Plomo:el plomonose combinacon el acero,se encuentraenél enforma de
pequeñísimosglóbulos,comosi estuvieseemulsionado,loque favorece lafácil
mecanizaciónporarranque de viruta,(torneado,cepillado,taladrado,etc.)yaque el
plomoesun buenlubricante de corte,el porcentaje oscilaentre 0,15% y 0,30% debiendo
limitarse el contenidode carbonoavaloresinferioresal 0,5% debidoaque dificultael
templadoydisminuyelatenacidadencaliente.Se añade aalgunosacerospara mejorar
muchola maquinabilidad.
 Silicio:aumentamoderadamente latemplabilidad.Se usacomoelementodesoxidante.
Aumentalaresistenciade losacerosbajosencarbono.
 Titanio:se usa para estabilizarydesoxidarel acero,mantiene estableslaspropiedadesdel
acero a alta temperatura.
 Tungsteno:tambiénconocidocomowolframio.Formaconel hierrocarburosmuy
complejosestablesydurísimos,soportandobienaltastemperaturas.Enporcentajesdel
14 al 18 %, proporcionaacerosrápidos conlosque es posible triplicarlavelocidadde corte
de losaceros al carbonopara herramientas.
 Vanadio:posee unaenérgicaaccióndesoxidante yformacarburoscomplejosconel hierro,
que proporcionanal acero una buenaresistenciaalafatiga,tracción y podercortante en
losaceros para herramientas.

 Zinc:es elementoclave paraproducirchapade acero galvanizado.
Los porcentajes de cada uno de los aleantes que pueden configurar un tipo determinado de
acero están normalizados.
[editar] Impurezasenel acero
Se denomina impurezas a todos los elementos indeseables en la composición de los aceros.
Se encuentran en los aceros y también en las fundiciones como consecuencia de que están
presentes en los minerales o los combustibles. Se procura eliminarlas o reducir su contenido
debido a que son perjudiciales para las propiedades de la aleación. En los casos en los que
eliminarlas resulte imposible o sea demasiado costoso, se admite su presencia en cantidades
mínimas.
 Azufre:límite máximoaproximado:0,04%.El azufre con el hierroforma sulfuro,el que,
conjuntamente conlaaustenita,dalugara un eutécticocuyopuntode fusiónesbajoy
que,por lotanto,aparece en bordesde grano.Cuandoloslingotesde acerocoladodeben
serlaminadosencaliente,dichoeutécticose encuentraenestadolíquido,loque provoca
el desgranamientodelmaterial.
Se controlala presenciade sulfuromediante el agregadode manganeso.El manganeso
tiene mayorafinidadporel azufre que el hierroporloque enlugar de FeSse forma MnS
que tiene altopuntode fusión ybuenaspropiedadesplásticas.El contenidode Mndebe
seraproximadamente cincoveceslaconcentraciónde Sparaque se produzcala reacción.
El resultadofinal,unavezeliminadoslosgasescausantes,esunafundiciónmenosporosa,
y por lotanto de mayor calidad.
Aunque se consideraunelementoperjudicial,supresenciaespositivaparamejorarla
maquinabilidadenlosprocesosde mecanizado.Cuandoel porcentaje de azufre esalto
puede causarporos enla soldadura.
 Fósforo:límite máximoaproximado:0,04%.El fósfororesultaperjudicial,yaseaal
disolverseenlaferrita,puesdisminuye la ductilidad,comotambiénporformarFeP
(fosfurode hierro).El fosfurode hierro,juntoconlaaustenitayla cementita,formaun
eutécticoternariodenominado esteadita,el que essumamente frágil yposee puntode
fusiónrelativamente bajo,porlocual aparece enbordesde grano, transmitiéndole al
material sufragilidad.
Aunque se consideraunelementoperjudicial enlosaceros,porque reduce laductilidady
la tenacidad,haciéndoloquebradizo,avecesse agregapara aumentarla resistenciaala
tensiónymejorarlamaquinabilidad.
[editar] Desgaste
Es la degradación física (pérdida o ganancia de material, aparición de grietas, deformación
plástica, cambios estrucuturales como transformación de fase o recristalización, fenómenos

