Visita Wikilingue.com

Acer

De Wikipedia, l'enciclopèdia lliure

Para altres usos d'aquest terme, vegeu Acer (desambiguació).
Puente fabricat en acer.

El acer és un aliatge de ferro i carboni, on el carboni no supera el 2,1% en pes[1] de la composició de l'aliatge, aconseguint normalment percentatges entre el 0,2% i el 0,3%. Percentatges majors que el 2,0% de carboni donen lloc a les foses, aliatges que en ser trencadisses i no poder-se forjar —a diferència dels acers—, es modelen.

La definició anterior, no obstant això, se circumscriu als acers al carboni en els quals aquest últim és l'únic aleante o els altres presents ho estan en quantitats molt petites doncs de fet existeixen multitud de tipus d'acer amb composicions molt diverses que reben denominacions específiques en virtut ja sigui dels elements que predominen en la seva composició (acers al silici), de la seva susceptibilitat a certs tractaments (acers de cementació), d'alguna característica potenciada (acers inoxidables) i fins i tot en funció del seu ús (acers estructurals). Usualment aquests aliatges de ferro s'engloben sota la denominació genèrica de acers especials, raó per la qual aquí s'ha adoptat la definició dels comuns o "al carboni" que amén de ser els primers fabricats i els més empleats,[2] van servir de base pels altres. Aquesta gran varietat d'acers va portar a Siemens a definir l'acer com «un compost de ferro i una altra substància que incrementa la seva resistència».[3]

Per la varietat ja apuntada i per la seva disponibilitat —els seus dos elements primordials abunden en la naturalesa facilitant la seva producció en quantitats industrials[4]— els acers són els aliatges més utilitzats en la construcció de maquinària, einas, edificis i obres públiques, havent contribuït a l'alt nivell de desenvolupament tecnològic de les societats industrialitzades.[5] No obstant això, en certs sectors, com la construcció aeronàutica, l'acer amb prou feines s'utilitza a causa que és un material molt dens, gairebé tres vegades més dens que el alumini (7850 kg/m³ de densitat enfront dels 2700 kg/m³ de l'alumini).

Contingut

Historia

[[Arxiu:Bessemer Converter Sheffield.jpg|thumb|Històric [[Convertidor Thomas i Bessemer|forn Bessemer[["

Article principal: Historia de la siderúrgia

Encara que no es tenen dades precises de la data en la qual es va descobrir la tècnica de fondre mineral de ferro per produir un metall susceptible de ser utilitzat, els primers utensilis d'aquest metall descoberts pels arqueòlegs a Egipte daten de l'any 3000 a. C. També se sap que abans d'aquesta època s'empraven adorns de ferro.

L'acer era conegut en l'antiguitat, i potser va poder haver estat produït pel mètode de boomery —fosa de ferro i els seus òxids en una xemeneia de pedra o altres materials naturals resistents a la calor, i en el qual es bufa aire— perquè el seu producte, una massa porosa de ferro (bloom) contingués carbó.[6]

Alguns dels primers acers provenen de l'Est d'Àfrica, datats prop de 1400 a. C. [7]

Al segle IV a. C. armes com la falcata van ser produïdes en la península Ibèrica.

La Xinesa antiga sota la dinastia Han, entre el 202 a. C. i el 220 d. C., va crear acer en fondre ferro forjat juntament amb ferro colat, obtenint així el millor producte de carbó intermedi, l'acer, entorn del segle I a. C.[8][9]

Juntament amb els seus mètodes originals de forjar acer, els xinesos també van adoptar els mètodes de producció per a la creació de acer wootz, una idea importada de Índia a Xina cap al segle V[10]

L'acer wootz va ser produït a Índia i a Sri Lanka des d'aproximadament l'any 300 a. C. Aquest primerenc mètode utilitzava un forn de vent, bufat pels monsons.[11]

També conegut com a acer Damasc, l'acer wootz és famós per la seva durabilitat i capacitat de mantenir un tall. Originalment va ser creat d'un nombre diferent de materials, incloent traces d'altres elements en concentracions menors a 1000 parts per milió o 0,1% de la composició de la roca. Era essencialment un complicat aliatge amb ferro com el seu principal component. Estudis recents han suggerit que en la seva estructura s'incloïen nanotubos de carboni, la qual cosa potser expliqui algunes de les seves qualitats llegendàries; encara que tenint en compte la tecnologia disponible en aquest moment van ser probablement produïts més per casualitat que per disseny.[12]

El acer crucible (Crucible steel) —basat en diferents tècniques de produir aliatges d'acer emprant calor lenta i refredant ferro pur i carbó— va ser produït en Merv entre el segle IX i el segle X.

A Xina, sota la dinastia Song del segle XI, hi ha evidència de la producció d'acer emprant dues tècniques: una d'un mètode "berganesco" que produïa un acer de qualitat inferior per no ser homogeni, i un precursor del modern mètode Bessemer el qual utilitzava una descarbonización a través de repetits forjats baix abruptes refredaments (cold blast).[13]

Gravat que mostra el treball en una forja en la Edat Mitjana.

El ferro per a ús industrial va ser descobert cap a l'any 1500 a. C., en Medzamor, prop de Erevan, capital de Armènia i de la muntanya Ararat.[14] La tecnologia del ferro es va mantenir molt temps en secret, difonent-se extensament cap a l'any 1200 a. C.

Els artesans del ferro van aprendre a fabricar acer escalfant ferro forjat i carbó vegetal en recipients de argila durant diversos dies, amb el que el ferro absorbia suficient carboni per convertir-se en acer autèntic.

