miniatura|Pont d'acer Lacer és un material metàl·lic format bàsicament per un aliatge de ferro, carboni i de vegades alguns additius. La quantitat de carboni no supera l'1,76% en pesA mitjans del existien 2 versions del diagrama d'equilibri dels acers. En la versió alemanya (o europea) la composició límit dels acers s'establia en el 1,7% de carboni mentre que a l'anglo-nord-americana (oamericana) el límit s'establia en el 2,1%. Avui dia la fracció límit de carboni en els acers des del punt de vista metal·lúrgic s'estableix al voltant del 2,1% de carboni. del total de ferro i carboni, i els percentatges habituals són entre 0,2% i 0,3%.
El ferro pur és un metall molt dúctil però de baixa resistència. El carboni li confereix duresa i resistència. En funció del percentatge de carboni s'obtenen diferents tipus d'acer, és a dir, un acer amb molt carboni serà un acer molt resistent i molt dur, però també molt fràgil, i un acer amb poc carboni serà poc resistent i poc dur, però amb menys fragilitat.
Percentatges majors que el 2,0% i fins al 4% de carboni donen lloc a foses trencadisses que no es poden forjar. Aquesta circumstància, però, se circumscriu als acers al carboni en els quals aquest últim és l'únic element aliable o els altres presents ho estan en quantitats molt petites, ja que de fet hi ha multitud de tipus d'acer amb composicions molt diverses que reben denominacions específiques en virtut ja sigui dels elements que predominen en la seva composició (acers al silici), de la seva susceptibilitat a certs tractaments (acers de cimentació), d'alguna característica potenciada (acers inoxidables) i fins i tot en funció del seu ús (acers estructurals). Normalment aquests aliatges de ferro s'engloben sota la denominació genèrica d'acers especials, raó per la qual aquí s'ha adoptat la definició dels comuns o «al carboni», que, a més de ser els primers fabricats i els més emprats (aproximadament el 90% de l'acer comercialitzat és «al carboni») serveixen de base per als altres. Aquesta gran varietat d'acers va portar a William Siemens a definir l'acer com «un compost de ferro i una altra substància que n'augmenta la resistència».Diccionario Enciclopédico Hispano-Americano, Tomo I, Montaner i Simón Editors, Barcelona, 1887, p. 265
Per la varietat ja apuntada i per la seva disponibilitat –els seus dos elements primordials abunden en la naturalesa, cosa que la seva producció en quantitats industrials–,S'estima que el contingut en ferro de l'escorça terrestre és de l'ordre del 6% en pes (enllaç), mentre que el carbó vegetal va poder fàcilment obtenir-se de les masses forestals per a l'elaboració de l'acer pel procediment de la farga catalana. La industrialització de l'acer va comportar la substitució del carbó vegetal pel mineral l'abundància del qual, a l'escorça terrestre, es calcula al voltant del 0,2% (enllaç). els acers són els aliatges més utilitzats en la construcció de maquinària, eines, edificis i obres públiques, i han contribuït a l'alt nivell de desenvolupament tecnològic de les societats industrialitzades. Tanmateix, en certs sectors com la construcció aeronàutica, l'acer gairebé no s'utilitza a causa del fet que és un material molt dens, gairebé tres vegades més dens que l'alumini (7.850 kg/m³ de densitat enfront dels 2.700 kg/m³ de l'alumini).
Història miniatura|Històric forn Bessemer Encara que no es tenen dades precises de la data en què es va descobrir la tècnica de fondre mineral de ferro per a produir un metall susceptible de ser utilitzat, els primers estris d'aquest metall descoberts pels arqueòlegs a Egipte daten de l'any 3000 aC. També se sap que abans d'aquesta època s'empraven adorns de ferro.
L'acer era conegut en l'antiguitat, i potser podria haver estat produït pel mètode de boomery –fosa de ferro i els seus òxids en una xemeneia de pedra o altres materials naturals resistents a la calor, i en el qual es bufa aire–, perquè el seu producte, una massa porosa de ferro (bloom) contingui carboni. Alguns dels primers acers provenen de l'Est d'Àfrica, datats cap al 1400 aC. Al armes com la falcata van ser produïdes a la península Ibèrica.