de corrosión, etc.) debido al movimiento entre la superficie de un material sólido y uno o
varios elementos de contacto.26
[editar] Tratamientos del acero
[editar] Tratamientossuperficiales
Artículo principal: Tratamiento superficialdelos metales
Debido a la facilidad que tiene el acero para oxidarse cuando entra en contacto con la
atmósfera o con el agua, es necesario y conveniente proteger la superficie de los
componentes de acero para protegerles de la oxidación y corrosión. Muchos tratamientos
superficiales están muy relacionados con aspectos embellecedores y decorativos de los
metales.
Los tratamientos superficiales más usados son los siguientes:
 Cincado: tratamientosuperficialantioxidante porproceso electrolíticoomecánicoal que
se somete a diferentescomponentesmetálicos.
 Cromado: recubrimientosuperficialparaprotegerde laoxidaciónyembellecer.
 Galvanizado:tratamientosuperficial que se daa lachapa de acero.
 Niquelado:bañode níquel con el que se protege unmetal de la oxidación.
 Pavonado: tratamientosuperficial que se daa piezaspequeñasde acero,comola
tornillería.
 Pintura: usadoespecialmenteenestructuras,automóviles,barcos,etc.
Tratamientostérmicos
Rodamientode acerotemplado.
Un proceso de tratamiento térmico adecuado permite aumentar significativamente las
propiedades mecánicas de dureza, tenacidad y resistencia mecánica del acero. Los

tratamientos térmicos cambian la microestructura del material, con lo que las propiedades
macroscópicas del acero también son alteradas.
Los tratamientos térmicos que pueden aplicarse al acero sin cambiar en su composición
química son:
 Temple
 Revenido
 Recocido
 Normalizado
Los tratamientos termoquímicos son tratamientos térmicos en los que, además de los
cambios en la estructura del acero, también se producen cambios en la composición
química de la capa superficial, añadiendo diferentes productos químicos hasta una
profundidad determinada. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y
enfriamiento controlados en atmósferas especiales. Entre los objetivos más comunes de
estos tratamientos están aumentar la dureza superficial de las piezas dejando el núcleo más
blando y tenaz, disminuir el rozamiento aumentando el poder lubrificante, aumentar la
resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a fatiga o aumentar la resistencia a la
corrosión.
 Cementación (C):aumentaladurezasuperficialde unapiezade acerodulce,aumentando
la concentraciónde carbonoenla superficie.Se consigue teniendoencuentael medioo
atmósferaque envuelve el metaldurante el calentamientoyenfriamiento.El tratamiento
lograaumentarel contenidode carbonode la zona periférica,obteniéndose después,por
mediode templesyrevenidos,unagrandurezasuperficial,resistenciaal desgaste ybuena
tenacidadenel núcleo.
 Nitruración (N):al igual que lacementación,aumentaladurezasuperficial,aunquelohace
enmayor medida,incorporandonitrógenoenlacomposiciónde lasuperficie de lapieza.
Se logra calentandoel aceroa temperaturascomprendidasentre 400y 525 °C, dentrode
una corriente de gasamoníaco, másnitrógeno.
 Cianuración (C+N):endurecimientosuperficial de pequeñaspiezasde acero.Se utilizan
bañoscon cianuro,carbonato y cianatosódico.Se aplicantemperaturasentre 760 y
950 °C.
 Carbonitruración(C+N):al igual que lacianuración,introduce carbonoynitrógenoenuna
capa superficial,perocon hidrocarburos comometano,etanoopropano;amoníaco(NH3)
y monóxidode carbono (CO).Enel procesose requierentemperaturasde 650 a 850 °C y
esnecesariorealizaruntemple yunrevenidoposterior.
 Sulfinización (S+N+C):aumentalaresistenciaal desgaste poraccióndel azufre.El azufre se
incorporóal metal por calentamientoabajatemperatura(565 °C) en unbaño de sales.
Entre los factores que afectan a los procesos de tratamiento térmico del acero se encuentran
la temperatura y el tiempo durante el que se expone a dichas condiciones al material. Otro
factor determinante es la forma en la que el acero vuelve a la temperatura ambiente. El
enfriamiento del proceso puede incluir su inmersión en aceite o el uso del aire como
refrigerante.