Les característiques conferides per la templabilidad no consta que fossin conegudes fins a la Edat Mitjana, i fins a l'any 1740 no es va produir el que avui dia denominem acer.

Els mètodes antics per a la fabricació de l'acer consistien a obtenir ferro dolç en el forn, amb carbó vegetal i tir d'aire. Una posterior expulsió de les escòries per martellejo i carburació del ferro dolç per cementarlo. Després es va perfeccionar la cementació fonent l'acer cementado en gresolés d'argila i en Sheffield (Anglaterra) es van obtenir, a partir de 1740, acers de gresol.[5]

Va ser Benjamin Huntsman el que va desenvolupar un procediment per fondre ferro forjat amb carboni, obtenint d'aquesta forma el primer acer conegut.

En 1856, Sir Henry Bessemer, va fer possible la fabricació d'acer en grans quantitats, però el seu procediment ha caigut en desús, perquè solament podia utilitzar ferro que contingués fòsfor i sofre en petites proporcions.

En 1857, Sir William Siemens va idear un altre procediment de fabricació industrial de l'acer, que en l'actualitat ha caigut en desús, el procediment Martin Siemens, per descarburación de la fosa de ferro dolç i òxid de ferro, escalfant amb oli, gas de coque, o una barreja dóna gas d'alt forn i de coque. Siemens havia experimentat en 1878 amb la electricitat per escalfar els forns d'acer, però va anar el metal·lúrgic francès Paul Héroult —coinventor del mètode modern per fondre alumini— qui va iniciar en 1902 la producció comercial de l'acer en forns elèctrics a arc.

El mètode d'Héroult consisteix a introduir en el forn ferralla d'acer de composició coneguda fent saltar un arc elèctric entre la ferralla i uns grans elèctrodes de carboni situats en el sostre del forn.

En 1948 s'inventa el procés de l'oxigen bàsic L-D. Després de la segona guerra mundial es van iniciar experiments a diversos països amb oxigen pur en lloc d'aire per als processos de refinat de l'acer. L'èxit es va aconseguir a Àustria en 1948, quan una fàbrica d'acer situada prop de la ciutat de Linz, Donawitz va desenvolupar el procés de l'oxigen bàsic o L-D.

En 1950 s'inventa el procés de bugada contínua que s'usa quan es requereix produir perfils laminats d'acer de secció constant i en grans quantitats. El procés consisteix a col·locar un motlle amb la forma que es requereix sota un gresol, el que amb una vàlvula pot anar dosant material fos al motlle. Per gravetat el material fos pansa pel motlle, el que està refredat per un sistema d'aigua, en passar el material fos pel motlle fred es converteix en pastoso i adquireix la forma del motlle. Posteriorment el material és conformat amb una sèrie de corrons que al mateix temps ho arrosseguen cap a la part exterior del sistema. Una vegada conformat el material amb la forma necessària i amb la longitud adequada el material es talla i emmagatzema.

En l'actualitat s'utilitzen alguns metalls i metal·loides en forma de ferroaleaciones, que, units a l'acer, li proporcionen excel·lents qualitats de duresa i resistència.[15]


Actualment, el procés de fabricació de l'acer, es completa mitjançant l'anomenada Metal·lúrgia Secundària. En aquesta etapa, s'atorguen a l'acer líquid les propietats químiques, temperatura, contingut de gasos, nivell d'inclusions i impureses desitjats. La unitat més comuna de Metal·lúrgia Secundària és el Forn Cullera. L'acer aquí produït està llest per ser posteriorment colat, en forma convencional o en bugada contínua.

L'ús intensiu que té i ha tingut l'acer per a la construcció d'estructures metàl·liques ha conegut grans èxits i rotunds fracassos que almenys han permès l'avanç de la ciència de materials. Així, el 7 de novembre de 1940 el món va assistir al col·lapse del pont Tacoma Narrows en entrar en ressonància amb el vent. Ja durant els primers anys de la Revolució Industrial es van produir trencaments prematurs d'eixos de ferrocarril que van portar a William Rankine a postular la fatiga de materials i durant la Segona Guerra Mundial es van produir alguns enfonsaments imprevists dels cargueros nord-americans Liberty al fragilizarse l'acer pel mer descens de la temperatura,[16] problema inicialment atribuït a les soldadures.

En moltes regions del món, l'acer és de gran importància per a la dinàmica de la població, indústria i comerç.

Característiques mecàniques i tecnològiques de l'acer

Fitxer:StabilityKip.svg
Representació de la inestabilitat lateral sota l'acció d'una força exercida sobre una biga d'acer.

Encara que és difícil establir les propietats físiques i mecàniques de l'acer a causa que aquestes varien amb els ajustos en la seva composició i els diversos tractaments tèrmics, químics o mecànics, amb els quals poden aconseguir-se acers amb combinacions de característiques adequades per a infinitat d'aplicacions, es poden citar algunes propietats genèriques:

Normalització de les diferents classes d'acer

Clau d'acer aleado per a eines o acer al crom-vanadi.

Com existeix una varietat molt gran de classes d'acer diferents que es poden produir en funció dels elements aleantes que constitueixin l'aliatge, s'ha imposat, a cada país, en cada fabricant d'acer, i en molts casos en els majors consumidors d'acers, unes Normes que regulen la composició dels acers i les prestacions dels mateixos.

Per exemple a Espanya actualment estan regulats per la norma UNE-EN 10020:2001 i antigament estaven regulades per la norma UNEIX-36010, ambdues editades per AENOR.[21]

Existeixen altres normes reguladores de l'acer, com la classificació de AISI (de fa 70 anys, i d'ús molt més extens internacionalment), ASTM,[22] DIN, o la ISO 3506.

