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(latín bajo aciario, del latín clásico aceros, punto)
Aleación de hierro y carbono con un contenido de carbono inferior al 1,8%, capaz de adquirir, por tratamiento mecánico y térmico, propiedades muy variadas.
ARQUITECTURA
acero en construccion
Después de 1889 (fecha de una Exposición Universal, en París, que marca el canto del cisne del «siglo de hierro»), el hierro remachado, cortado y decorado será sustituido por el acero, primero para la estructura revestida de los rascacielos o para reforzar el hormigón. El uso para puentes fue autorizado en 1891: Louis Jean Résal lo utilizó enrollado, en el puente de Mirabeau (1894), y moldeado, en el puente Alexandre-III (1898), en París.
La obtención de aceros especiales e inoxidables (1927) y el montaje por soldadura autógena (1928) conducen, gracias a una ganancia de peso y mano de obra, a una expresión arquitectónica donde el metal y el vidrio expresan su rigor. , de la casa del pueblo de Clichy (Beaudouin y Lods , 1937) al Centro Pompidou y la tendencia high-tech. Con Mies van der Rohe o J. Prouvé, el acero ha ganado un lugar importante en la construcción de edificios altos. Más específicas aún son las láminas, planas o curvas (la americana R. B. Fuller), y las tensas estructuras, aplicadas por René Sarger al pabellón francés de la Exposición de Bruselas (1958).
HISTORIA
En XIIIy s. aparecer primero altos hornos (país de Siegen) y hierro fundido, cuyo moldeado se está expandiendo en xviy s. Al final del xviiiy s., los metalúrgicos ingleses aplican a gran escala el proceso de obtención de acero fundido en el crisol para la fabricación de herramientas e inventan el encharcamiento (Henry Cort). La segunda mitad de xixy s. ve el descubrimiento y desarrollo de importantes procesos metalúrgicos para la industria del acero: el proceso Bessemer para convertir hierro fundido en acero (1855); proceso Martin para la refinación del acero en el horno de reverbero (1865), mejorado por el sistema de recuperación de calor de los hermanos Siemens; proceso de conversión de Thomas y Gilchrist (1878) en un medio básico, que permite tratar minerales de fósforo. Durante este mismo período se desarrollaron los hornos de electrodos eléctricos (Héroult, en 1900); los hornos de electrólisis ígnea para la fabricación de aluminio, estudiados por Sainte-Claire Deville; hornos de resistencia; finalmente, hornos de inducción de baja y alta frecuencia. El conocimiento de los metales y aleaciones adquiere un carácter teórico y científico con la obra de Réaumur (1722); pero es al final de xixy s. y al principio de XXy s. que se desarrolla la ciencia metalográfica, gracias a Osmond, Werth, Le Chatelier, Chevenard, Guillet, Chaudron en Francia, Roberts-Austen, MacCance en Inglaterra, Martens, Maurer en Alemania, etc. Los fenómenos de tratamiento térmico se conocen mejor y se crean nuevas aleaciones.
La preparación de metales cada vez más puros avanza XXy s. gracias a los nuevos métodos de refinado : métodos físicos (sublimación, destilación), métodos químicos (procesos Mond, Van Arkel, Kroll), métodos electroquímicos (cobre y aluminio). Los materiales de máxima pureza (silicio, germanio, en particular) se producen utilizando el método de fusión por zonas desarrollado por W. G. Pfann.
La industria siderúrgica experimentó, un siglo después de su primera revolución, un segundo período de rápida y profunda transformación con la aparición del soplado con aire enriquecido con oxígeno, ahora de uso universal. Permite el procesamiento de grandes capacidades de hierro fundido y la producción de aceros de alta pureza.
TÉCNICO
La mayor parte del acero se produce mediante el refinado de hierro fundido, pero también mediante la refundición de chatarra recuperada y, en cantidades limitadas, mediante la reducción directa del mineral. (→ industria siderúrgica).
