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LIBRO_REDUCCION_DIRECTA

Siderurgia para metalizar y obtener un acero de alto tenor

1.6 CARACTERISTICAS DEL

1.6 CARACTERISTICAS DEL HIERRO. Es un metal maleable, dúctil, tenaz, de color gris plateado y presenta propiedades magnéticas, es ferromagnético a temperatura ambiente. 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 pueden reducir con carbono u otros reductores y luego debe ser sometido a un proceso de afino para eliminar las impurezas presentes. Fundamentalmente se emplea en la producción de aceros, consistentes en aleaciones de hierro con otros elementos, tanto metálicos como no metálicos, que confieren distintas propiedades mecánicas al material. Se considera que una aleación de hierro es acero, si contiene menos de un 2% de carbono; si el porcentaje es mayor, recibe el nombre de fundición. Es el elemento más pesado que se produce exotérmicamente por fusión nuclear, 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. Sus isótopos naturales son: Fe-54 (5,84%), Fe-56 (91,68%), Fe-57 (2,17%) y Fe-58 (0,31%). Presenta diferentes formas estructurales dependiendo de la temperatura: - Hierro α: Es la que se encuentra a temperatura ambiente; hasta los 788 ºC. El sistema cristalino es una red cúbica centrada en el cuerpo (BCC) y es ferromagnético. - Hierro β: 788 ºC - 910 ºC; tiene el mismo sistema cristalino que la α, pero a la temperatura de Curie (770 ºC) pasa a ser paramagnético. - Hierro γ: 910 ºC - 1400 ºC; presenta una red cúbica centrada en las caras (FCC). -Hierro δ: 1400 ºC - 1539 ºC; vuelve a presentar una red cúbica centrada en el cuerpo (BCC). A continuación, se muestra en la Figura No 3, el diagrama Hierro-Carbono: 12

Fig. No 3. Diagrama de la aleación Hierro-Carbono. 1.7 USOS DEL HIERRO. El hierro es el metal más usado, con el 95% en peso de la producción mundial de metales. Es indispensable debido a su bajo precio, dureza y adecuadas propiedades mecánicas, especialmente en la producción de automóviles, barcos y componentes estructurales de edificios. El acero es la aleación de hierro más conocida, siendo éste su uso más frecuente [4]. Las aleaciones férreas presentan una gran variedad de propiedades mecánicas dependiendo de su composición química y/o el tratamiento térmico al cual haya sido sometido. Los aceros son aleaciones de hierro y carbono, así como otros elementos, y dependiendo de su contenido en carbono se clasifican en: 1.- Acero de bajo carbono. Menos del 0,20% de C en peso. Son blandos pero dúctiles. Se utilizan en vehículos, tuberías, elementos estructurales, carpintería metálica. También existen los aceros de alta resistencia y baja aleación, que contienen otros elementos aleados hasta un 10% en peso; tienen una mayor resistencia mecánica y pueden ser trabajados fácilmente. Estos aceros también se conocen como aceros microaleados, siendo generalmente el Niobio y el Vanadio los elementos microaleantes. 13

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