Vegeu també: UNEIX-36010

Formació de l'acer. Diagrama ferro-carboni (Fe-C)

Fases del aliatge de ferro-carboni

Austenita (ferro-ɣ. dur)
Ferrita (ferro-α. tou)
Cementita (carbur de ferro. Fe3C)
Perlita (88% ferrita, 12% cementita)
Ledeburita (ferrita - cementita eutectica, 4,3% carboni)
Bainita
Martensita

Tipus d'acer

Acer al carboni (0,03-2,1% C)
Acer tallin (per a intempèrie)
Acer inoxidable (aleado amb crom)
Acer microaleado («HSLA», baix aliatge alt resistència)
Acer ràpid (molt dur, tractament tèrmic)

Altres aliatges Fe-C

Ferro dolç (pràcticament sense carboni)
Fosa (>2,1% C)
Fosa dúctil (grafit esferoïdal)

En el diagrama d'equilibro, o de fases, Fe-C es representen les transformacions que sofreixen els acers al carboni amb la temperatura, admetent que l'escalfament (o refredament) de la barreja es realitza molt lentament de manera que els processos de difusió (homogeneïtzació) tenen temps per completar-se. Aquest diagrama s'obté experimentalment identificant els punts crítics —temperatures a les quals es produeixen les successives transformacions— per mètodes diversos.

Microconstituyentes

El ferro pur presenta tres estats alotrópicos a mesura que s'incrementa la temperatura des de l'ambient:

A major temperatura el ferro es troba en estat líquid.

Si s'afegeix carboni al ferro, els seus àtoms podrien situar-se simplement en els instersticios de la xarxa cristal·lina d'aquest últim; no obstant això en els acers apareix combinat formant carbur de ferro (Fe3C), és a dir, un compost químic definit i que rep la denominació de cementita de manera que els acers al carboni estan constituïdes realment per ferrita i cementita.

Transformació de l'austenita

Fitxer:Diagrama Fe C zona dels acers.svg
Zona dels acers (fins a 2% de carboni) del diagrama d'equilibri metastable ferro-carboni. Atès que en els acers el carboni es troba formant carbur de ferro s'han inclòs en abcisas les escales dels percentatges en pes de carboni i de carbur de ferro (en blau).

El diagrama de fases Fe-C mostra dues composicions singulars:

L'existència de l'eutectoide permet distingir dos tipus d'aliatges d'acer:

Altres microconstituyentes

Les microestructures bàsiques descrites (perlíticas) són les obtingudes refredant lentament acers al carboni, no obstant això modificant les condicions de refredament (base dels tractaments tèrmics) és possible obtenir estructures cristal·lines diferents:

Antany es van identificar també la sorbita i la troostita que han resultat ser en realitat perlitas de molt petita distància interlaminar pel que aquestes denominacions han caigut en desús.

Altres elements en l'acer

Elements aleantes de l'acer i millores obtingudes amb l'aliatge

Encara que la composició química de cada fabricant d'acers és gairebé secreta, certificant als seus clients solament la resistència i duresa dels acers que produeixen, sí es coneixen els compostos agregats i els seus percentatges admissibles.[24] [25]

Acereria. Noti's la tonalitat de l'abocament.

Els percentatges de cadascun dels aleantes que poden configurar un tipus determinat d'acer estan normalitzats.

Impureses en l'acer

Es denomina impureses a tots els elements indesitjables en la composició dels acers. Es troben en els acers i també en les foses com a conseqüència que estan presents en els mineralés o els combustibles. Es procura eliminar-les o reduir el seu contingut a causa que són perjudicials per a les propietats del aliatge. En els casos en els quals eliminar-les resulti impossible o sigui massa costós, s'admet la seva presència en quantitats mínimes.

Es controla la presència de sulfur mitjançant l'agregat de manganès. El manganès té major afinitat pel sofre que el ferro pel que en lloc de FES es forma MnS que té alt punt de fusió i bones propietats plàstiques. El contingut de Mn ha de ser aproximadament cinc vegades la concentració de S perquè es produeixi la reacció.
El resultat final, una vegada eliminats els gasos causants, és una fosa menys porosa, i per tant de major qualitat.
Encara que es considera un element perjudicial, la seva presència és positiva per millorar la maquinabilidad en els processos de mecanitzat. Quan el percentatge de sofre és alt pot causar porus en la soldadura.
Encara que es considera un element perjudicial en els acers, perquè redueix la ductilitat i la tenacitat, fent-ho trencadís, de vegades s'agrega per augmentar la resistència a la tensió i millorar la maquinabilidad.

Desgast

És la degradació física (pèrdua o guany de material, aparició d'esquerdes, deformació plàstica, canvis estrucuturales com a transformació de fase o recristalización, fenòmens de corrosió, etc.) a causa del moviment entre la superfície d'un material sòlid i un o diversos elements de contacte.[26]

Tractaments de l'acer

Tractaments superficials

A causa de la facilitat que té l'acer per oxidarse quan entra en contacte amb l'atmosfera o amb l'aigua, és necessari i convenient protegir la superfície dels components d'acer per protegir-los de la oxidació i corrosió. Molts tractaments superficials estan molt relacionats amb aspectes embellecedores i decoratius dels metalls.