La estructura y propiedades de los aceros dependen del contenido en carbono, de la presencia o no de elementos de adición (aceros aleados, aceros ordinarios) y de los tratamientos térmicos (templado, recocido, revenido) o tratamientos físico-químicos a los que se someten. En estado recocido, la constitución de los aceros viene dada por el diagrama hierro-carbono (→ hierro). La ferrita (solución sólida muy limitada de carbono en hierro α) es un componente maleable con baja dureza en aceros de bajo carbono (0,10%). Cuando aumenta el contenido de carbono, aparece la perlita, formada por ferrita y carburo de hierro. Fe3contra, muy dura (cementita). Por enfriamiento directo de los aceros ordinarios, la austenita (solución sólida de carbono en hierro γ) no puede mantenerse a temperatura ambiente; se forma un componente metaestable muy duro, martensita: el acero se vuelve duro pero poco deformable y quebradizo. Al templarse, la martensita se descompone en un agregado muy fino, la órbita s, formada por ferrita y cementita. Por enfriamiento atenuado o isotérmico se obtienen otros constituyentes: troostita y bainita. Los aceros se utilizan a partir de lingotes ya sea en forma moldeada (fundición) o en forma de productos obtenidos por conformado mecánico (acero forjado, laminado, hilado, trefilado, trefilado, estampado, estampado, sinterizado, etc.).
Según la composición química, se pueden distinguir dos grandes grupos de calidades de acero: aceros ordinarios sin alear (contenido de carbono inferior al 1%) y aceros aleados, subdivididos en aceros de baja aleación (ningún elemento adicional alcanza el 5%) y aceros de alta aleación. aceros, o aceros especiales (un elemento tiene un contenido superior al 5%). Los elementos de adición conducen a cambios en la estructura (el níquel y el manganeso amplían el rango de la austenita, el cromo y el silicio el de la ferrita), la constitución química (el tungsteno y el vanadio, en un alto contenido, forman carburos), el equilibrio del diagrama (que juega un papel importante en el calor). tratos).
los níquel a bajo contenido (0,5 a 5%) mejora la templabilidad y aumenta las características mecánicas; en alto contenido (hasta 50%), mejora la resistencia a la corrosión. los cromo (del 1 al 6%) favorece la templabilidad y las características mecánicas; 10 a 20% hace que el acero sea inoxidable y 25% lo hace refractario. los silicio (hasta un 2%) aumenta la elasticidad y resiliencia (muelles) y reduce las pérdidas magnéticas (láminas de transformador). los manganeso al 2% favorece el temple (acero indeformable) y al 13% otorga una notable resistencia al impacto y al desgaste. los tungsteno (hasta el 18%) forma carburos duros que dan una alta resistencia al desgaste.
Las principales clases de aplicación de los aceros son: aceros estructurales (aceros ordinarios o aceros más a menudo aleados con cromo, níquel, molibdeno); aceros para herramientas; aceros inoxidables, clasificados según su estructura en aceros martensíticos (0,4% C y 12 a 16% Cr), aceros ferríticos (< 0,3% C, 16 a 30% Cr) y aceros austeníticos (18% Cr, 8% Ni, < 0,10 %C); aceros resistentes al calor, con alta resistencia a la oxidación, corrosión y fluencia, y, para aplicaciones específicas, aceros para cojinetes (2% Cr) y aceros de imanes permanentes (hasta 30% de cobalto, con adiciones de tungsteno y cromo).
Producción
La producción mundial es ahora de alrededor de 1.340 millones de toneladas. Se ha multiplicado por más de seis desde la Segunda Guerra Mundial, pero la progresión se ha ralentizado considerablemente desde mediados de los años 80, en relación con la situación económica, el auge también de productos sustitutivos más ligeros como el aluminio o los plásticos. Cinco países (China, Japón, Estados Unidos, Rusia y Alemania) concentran más de la mitad de la producción mundial, pero no son, con la posible excepción de China, los más dinámicos. Las décadas de 1970 y 1980 vieron el surgimiento de nuevos productores, asiáticos (Turquía, Taiwán y especialmente Corea del Sur) o sudamericanos (especialmente Brasil). Este cambio (parcial) en la geografía de la producción está ligado a cambios en las condiciones de producción.
Utilizando materias primas pesadas (esencialmente mineral de hierro y coque o carbón), que requerían fuertes inversiones, la industria del acero se estableció por primera vez en o cerca de los depósitos (sobre el carbón en los Apalaches y en el Ruhr, sobre el hierro en Lorena). El desarrollo del transporte masivo, especialmente marítimo, la evolución de las técnicas de producción, el uso de minerales de hierro cada vez más ricos han facilitado la diversificación espacial, beneficiando esencialmente a los sitios costeros, lo que se llama la industria del acero en el agua, reemplazando a veces los viejos centros y luego provocando el declive de las antiguas regiones industriales, como los mencionados anteriormente. En términos más generales, las ganancias de productividad han provocado en todas partes importantes reducciones de personal. A principios de 2008 se lanzaron los primeros contratos de acero en los mercados de futuros, a pesar de la hostilidad de los productores, con ArcelorMittal, el mayor productor mundial, a la cabeza.