El método del tratamiento térmico, incluyendo su enfriamiento, influye en que el acero
tome sus propiedades comerciales.
Según ese método, en algunos sistemas de clasificación, se le asigna un prefijo indicativo
del tipo. Por ejemplo, el acero O-1, o A2, A6 (o S7) donde la letra "O" es indicativo del uso
de aceite (del inglés: oil quenched), y "A" es la inicial de aire; el prefijo "S" es indicativo
que el acero ha sido tratado y considerado resistente al golpeo (Shock resistant).
Mecanizado del acero
Acero laminado
El acero que se utiliza para la construcción de estructuras metálicas y obras públicas, se
obtiene a través de la laminación de acero en una serie de perfiles normalizados de acuerdo
a las Normas Técnicas de Edificación.
El proceso de laminado consiste en calentar previamente los lingotes de acero fundido a
una temperatura que permita la deformación del lingote por un proceso de estiramiento y
desbaste que se produce en una cadena de cilindros a presión llamado tren de laminación.
Estos cilindros van formando el perfil deseado hasta conseguir las medidas que se
requieran. Las dimensiones del acero que se consigue no tienen tolerancias muy ajustadas y
por eso muchas veces a los productos laminados hay que someterlos a fases de mecanizado
para ajustar su tolerancia.
Acero forjado
La forja es el proceso que modifica la forma de los metales por deformación plástica
cuando se somete al acero a una presión o a una serie continuada de impactos. La forja
generalmente se realiza a altas temperaturas porque así se mejora la calidad metalúrgica y
las propiedades mecánicas del acero.
El sentido de la forja de piezas de acero es reducir al máximo posible la cantidad de
material que debe eliminarse de las piezas en sus procesos de mecanizado. En la forja por
estampación la fluencia del material queda limitada a la cavidad de la estampa, compuesta
por dos matrices que tienen grabada la forma de la pieza que se desea conseguir.
Acero corrugado
El acero corrugado es una clase de acero laminado usado especialmente en construcción,
para armar hormigón armado, y cimentaciones de obra civil y pública, se trata de barras de
acero que presentan resaltos o corrugas que mejoran la adherencia con el hormigón está
dotado de una gran ductilidad, la cual permite que a la hora de cortar y doblar no sufra
daños, y tiene una gran soldabilidad, todo ello para que estas operaciones resulten más
seguras y con un menor gasto energético.

Aplicaciones
El acero en sus distintas clases está presente de forma abrumadora en
nuestra vida cotidiana en forma de herramientas, utensilios, equipos
mecánicos y formando parte de electrodomésticos y maquinaria en
general así como en las estructuras de las viviendas que habitamos y en la
gran mayoría de los edificios modernos. En este contexto existe la versión
moderna de perfiles de acero denominada Metalcón.
Los fabricantes de medios de transporte de mercancías (camiones) y los de maquinaria
agrícola son grandes consumidores de acero.
También son grandes consumidores de acero las actividades constructoras de índole
ferroviario desde la construcción de infraestructuras viarias así como la fabricación de todo
tipo de material rodante.
Otro tanto cabe decir de la industria fabricante de armamento, especialmente la dedicada a
construir armamento pesado, vehículos blindados y acorazados.
También consumen mucho acero los grandes astilleros constructores de barcos
especialmente petroleros, y gasistas u otros buques cisternas.
Como consumidores destacados de acero cabe citar a los fabricantes de automóviles porque
muchos de sus componentes significativos son de acero.
A modo de ejemplo cabe citar los siguientes componentes del automóvil que son de acero:
 Son de acero forjadoentre otroscomponentes: cigüeñal, bielas,piñones,ejesde
transmisiónde cajade velocidades ybrazosde articulaciónde la dirección.
 De chapa de estampaciónsonlaspuertasy demáscomponentesde la carrocería.
 De acerolaminadosonlosperfilesque conformanel bastidor.
 Son de acero todoslosmuellesque incorporancomoporejemplo; muellesde válvulas,de
asientos,de prensaembrague,de amortiguadores,etc.
 De acerode gran calidadsontodoslos rodamientos que montanlosautomóviles.
 De chapa troqueladasonlas llantasde lasruedas,exceptolasde altagama que sonde
aleacionesde aluminio.
 De aceroson todoslos tornillos ytuercas.