Els tractaments superficials més usats són els següents:

Tractaments tèrmics

Article principal: Tractament tèrmic
Rodament d'acer temperat

Un procés de tractament tèrmic adequat permet augmentar significativament les propietats mecàniques de duresa, tenacitat i resistència mecànica de l'acer. Els tractaments tèrmics canvien la microestructura del material, amb el que les propietats macroscòpiques de l'acer també són alterades.

Els tractaments tèrmics que poden aplicar-se a l'acer sense canviar en la seva composició química són:

Els tractaments termoquímics són tractaments tèrmics en els quals, a més dels canvis en l'estructura de l'acer, també es produeixen canvis en la composició química de la capa superficial, afegint diferents productes químics fins a una profunditat determinada. Aquests tractaments requereixen l'ús d'escalfament i refredament controlats en atmosferes especials. Entre els objectius més comuns d'aquests tractaments estan augmentar la duresa superficial de les peces deixant el nucli més tou i tenaç, disminuir el fregament augmentant el poder lubrificant, augmentar la resistència al desgast, augmentar la resistència a fatiga o augmentar la resistència a la corrosió.

Entre els factors que afecten als processos de tractament tèrmic de l'acer es troben la temperatura i el temps durant el qual s'exposa a aquestes condicions al material. Un altre factor determinant és la forma en la qual l'acer torna a la temperatura ambienti. El refredament del procés pot incloure la seva immersió en oli o l'ús de l'aire com a refrigerant.

El mètode del tractament tèrmic, incloent el seu refredament, influeix que l'acer prengui les seves propietats comercials.

Segons aquest mètode, en alguns sistemes de classificació, se li assigna un prefix indicatiu del tipus. Per exemple, l'acer O-1, o A2, A6 (o S7) on la lletra "O" és indicatiu de l'ús de oli (de l'anglès: oil quenched), i "A" és la inicial de aire; el prefix "S" és indicatiu que l'acer ha estat tractat i considerat resistent al copejo (Xoc resistant).

Mecanitzat de l'acer

Acer laminat

Article principal: Acer laminat

L'acer que s'utilitza per a la construcció d'estructures metàl·liques i obres públiques, s'obté a través de la laminación d'acer en una sèrie de perfils normalitzats d'acord a les Normes Tècniques d'Edificació.

El procés de laminatge consisteix a escalfar prèviament els lingots d'acer fos a una temperatura que permeti la deformació del lingot per un procés d'estiramiento i escalaborni que es produeix en una cadena de cilindres a pressió anomenat tren de laminación. Aquests cilindres van formant el perfil desitjat fins a aconseguir les mesures que es requereixin. Les dimensions de l'acer que s'aconsegueix no tenen toleràncies molt ajustades i per això moltes vegades als productes laminats cal sotmetre'ls a fases de mecanitzat per ajustar la seva tolerància.

Acer forjat

Article principal: Acer forjat
Biela motor d'acer forjat

La forja és el procés que modifica la forma dels metalls per deformació plàstica quan se sotmet a l'acer a una pressió o a una sèrie continuada d'impactes. La forja generalment es realitza a altes temperatures perquè així es millora la qualitat metal·lúrgica i les propietats mecàniques de l'acer.

El sentit de la forja de peces d'acer és reduir al màxim possible la quantitat de material que ha d'eliminar-se de les peces en els seus processos de mecanitzat. En la forja per estampació la fluencia del material queda limitada a la cavitat de l'estampa, composta per dues matrius que tenen gravada la forma de la peça que es desitja aconseguir.

Acer corrugado

Article principal: Acer corrugado

El acer corrugado és una classe d'acer laminat usat especialment en construcció, per armar formigó armat, i fonamentacions d'obra civil i pública, es tracta de barres d'acer que presenten resaltos o corrugas que milloren l'adherència amb el formigó està dotat d'una gran ductilitat, la qual permet que a l'hora de tallar i doblegar no sofreixi danys, i té una gran soldabilidad, tot això perquè aquestes operacions resultin més segures i amb una menor despesa energètica.

Malla d'acer corrugado

Les barres d'acer corrugado, estan normalitzades, per exemple a Espanya les regulen les normes (UNEIX 36068:1994- UNEIX 36065:2000 –UNEIX36811:1996)

Les barres d'acer corrugados es produeixen en una gamma de diàmetres que van de 6 a 40 mm, en la qual se cita la secció en cm2 que cada barra té així com el seu pes en kg. Les barres inferiors o iguals a 16 mm de diàmetre es poden subministrar en barres o rotllos, per a diàmetres superiors a 16 sempre se subministren en forma de barres.

Les barres de producte corrugado tenen unes característiques tècniques que han de complir, per assegurar el càlcul corresponent de les estructures de formigó armat. Entre les característiques tècniques destaquen les següents, totes elles es determinen mitjançant el assaig de tracció:

Estampat de l'acer

Porta automòbil encunyada i estampada
Article principal: Estampació de metalls

L'estampació de l'acer consisteix en un procés de mecanitzat sense arrencada d'encenall on a la planxa d'acer la hi sotmet per mitjà de premses adequades a processos d'embutición i estampació per a la consecució de determinades peces metàl·liques. Per a això en les premses es col·loquen els motlles adequats.

Troquelación de l'acer

Article principal: Troquelación

La troquelación de l'acer consisteix en un procés de mecanitzat sense arrencada d'encenall on es perforen tot tipus de forats en la planxa d'acer per mitjà de premses d'impactes on tenen col·locats els seus respectius encunys i matrius.

