El acero estructural está compuesto por hierro puro + metaloides (C, S, P, Si) + metales variables (Mn, Cr, Ni, …).
Éstos últimos son los que le dan sus grandes propiedades. La cantidad de carbono debe ser superior al 0.03 %, pero menor de 2 %.
Las fundiciones son aleacciones hierro-carbono, en las que la proporción de carbono es superior al 2 %.
Proceso de fabricación:
A partir del mineral de hierro (formado por óxidos de Fe y ganga) se obtiene en los altos hornos el arrabio (hierro con un 4 % aproximadamente de carbono).
El arrabio es duro pero muy frágil (interesa más un material dúctil, que “avisa” de su estado tensional), para reducir el % de carbono sin perder resistencia se afina el arrabio en convertidores (se quema el carbono sobrante), obteniéndose el acero en bruto con un % de carbono en torno al 2 %.
Posteriormente se vierte en lingoteras para su enfriamiento y posterior acabado. El proceso de acabado puede ser por: forja, moldeo, trefilado o laminación; para ello se calienta previamente (o bien viene directamente del convertidor mediante un proceso de colada continua, con lo que se evitan las lingoteras, el desmoldeado y posterior calentamiento).
Tras este proceso se pueden aplicar tratamientos térmicos (templado, recocido, revenido …) para alcanzar las propiedades mecánicas y químicas deseadas.
El acero más empleado en la construcción es el laminado.
El laminado consiste en transformar el acero en bruto a alta temperatura en elementos de formas dadas usados en la construcción, para ello se usan laminadoras (máquinas herramienta de alta potencia) esencialmente formadas por cilindros paralelos.
Las laminadoras se disponen en trenes de laminación, transformando el acero en forma progresiva con un cierto número de pasadas.
Este proceso mejora sensiblemente las cualidades del acero (elimina imperfecciones del lingote, oquedades, etc) alargando los cristales de acero en la dirección de la laminación. El acero resultante es bastante homogéneo, sin embargo tiene unas propiedades mecánicas inferiores en la dirección transversal a la laminación.
Sus cualidades de resistencia a compresión, tracción y cizalladura son muy altas, con buenas cualidades de elasticidad y dilatación.
Otros aceros:
- Moldeado: se solía usar para elementos de formas complejas, difíciles de obtener con uniones remachadas o atornilladas. La aparición de la soldadura ha reducido mucho su uso. Hoy se usa en piezas muy cargadas y con posibilidad de giro o deslizamiento sobre otras (por ejemplo aparatos de apoyo).
Presenta problemas de falta de homogeneidad, debiéndose radiografiar o comprobar por ultrasonidos las piezas.
Tiene mayor resistencia a tracción y flexión que la fundición pero mucho menos que el acero laminado. - Forjado: se trabaja sobre el acero en caliente por aplastamiento con un martillo pilón. Su uso se limita también a zonas especiales con esfuerzos altos y complejos (apoyos). Presenta una buena homogeneidad y resistencia.
- Trefilado: tienen alta resistencia (σr ≈ 12000 a 18000 kg/cm2). Se usan en cables de construcción y hormigón pretensado.