Acero inoxidable
Este artículo o seccióncontiene algunascitasareferenciascompletase incluyeunalistade
bibliografíaoenlacesexternos.Sinembargo,su verificabilidad noesdel todoclaradebidoa que
no posee suficientes notasal pie.
En metalurgia, el acero inoxidable se define como una aleación de acero con un mínimo de
10% de cromo contenido en masa.1 El acero inoxidable es resistente a la corrosión, dado
que el cromo, u otros metales que contiene, posee gran afinidad por el oxígeno y reacciona
con él formando una capa pasivadora, evitando así la corrosión del hierro. Sin embargo,
esta capa puede ser afectada por algunos ácidos, dando lugar a que el hierro sea atacado y
oxidado por mecanismos intergranulares o picaduras generalizadas. Algunos tipos de acero
inoxidable contienen además otros elementos aleantes; los principales son el níquel y el
molibdeno.
Un metal muy diferente
Como todos los tipos de aceros, el acero inoxidable no es un material simple sino una
aleación. Lo que tienen en común todos los aceros es que el principal componente
(elemento que forma la aleación) es el hierro, al que se añade una pequeña cantidad de
carbono. El acero inoxidable fue inventado a principios del siglo XX cuando se descubrió
que una pequeña cantidad de cromo (habitualmente un mínimo de 12%) añadido al acero

común, le daba un aspecto brillante y lo hacía altamente resistente a la suciedad y a la
oxidación. Esta resistencia a la oxidación, denominada «resistencia a la corrosión», es lo
que hace al acero inoxidable diferente de otros tipos de acero
] No es un revestimiento
El acero inoxidable es un material sólido y no un revestimiento especial aplicado al acero
común para darle características "inoxidables". Aceros comunes, e incluso otros metales,
son a menudo cubiertos o “bañados” con metales blancos como el cromo, níquel o zinc para
proteger sus superficies o darles otras características superficiales. Mientras que estos baños
tienen sus propias ventajas y son muy utilizados, el peligro radica en que la capa puede ser
dañada o deteriorarse de algún modo, lo que anularía su efecto protector. La apariencia del
acero inoxidable puede, sin embargo, variar y dependerá en la manera que esté fabricado y
en su acabado superficial.
[editar] El acero inoxidable está en todas partes
Su resistencia a la corrosión es lo que da al acero inoxidable su nombre. Sin embargo, justo
después de su descubrimiento se apreció que el material tenía otras muchas valiosas
propiedades que lo hacen idóneo para una amplia gama de usos diversos. Las posibles
aplicaciones del acero inoxidable son casi ilimitadas, hecho que puede comprobarse con tan
solo unos ejemplos:
 En el hogar: cuberteríay menaje,fregaderos,sartenesybateríasde cocina,hornosy
barbacoas,equipamiento de jardínymobiliario.
 En la ciudad:paradas de autobús,cabinastelefónicasyrestode mobiliariourbano,
fachadasde edificios,ascensoresyescaleras,vagonesde metroe infraestructurasde las
estaciones.
 En la industria:equipamientoparalafabricaciónde productosalimentariosy
farmacéuticos,plantasparael tratamientode aguaspotablesyresiduales,plantas
químicasy electroquímicas,componentesparalaautomociónyaeronáutica,depósitosde
combustible yproductosquímicos.
[editar] Tipos de aceros inoxidables

Los aceros inoxidables que contienen solamente cromo se llaman ferríticos, ya que tienen
una estructura metalográfica formada básicamente por ferrita. Son magnéticos y se
distinguen porque son atraídos por un imán. Con porcentajes de carbono inferiores al 0,1%
de C, estos aceros no son endurecibles por tratamiento térmico. En cambio, aceros entre
0,1% y 1% en C sí son templables y se llaman aceros inoxidables "martensíticos", por tener
martensita en su estructura metalográfica. Éstos también son magnéticos.
Los aceros inoxidables que contienen más de un 7% de níquel se llaman austeníticos, ya
que tienen una estructura formada básicamente por austenita a temperatura ambiente (el
níquel es un elemento "gammágeno" que estabiliza el campo de la austenita). No son
magnéticos.
Los aceros inoxidables austeníticos se pueden endurecer por deformación, pasando su
estructura metalográfica a contener martensita. Se convierten en parcialmente magnéticos,
lo que en algunos casos dificulta el trabajo en los artefactos eléctricos.
También existen los aceros dúplex (20%< Cr < 30%), (5%< Ni < 8%), (C < 0.03%), no
endurecibles por tratamiento térmico, muy resistentes a la corrosión por picaduras y con
buen comportamiento bajo tensión. Estructura de ferrita y austenita.
A todos los aceros inoxidables se les puede añadir un pequeño porcentaje de molibdeno,
para mejorar su resistencia a la corrosión por cloruros.
[editar] Familias de los aceros inoxidables