Mecanitzat tou

Torn paral·lel modern
Article principal: Mecanitzat

Les peces d'acer permeten mecanitzar-se en processos d'arrencada d'encenalls en màquines-eines (trepant, torn, fresadora, centres de mecanitzat CNC, etc.) després endurir-les per tractament tèrmic i acabar els mecanitzats per procediments abrasius en els diferents tipus de rectificadoras que existeixen.

Rectificat

El procés de rectificat permet obtenir molt bones qualitats d'acabat superficial i mesures amb toleràncies molt estretes, que són molt beneficioses per a la construcció de maquinària i equips de qualitat. Però la grandària de la peça i la capacitat de desplaçament de la rectificadora poden presentar un obstacle.

Mecanitzat dur

En ocasions especials, el tractament tèrmic de l'acer pot dur-se a terme abans del mecanitzat en processos d'arrencada d'encenalls, depenent del tipus d'acer i els requeriments que han de ser observats per determinada peça. Amb això, s'ha de prendre en compte que les eines necessàries per a aquests treballs han de ser molt forts per arribar a sofrir desgast precipitat en la seva vida útil. Aquestes ocasions peculiars, es poden presentar quan les toleràncies de fabricació són tan estretes que no es permeti la inducció de calor en tractament per arribar a alterar la geometria del treball, o també per causa de la mateixa composició del lot del material (per exemple, les peces s'estan encongint molt per ser tractades). En ocasions és preferible el mecanitzat després del tractament tèrmic, ja que l'estabilitat òptima del material ha estat aconseguida i, depenent de la composició i el tractament, el mateix procés de mecanitzat no és molt més difícil.

Mecanitzat per descàrrega elèctrica

Article principal: Electroerosió

En alguns processos de fabricació que es basen en la descàrrega elèctrica amb l'ús d'elèctrodes, la duresa de l'acer no fa una diferència notable.

Trepat profund

Article principal: Trepat profund

En moltes situacions, la duresa de l'acer és determinant per a un resultat reeixit, com per exemple en el trepat profund en procurar que un forat mantingui la seva posició referent a l'eix de rotació de la broca de carbur. O per exemple, si l'acer ha estat endurit per ser tractat tèrmicament i per un altre següent tractament tèrmic s'ha suavitzat, la consistència pot ser massa suau per beneficiar el procés, ja que la trajectòria de la broca tendirà a desviar-se.

Doblegat

El doblegat de l'acer que ha estat tractat tèrmicament no és molt recomanable doncs el procés de doblegat en fred del material endurit és més difícil i el material molt probablement s'hagi tornat massa trencadís per ser doblegat; el procés de doblegat emprant torxes o altres mètodes per aplicar calor tampoc és recomanable lloc que en tornar a aplicar calor al metall dur, la integritat d'est canvia i pot ser compromesa.

Armadura per a un pilar de secció circular.

Perfils d'acer

Article principal: L'acer i els seus perfils

Per al seu ús en construcció, l'acer es distribueix en perfils metàl·lics, sent aquests de diferents característiques segons la seva forma i dimensions i havent-se d'usar específicament per a una funció concreta, ja siguin bigas o pilarés. Un tipus d'acer laminat que s'utilitza per a les estructures de formigó armat són barres de diferents diàmetres amb uns ressaltis, que es diu acer corrugado.

Aplicacions

Bobina de cable d'acer trenat.

L'acer en les seves diferents classes està present de forma aclaparant en la nostra vida quotidiana en forma d'eines, utensilis, equips mecànics i formant part de electrodomèstics i maquinària en general així com en les estructuras de les habitatges que habitem i en la gran majoria dels edificis moderns. En aquest context existeix la versió moderna de perfils d'acer denominada Metalcón.

Els fabricants de mitjans de transport de mercaderies (camions) i els de maquinària agrícola són grans consumidors d'acer.

També són grans consumidors d'acer les activitats constructores d'índole ferroviari des de la construcció d'infraestructures viàries així com la fabricació de tot tipus de material rodant.

Un altre tant cal dir de la indústria fabricadora de armament, especialment la dedicada a construir armament pesat, vehicles blindats i cuirassats.

També consumeixen molt acer els grans drassanes constructors de vaixells especialment petroliers, i gasistes o altres bucs cisternas.

Com a consumidors destacats d'acer cal citar als fabricants d'automòbils perquè molts dels seus components significatius són d'acer.

A manera d'exemple cal citar els següents components del automòbil que són d'acer:

cal destacar que quan l'automòbil passa a desgüace per la seva antiguitat i deterioració se separen totes les peces d'acer, són convertides en ferralla i són reciclats de nou en acer mitjançant forns elèctrics i trens de laminación o peces de fosa de ferro.

Assajos mecànics de l'acer

Quan un tècnic projecta una estructura metàl·lica, dissenya una eina o una màquina, defineix les qualitats i prestacions que han de tenir els materials constituents. Com hi ha molts tipus d'acers diferents i, a més, es poden variar les seves prestacions amb tractaments tèrmics, s'estableixen una sèrie d'assajos mecànics per verificar principalment la duresa superficial, la resistència als diferents esforços que pugui estar sotmès, el grau d'acabat del mecanitzat o la presència d'esquerdes internes en el material , la qual cosa afecta directament al material doncs es poden produir fractures o fins a trencaments...

Hi ha dos tipus d'assajos, uns que poden ser destructius i uns altres no destructius.

Assajos no destructius

Duròmetre.

Els assajos no destructius són els següents:

Assajos destructius

Fitxer:Traction corbi.svg
Corba de l'assaig de tracció.

