Usuari:Mcapdevila/Acer de gresol

L'acer de gresol és un tipus d'acer elaborat mitjançant un nombre de diferents tècniques fonamentades en el lent procés d'escalfament i refredat del ferro pur en un gresol i sempre en presència de carboni (generalment en forma de carbó vegetal).

La clau per a la formació de qualsevol acer és la conversió del òxid de ferro a ferro. El ferro no es pot trobar pur a la natura pel fet que en presència d'oxigen de la atmosfera es s'oxida, per aquesta raó els mètodes d'extracció de ferro pur es fonamenten en l'eliminació de l'oxigen en l'òxid de ferro. La forma més bàsica de fer això és escalfant l'òxid de ferro en presència de carbó, el que al combinar-se amb l'oxigen proporciona diòxid de carboni (CO₂ proporcionant ferro amb una certa puresa però amb altes concentracions de carboni.

Una font natural de carboni és el carbó vegetal, obtingut de forma espontània de la combustió incompleta de molts elements vegetals, com ara la fusta. Escalfant el ferro pur en presència d'una font de carbó vegetal deixa una aliatge al carboni que pot arribar als 4-5%. En aquestes condicions l'aliatge obtinguda és bastant fràgil i trencadissa i no es pot considerar acer sinó arrabi (en anglès 'pig iron'). L'acer conté una concentració de gairebé 1% de carboni, d'aquesta manera és necessari un procés separat, steelmaking perquè pugui disminuir la concentració de carboni. Abans dels processos de fabricació actuals, l'acer s'elaborava mitjançant el procés invers, afegint carboni a ferro forjat amb baix contingut de carboni.

Acer del Sud d'Àsia

La primera forma d'acer purificada va ser l'acer wootz elaborat a l'Índia en algun període proper al 300 aC. En la seva producció el ferro es barrejava amb vidre i s'escalfava lentament i posteriorment es deixava refredar. Com a resultat de l'aliatge i refredada el vidre es enllaçava amb les impureses de l'acer i aquestes brollaven a la superfície de l'aliatge, fent que es purificada. El carbó penetra en el ferro mitjançant difusió dels àtoms de carbó a través de les parets poroses dels grans de l'acer. El diòxid de carboni no reacciona amb el ferro, però es barreja amb ell en petites quantitats el que proporciona una forma de control de la concentració. El mètode Wootz va ser àmpliament exportat a través del Orient Mitjà, on es va combinar amb altres tècniques existents des del 1000 aC per a produir el famós acer de Damasc.

Al començament del segle xvii, els europeus que van arribar a l'Índia van conèixer l'acer purificada gràcies als informes que portaven els viatgers que havien observat els processos en alguns llocs del sud de l'Índia. Es va intentar importar diverses vegades el procés des de l'Índia, però es va fracassar en l'intent ja que els processos exactes de la tècnica eren desconeguts o eren un complet misteri. Els estudis realitzats sobre el procés de l'acer wootz van ser realitzats per tal de conèixer els seus secrets, entre els investigadors hi ha el famós científic, Michael Faraday, fill d'un ferrer. Treballant en una manufacturera de coberts que va afegir per error alúmina i silici al vidre obtenint així les propietats úniques de l'acer wootz.

Acer blister

Malgrat tot es va produir acer de qualitat a Europa, mitjançant l'exportació del molt valuós ferro suec. No va ser entès en la seva època, però el ferro de les mines sueques contenien nivells molt baixos d'impureses comuns, donant lloc a ferros i acers de gran qualitat. El ferro suec tret de les mines s'empaquetava en caixes de pedra juntament amb diferents capes de carbó vegetal i era escalfat en un forn durant un període proper a una setmana. El resultat eren una barres de metall conegudes com acer blister - la superfície exterior de les barres es cobria de multitud de butllofes, o bombolles (blisters). La barra així obtinguda es reescalfava, i mitjançant un martell es forjava mecànicament per disminuir el contingut de carboni, resultant como producte final, l'acer tallant. Els metal·lúrgics alemanys es van interessar per aquest procés, a causa de la proximitat física de Suècia i va arribar a ser el primer exportador europeu en el segle xviii. Aquesta tècnica de submergir el ferro dolç en un bany sòlid de matèria carbonífera va ser denominada procés de cementació.

acer de gresol anglès

Es va desenvolupar en Anglaterra una nova tècnica per a l'elaboració de l'acer, va ser ideada per Benjamin Huntsman, un rellotger que buscava un acer adequat per als molls i ressorts dels seus rellotge. No va ser fins l'any 1740 després de desplaçar-se a Handsworth prop de Sheffield, i després d'experimentar en secret durant alguns anys quan va perfeccionar el procés. El sistema de Huntsman donava feina a coc encès en un forn capaç d'assolir temperatures de 1600 ° C, en deu o dotze gresols de caolí, cada gresol contenia prop de 15 kg de ferro. Quan els recipients estaven a temperatura blanca se'ls afegia el acer blister trencat en petits trossos d'uns 500 g, i feia servir un flux d'aire per a eliminar les impureses. Es treien els gresols cada 3 hores del forn, les impureses brollaven a la superfície en forma d'escuma i l'acer fos s'abocava en lingot s. L'empresa a Sheffield: Abbeydale Industrial Hamlet ha preservat aquest mètode des dels temps de Huntsman i avui en dia encara opera davant del públic, elaborant diverses vegades a l'any acer de gresol en la pròpia factoria de Abbeydale.

Abans de la introducció de la tècnica de Huntsman, La ciutat de Sheffield produïa prop de 200 tones d'acer l'any basant-se en l'acer importat de Suècia. La introducció de la tècnica de Huntsman va canviar aquesta situació radicalment, en cent anys es va passar a una producció de 80,000 tones per any - gairebé la meitat de la producció total d'Europa. Aquest descobriment va permetre a la ciutat de Sheffield esdevenir un centre industrial de gran rellevància dins del territori europeu.

Vegeu també

• Cronologia de les espases i altres armes de tall