Siguientes aleaciones de acero inoxidable que se comercializan:
 Acero inoxidable extrasuave:contiene un13% de Cr y un0,15% de C. Se utilizaenla
fabricaciónde:elementosde máquinas,álabesde turbinas,válvulas,etc.Tieneuna
resistenciamecánicade 80 kg/mm²yuna durezade 175-205 HB.
 Acero inoxidable 16Cr-2Ni:tiene de 0,20% de C,16% de Cr y 2% de Ni;resistencia
mecánicade 95 kg/mm²y una durezade 275-300 HB. Se sueldacondificultad,yse utiliza
para la construcciónde álabesde turbinas,ejesde bombas,utensiliosde cocina,
cuchillería,etc.
 Acero inoxidable al cromo níquel 18-8: tiene un0,18% de C, un18% de Cr y un8% de Ni
Tiene unaresistenciamecánicade 60 kg/mm²y una durezade 175-200Hb, Es unacero
inoxidable muyutilizadoporqueresiste bienel calorhasta 400 °C
 Acero inoxidable al Cr- Mn: tiene un0,14% de C,un 11% de Cr y un 18% de Mn. Alcanza
una resistenciamecánicade 65 kg/mm²y una durezade 175-200HB. Es soldable yresiste
bienaltastemperaturas.Esamagnético.Se utilizaencolectoresde escape.
La forma original del acero inoxidable todavía es muy utilizada, los ingenieros tienen ahora
muchas opciones en cuanto a los diferentes tipos. están clasificados en diferentes “familias”
metalúrgicas.
Cada tipo de acero inoxidable tiene sus características mecánicas y físicas y será fabricado
de acuerdo con la normativa nacional o internacional establecida.
[editar] Usos del acero inoxidable
Los aceros inoxidables se utilizan principalmente en cuatro tipos de mercados:
 Electrodomésticos:grandeselectrodomésticosypequeñosaparatosparael hogar.
 Automoción:especialmente tubosde escape.
 Construcción:edificiosy mobiliariourbano(fachadasymaterial).
 Industria:alimentación,productosquímicosypetróleo.
Su resistencia a la corrosión, sus propiedades higiénicas y sus propiedades estéticas hacen
del acero inoxidable un material muy atractivo para satisfacer diversos tipos de demandas,
como lo es la industria médica.
[editar] Acero inoxidableenlaindustria médica
Existe una diversidad de composiciones químicas para el acero inoxidable, las cuales le
otorgan cualidades particulares y deseadas; desde el grado de implante médico, hasta la
facilitación de manufactura de instrumentos quirúrgicos. Entre los aceros empleados en la
industria médica se encuentran comúnmente los siguientes:
 17-4
 304

 AISI316
 AISI316L
 455
 589
Muchos de éstos pueden ser sometidos a un tratamiento térmico con el fin de modificar sus
cualidades físicas. Por ejemplo, el acero inoxidable 17-4 puede ser tratado al calor, por una
duración determinada, con el fin de lograr cierto grado de dureza y así, hacer que el objeto
funcione adecuadamente por más largo tiempo. Es importante que las condiciones sean
controladas, desde la temperatura y tiempo de horneado, hasta la limpieza de la atmósfera
del horno y del acero en sí. La dureza del acero inoxidable puede ser medida en la escala
Brinell, Rockwell u otras.
Adicionalmente, una capa pasiva puede ser aplicada para la inhibición del óxido o de
reacciones con algún elemento, mas no siempre es el caso pues no siempre es ni necesario
ni requerido, por razones de costo o porque no todos los aceros inoxidables pueden ser
tratados.
[editar] Acero inoxidable serie 200
Durante la Segunda Guerra Mundial, una gran falta de níquel llevó a un grupo de
científicos a buscar otras vías para fabricar acero inoxidable con un menor contenido de
níquel. Se desarrollaron nuevas calidades (el acero inoxidable serie 200) que quedaron en
espera al finalizar el conflicto bélico. Este acero tiene propiedades amagnéticas como el
acero inoxidable 304, pero propiedades muy diferentes en cuanto a corrosión.

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