Els assajos destructius són els següents:

Tots els acers tenen estandarditzats els valors de referència de cada tipus d'assaig al que se li sotmet.[27]

Producció i consum d'acer

Evolució del consum mundial d'acer (2005)

El consum mundial de productes d'acer acabats en 2005 va registrar un augment d'aproximadament un 6% i supera actualment els mil milions de tones. L'evolució del consum aparent resulta summament dispar entre les principals regions geogràfiques. El consum aparent, exclosa Xina, va experimentar una caiguda de l'1,0% deguda, fonamentalment, a la notable disminució observada a Europa (EU25) i Amèrica del Nord. Xina, per contra, va registrar un increment del consum aparent del 23% i representa en l'actualitat pràcticament un 32% de la demanda mundial d'acer. A Europa (UE25) i Amèrica del Nord, després d'un any 2004 marcat per un significatiu augment dels estocs motivat per les previsions d'increment de preus, l'exercici 2005 es va caracteritzar per un fenomen de reducció d'estocs, registrant-se la següent evolució: -6% a Europa (UE25), -7% a Amèrica del Nord, 0,0% a Sud-amèrica, +5% en CEI, +5% a Àsia (exclosa Xina), +3% a Orient Mitjà.[28]

Producció mundial d'acer (2005)

Vegeu també: Annex:Producció d'acer per país
Europa
331
186
115
113
Amèrica del Nord i Centreamèrica
134
99,7
Sud-amèrica 45
32,9
Àsia 508
280
112
Resta del món 39,3
- Dades en milions de tonas.
- La CEI està composta per Rússia, Ucraïna,
Bielorússia, Moldàvia, Kazakhstan i Uzbekistan

La producció mundial d'acer brut en 2005 va ascendir a 1.129,4 milions de tones, la qual cosa suposa un increment del 5,9% pel que fa a 2004. Aquesta evolució va resultar dispar a les diferents regions geogràfiques. L'augment registrat es deu fonamentalment a les empreses siderúrgiques xineses, la producció de les quals es va incrementar en un 24,6%, situant-se en 349,4 milions de tones, la qual cosa representa el 31% de la producció mundial, enfront del 26,3% en 2004. Es va observar així mateix un increment, encara que més moderat, a Índia (+16,7%). Àsia produeix actualment la meitat de l'acer mundial, a pesar que la contribució japonesa s'ha mantingut estable. Paral·lelament, el volum de producció de les empreses siderúrgiques europees i nord-americanes es va reduir en un 3,6% i un 5,3% respectivament.

La distribució de la producció d'acer en 2005 va ser la següent segons xifres benvolgudes pel International Iron and Steel Institute (IISI) al gener de 2006:[29]

Principals fabricants mundials d'acer

«World Steel Dynamics»[30] va qualificar tretze siderúrgiques com a «Companyies Acereras de Classe Mundial», d'un total considerat de 70 companyies. Les tretze millors catalogades són les següents:


Pèrdues econòmiques en 2009

Al març del 2009, durant la crisi econòmica de 2008-2009, la producció de l'acer va descendir significativament en tots els mercats. A Europa el descens va ser de 44% i a Estats Units d'un 52%. Gairebé totes les empreses siderúrgiques, han pronosticat pèrdues, incloses les xineses que havien augmentat la seva producció a principis de 2009. Una de les raons és la sobreproducció de les siderúrgiques a causa de l'anunci de l'estímul xinès, donant lloc a estocs en les indústries. A Estats Units la poca demanda d'acer és acusat per la disminució en les vendes del sector de l'automòbil.[44] La Associació Mundial de l'Acer, va pronosticar una caiguda de 14,9% en la producció mundial d'acer, amb una possible recuperació en 2010.[45]

Reciclatge de l'acer

Fitxer:Steel recycling belis.jpg
Compactes de ferralla

Tots els metalls, i l'acer entre ells, tenen una propietat que des del punt de vista mediambiental és molt bona: poden ser reciclats una vegada que el seu ús inicial ha arribat al seu terme.

D'aquesta manera totes les màquines, estructures, vaixells, automòbils, trens, etc., es desballesten al final de la seva vida útil i se separen els diferents materials que els componen, originant unes deixalles seleccionades que es coneixen amb el nom de ferralla.

Aquesta ferralla es premsa i es fan grans compactes a les zones de desballestament que s'envien novament a les acereries, on s'aconsegueixen de nou nous productes siderúrgics, tant acers com a foses. S'estima que la ferralla reciclada cobreix el 40% de les necessitats mundials d'acer (xifra de 2006).

L'acer es pot obtenir a partir de mineral (cicle integral) en instal·lacions que disposen d'Alts Forns o partint de ferralles fèrriques (cicle electrosiderúrgico) en Forns Elèctrics.

Les ferralles seleccionades contingudes en la cistella de càrrega s'introdueixen en el forn elèctric per la seva banda superior, en unió d'agents reactius i escorificantes, desplaçant la volta giratòria del mateix. Es fon la ferralla d'una o diverses càrregues per mitjà de corrent elèctric fins a completar la capacitat del forn. Aquest acer és el que va a constituir una bugada. S'analitza el bany fos i es procedeix a un primer afino per eliminar impureses, fent un primer ajust de la composició química per addició de ferroaleaciones que contenen els elements necessaris.

Bugada contínua d'una acereria.

L'acer líquid obtingut es bolca en un recipient revestit de material refractari, denominat cullera de bugada. Aquest recipient fa de cuba d'un segon forn d'afino denominat (forn cullera) en el qual s'acaba de purificar l'acer, s'ajusta la seva composició química i s'escalfa a la temperatura adequada.

