Fuentes de oxígeno
Durante el proceso de fabricación de acero, el acero fundido contiene cierta cantidad de oxígeno. El oxígeno se suministra intencionalmente durante la producción para facilitar la oxidación y la eliminación de impurezas como fósforo (P), azufre (S), silicio (Si) y carbono (C). A pesar de las variaciones en los procesos de fabricación de acero, la relación entre el carbono (C) y el oxígeno (O) en el baño de acero fundido sigue un patrón constante: a medida que el contenido de carbono disminuye gradualmente, el contenido de oxígeno aumenta proporcionalmente, manteniendo un equilibrio.
Formas de oxígeno
El oxígeno existe en el acero tanto en estado combinado como libre. Generalmente, el estado libre es mínimo, mientras que el estado combinado incluye principalmente compuestos como Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO, inclusiones de óxidos metálicos, silicatos, aluminatos, oxisulfuros e inclusiones no metálicas similares.
Efectos del oxígeno
Al igual que el hidrógeno, el oxígeno afecta negativamente las propiedades mecánicas del acero. Su influencia no solo depende de su concentración, sino también de la cantidad, el tipo y la distribución de las inclusiones oxigenadas. Estas inclusiones consisten en óxidos metálicos, silicatos, aluminatos, oxisulfuros y compuestos similares.
La desoxidación es esencial durante la fabricación de acero, ya que, durante la solidificación, el oxígeno del acero fundido reacciona con el carbono para formar monóxido de carbono (CO), lo que puede provocar porosidad gaseosa. Además, durante el enfriamiento, el oxígeno puede precipitar como FeO, MnO y otras inclusiones oxidadas, lo que disminuye la trabajabilidad térmica y en frío, la ductilidad, la tenacidad, la resistencia a la fatiga y las propiedades mecánicas generales del acero.
Además, la presencia de oxígeno, nitrógeno y carbono puede provocar envejecimiento (un aumento espontáneo de la dureza a temperatura ambiente). En el caso del hierro fundido, los óxidos formados durante la solidificación pueden reaccionar con el carbono, lo que provoca porosidad y fragilización del producto final.
