Clasificación de los materiales: metales, hierro y aceros
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Clasificación de los materiales
Hay dos grandes grupos, los metálicos (su base fundamental está construida por un metal) y no metálicos (están formados por aquellos en los que un metal no interviene como material fundamental en su composición).
Metales férricos
El componente principal es el hierro. Representa más del 90% del consumo total de materiales metálicos, debido a su resistencia y a su bajo coste de obtención.
Obtención del hierro: el horno alto
Es una instalación compleja que tiene como principal objetivo la obtención del arrabio (hierro con carbono).
La pared interior de la parte central de esta instalación, llamada horno alto, está construida por ladrillo refractario y la exterior es de acero. La parte superior se denomina tragante y está formada por dos tolvas en forma de campanas, las cuales se abren y cierran para evitar que se escapen gases en el momento que se introducen los materiales.
El material se introduce en el interior del horno en capas, una de ellas está formada por una mezcla de minerales de hierro sin impurezas, otra capa de carbón coque y una capa de material fundente formado por caliza.
En la cuba se elimina la humedad del mineral. El monóxido de carbono producido por la combustión del coque se encarga de reducir los óxidos de hierro hasta obtener hierro metálico.
En la parte central, la parte más ancha se llama vientre, bajo este se encuentran las toberas que se encargan de infiltrar el aire necesario para que se produzca la combustión. Aquí se funde el hierro y la escoria.
La parte inferior se llama etalaje, en esta parte se deposita el hierro y la escoria fundidos. Como la escoria es menos densa que el hierro, queda flotando sobre él. De este modo, el hierro se protege de la oxidación.
Por la bigotera se extrae la escoria, que se suele utilizar para abonos.
Por la piquera sale el hierro fundido, que se denomina arrabio. Este se echa en cucharas y se transporta en lingoteras para obtener lingotes.
Hierro dulce y fundiciones
El hierro dulce (contenido en carbono menor al 0,1%) es un material de color plateado, dúctil y maleable y que admite la forja, por lo que también se le llama hierro forjado. También es muy poroso, se oxida con facilidad y se agrieta muy fácilmente, por lo que se utiliza solo para objetos decorativos.
Las fundiciones son el arrabio, que tiene una concentración en carbono de entre un 2 y 7%. Es un material muy duro, pero con su gran contenido de carbono es frágil y quebradizo y no acepta ni la forja ni la soldadura. Además, es poco dúctil y maleable. Para conseguir un material duro, resistente y tenaz, necesita someterse al afino, es decir, quitar carbón.
Aceros
Es una aleación de hierro y carbono donde el contenido de carbono está entre el 0,1 y el 2%.