La cullera es porta sobre una màquina de bugada contínua, en que la seva artesa receptora aboca (cola) l'acer fos per l'orifici del fons o buza. L'artesa ho distribueix en diverses línies, cadascuna amb el seu motlle o lingotera, on es refreda de forma controlada per formar les palanquillas, que són els semiproductos de secció rectangular que se sotmetran a les operacions de forja i conformació subsegüents.[46]

En tot el procés de reciclat cal respectar les normes sobre prevenció de riscos laborals i les de caràcter mediambiental. En ser molt alt el consum d'electricitat, el funcionament del forn de fondre ha de programar-se fer-se quan la demanda d'electricitat és menor. D'altra banda, en l'entrada dels camions que transporten la ferralla a les indústries de reciclatge ha d'haver-hi detectors de radioactividad, així com en diferents fases del procés.

El comerç de ferralla és un bon negoci que subministra materials de segona mà per a la seva reutilització o reciclatge. La ferralla és un recurs important, sobretot perquè retalla la despesa de matèries primeres i el d'energia emprat en processos com la fabricació de l'acer.

En l'any 2006, a causa del gran auge i gran demanda en el procés constructiu en edificació, el preu de l'acer s'està incrementant considerablement, suposant el cost de la ferralla d'acer un 20% del preu de mercat.

Com a precaució general en el maneig de ferralla cal prendre les mesures oportunes per no sofrir corts que provoquin ferides, ja que és altament infecciosa, produint la infecció del tètanus, per això el personal que maneja ferralla ha d'estar sempre vacunado contra aquesta infecció i així no sofrir els danys provocats pels corts que pugui sofrir. Qualsevol persona que sofreixi un tall amb un element d'acer, ha d'acudir a un Centre Mèdic perquè li vacunin contra el tètanus.

Vegeu també: Ferralla

Vegeu també

Bibliografia fonamental

Referències

  1. A mitjan el segle XX existien 2 versions del diagrama d'equilibri dels acers. En l'alemanya (o europea) la composició límit dels acers s'establia en l'1,7% de carboni mentre que en l'anglo-nord-americana (o americana) el límit s'establia en el 2,1%. Avui dia la fracció límit de carboni en els acers des del punt de vista metal·lúrgic s'estableix entorn del 2,1% de carboni. Cees van de Velde. «Iron Carbon diagrams over the Years». Consultat el 14 de juny de 2007.
  2. Aproximadament el 90% de l'acer comercialitzat és "al carboni".
    {{{nom}}}
    Àlbum de Morning Musume
    Publicació 15 de febrer de 2006
    Enregistrament 2005
    Gènere(s) J-Pop
    Durada 52:56
    Discogràfica Zetima
    Productor(és) Tsunku
    Cronologia de Morning Musume

    Ai no Dai 6 Kan

    {{{nom}}}

    7.5 Fuyu Fuyu Morning Musume Mini!

    Rainbow 7 és el títol del setè àlbum musical del grup Morning Musume, llançat pel segell Zetima el 15 de febrer de 2006 a Japó. Est és el primer àlbum en què es presenta a la membre de setena generació Koharu Kusumi.

    D'aquest àlbum es van llançar dues versions, diferents a les versions usuals de "Primera impressió". L'edició limitada conté un àlbum fotogràfic de 32 pàgines i un empaquetatge especial. Al moment d'anunciar-se les versions, es va dir que cada versió contindria un bonus track diferent, però a causa de problemes per part del manufacturador, la idea va ser abandonada.

    Llista de Cançons

    1. HOW DO YOU LIKE JAPAN?! Nihon wa Donna Kanji Dekka? (Què et sembla Japó?)
    2. THE MANPOWER!!! (La força laboral!!!)
    3. Aozora ga Itsumademo Tsuduku You na Mirai de Llauri! (Està el futur que, com el cel blau, prossegueix per sempre)
    4. Osaka Koi no Uta (La cançó de l'alegria d'Osaka)
    5. INDIGO BLUE LOVE (Amor blau indi)
    6. Rainbow Pink (Un rosat d'arcoiris)
    7. Iroppoi Jirettai (Sexy impaciència)
    8. Mushoku Toumei na Mama de (Mantente Incolor(a) i clar(a))
    9. Purple Wind (Vent porpra)
    10. Sayonara SEE YOU AGAIN Adéu BYE BYE Chaccha!
    11. Chokkan 2 Nogashita Sakana wa Ookii Zo! (Mattaku Sono Toori Remix) (Intuïció 2 - El peix que es va escapar era immens!)
    12. Joshi Kashimashi Monogatari 3 (El relat de les nenes bulliciosas)

    Crèdits

    • Hitomi Yoshizawa - Veu (totes les pistes menys 5 i 6)
    • Ai Takahashi - Veu (tota pista menys 5 i 6)
    • Asami Konno - Veu (tota pista menys 5 i 6)
    • Makoto Ogawa - Veu (tota pista menys 5 i 6)
    • Riure Niigaki - Veu (Tota pista menys 6 i 8)
    • Miki Fujimoto - Veu (tota pista menys 6 i 8)
    • Eri Kamei - Veu (tota pista menys 6 i 8)
    • Sayumi Michishige - Veu (tota pista menys 5 i 8)
    • Reina Tanaka - Veu (tota pista menys 6 i 8)
    • Koharu Kusumi - Veu (tota pista menys 2,4,5 i 8)
    • Kaori Iida - Veu en pista 2, sense crèdit
    • Mari Yaguchi - Veu en pistes 2 i 4, sense crèdit
    • Rika Ishikawa - Veu en pistes 2 i 4, sense crèdit
    • Tsunku - Compositors i cors
    • Akira - teclats, programació MIDI, cor
    • Hojin Egawa - Baix elèctric
    • Funky Sueyoshi - bateria
    • Ken Matsubara - Tots els instruments de la pista 2
    • Hideyuki "Daichi" Suzuki - guitarra, teclats i programació MIDI
    • Yoshnari Takegami - Arranjaments musical per a vents, saxo
    • Masanori Suzuki - trompeta
    • Masakki Ikeda - trombó
    • Eiji Taniguchi - clarinet
    • You Uchida - Cors
    • Hiroaki Takeuchi - cors
    • Atsuko Inaba - cors
    • Yuichi Takahashi - guitarra, teclats, programació MIDI, cors
    • Personal de la gira "Hello!Project Wonderful Hearts" - cors
    • Koji - guitarra elèctrica
    • Masayoshi Furukawa - guitarra acústica
    • Yasushi Sasamoto - sota elèctric
    • Kaoru Ookubo - teclats, programació MIDI
    • Taro Irie - sota elèctric
    • Makoto Katayama - guitarra
    • Shoichiro Hirata - teclats, programació MIDI
    • Toru Kinoshita - guitarra
    • Hiroshi Iida - percussió
    • Shunzuke Suzuki - teclats, programació MIDI, guitarra
    • Kotaro Egami - remezcla de pista 11
    • Hiroshi Imade - harmònica (bluesharp)
    • Shirou Tsubuyaki - tsubuyaki (murmuris)
  3. Diccionari Enciclopèdic Hispà-Americà, Tom I, Montaner i Simón Editors, Barcelona, 1887. p.265
  4. S'estima que el contingut en ferro de l'escorça terrestre és de l'ordre del 6% en pes [1], mentre que el carbó vegetal va poder fàcilment obtenir-se de les masses forestals per a l'elaboració de l'acer pel procediment de la forja catalana. La industrialització de l'acer va comportar la substitució del carbó vegetal pel mineral l'abundància del qual en l'escorça terrestre s'estima al voltant del 0,2% [2].
  5. 5,0 5,1 Plantilla:Cita lliuro
  6. «Early iron in Xina, Korea, and Japan». Consultat el 2007-02-28.
  7. Civilizations in Africa: The Iron Age South of the Sahara
  8. Needham, Volume 4, Part 3, 563 g
  9. Gernet, 69.
  10. Needham, Volume 4, Part 1, 282.
  11. G. Juleff (1996). «An ancient wind powered iron smelting technology in Sri Lanka» Nature. Vol. 379. pàg. 60-63. DOI 10.1038/379060a0.
  12.  «Sharpest cut from nanotube sword: Carbon nanotech may have given swords of Damascus their edge» Nature. Consultat el 2006-11-17.
  13. Robert Hartwell, 'Markets, Technology and the Structure of Enterprise in the Development of the Eleventh Century Chinese Iron and Steel Industry' Journal of Economic History 26 (1966). pàg. 53-54
  14. Museu de la metal·lúrgia Elgóibar
  15. Museu de la Metal·lúrgia Elgóibar
  16. Constance Tripper, del Departament d'Enginyeria de la Universitat de Cambridge, va determinar que els trencaments en el casc dels cargueros Liberty es van deure al fet que l'acer va ser sotmès a temperatura suficientment baixa perquè mostrés comportament fràgil i establint en conseqüència l'existència d'una temperatura de transició dúctil-fràgil.
  17. Informació sobre el punt de fusió de l'acer
  18. Temperatures aproximades de fusió i ebullició de l'acer
  19. Dades de resistividad d'alguns materials (en anglès)
  20. Taula de perfils IPN normalitzats
  21. Norma UNEIX 36010
  22. Pàgina web oficial de l'ASTM en espanyol
  23. Convencionalment al subíndex del punt crític acompanya una lletra que indica si la temperatura s'ha determinat durant el refredament (r, del francès refroidissement) o l'escalfament (c, del francès chauffage) ja que per fenòmens de histèresis els valors numèrics difereixen.
  24. Taula dels percentatges admissibles de vuit components en els acers normalitzats AISI/SAE
  25. Acers aleados
  26. [Anotacions de Pràctiques de Tecnologia de Materials. Pràctica de Tribología. Escola Tècnica Superior d'Enginyers. Sevilla]
  27. Plantilla:Cita lliuro
  28. Informe anual d'Arcelor
  29. Informe anual d'Arcelor
  30. World Steel Dynamics
  31. Pàgina web del Grup Celsa
  32. Pàgina web de Nucor
  33. Pàgina web de Corus
  34. Pàgina web de Gerdau
  35. Pàgina web de Baosteel
  36. Pàgina web d'O.S.Steel
  37. Pàgina web d'ArcelorMittal
  38. Pàgina web de Thyseenkrupp
  39. Pàgina web de Severstal
  40. Pàgina web de Xina Steel
  41. Pàgina web de Nippon Steel
  42. Pàgina web de Tata steel
  43. Pàgina web de Posco
  44. Robert Guy Matthews (24-4-2009). «La indústria de l'acer preveu més pèrdues enmig d'una sobreproducció». The Wall Street Journal. Consultat el 28 d'abril de 2 009.
  45. 2009: cau 15% la demanda demanda mundial d'acer. Mercat.com.ar (28-3-2009). Consultat el 29 d'abril de 2009.
  46. Procés de reciclatge de la ferralla

Enllaços externs

Commons

Wikcionario


dóna:Stålaneu:Baixamwl:Açovaig veure:Thépjo:Irin