L'Antiga Xina de la dinastia Han, entre el 202 aC i el 220 dC, va crear acer en fondre ferro forjat juntament amb ferro colat, obtenint així el millor producte de carbó intermedi, l'acer, al voltant del . Needham, Volume 4, Part 3, 563 g Gernet, 69. Juntament amb els seus mètodes originals de forjar acer, els xinesos també van adoptar els mètodes de producció per a la creació d'acer wootz, una idea importada de l'Índia a la Xina cap al . Needham, Volume 4, Part 1, 282.
L'acer wootz va ser produït a l'Índia i Sri Lanka des d'aproximadament l'any 300 aC. Aquest primerenc mètode utilitzava un forn de vent, impulsat pels vents dels monsons.
També conegut com a acer Damasc, l'acer wootz és famós per la seva durabilitat i capacitat de mantenir un tall. Originalment va ser creat d'un nombre diferent de materials, incloent-hi traces d'altres elements en concentracions menors a 1000 parts per milió o 0,1% de la composició de la roca. Era essencialment un complicat aliatge amb ferro com el seu principal component. Estudis recents han suggerit que en la seva estructura s'incloïen nanotubs de carboni, la qual cosa potser explica algunes de les seves qualitats llegendàries, encara que tenint en compte la tecnologia disponible en aquell moment van ser probablement produïts més per casualitat que per disseny. L'acer crucible (crucible steel), basat en diferents tècniques de produir aliatges d'acer emprant calor lenta i refredant ferro pur i carbó, va ser produït a Merv entre el i el .
A la Xina, sota la dinastia Song del , hi ha proves de la producció d'acer emprant dues tècniques: una d'un mètode "berganesc" que produïa un acer de qualitat inferior perquè no era homogeni, i un precursor del modern mètode Bessemer, el qual utilitzava una descarbonització mitjançant repetits forjats sota sobtats refredaments (cold blast).Robert Hartwell, 'Markets, Technology and the Structure of Enterprise in the Development of the Eleventh Century Chinese Iron and Steel Industry 'Journal of Economic History 26 (1966). pp. 53-54 miniatura|Gravat que mostra el treball en una farga a l'edat mitjana
El ferro per a ús industrial va ser descobert cap a l'any 1500 aC, a Medzamor, prop d'Erevan, capital d'Armènia i de la muntanya Ararat. La tecnologia del ferro es va mantenir molt de temps en secret, i només es difongué extensament cap a l'any 1200 aC. Els artesans del ferro van aprendre a fabricar acer escalfant ferro forjat i carbó vegetal en recipients d'argila durant diversos dies, amb la qual cosa el ferro absorbia prou carboni per convertir-se en acer autèntic.
Les característiques conferides pel tremp no consta que fossin conegudes fins a l'edat mitjana, i fins a l'any 1740 no es va produir el que avui dia anomenem acer. Els mètodes antics per a la fabricació de l'acer consistien a obtenir ferro dolç al forn, amb carbó vegetal i tir d'aire. Una posterior expulsió de les escòries per martelleig i carburació del ferro dolç per ciment. Després es va perfeccionar la cimentació fonent l'acer cimentat en gresols d'argila i a Sheffield (Anglaterra) es van obtenir, a partir de 1740, acers de gresol.
Fou Benjamin Huntsman qui va desenvolupar un procediment per fondre ferro forjat amb carboni, amb el qual va obtenir el primer acer conegut. El 1856 Sir Henry Bessemer, va fer possible la fabricació d'acer en grans quantitats, però el seu procediment ha caigut en desús, perquè només podia utilitzar ferro que contingués fòsfor i sofre en petites proporcions. En 1857 Sir William Siemens va idear un altre procediment de fabricació industrial de l'acer, que en l'actualitat ha caigut en desús, el procés Martin Siemens, per descarburació de la fosa de ferro dolç i òxid de ferro, escalfant amb oli, gas de coc, o una barreja de gas d'alt forn i de coc.
Siemens havia experimentat en 1878 amb l'electricitat per escalfar els forns d'acer, però va ser el metal·lúrgic Francès Paul Héroult, coinventor del mètode modern per fondre alumini, qui va iniciar el 1902 la producció comercial de l'acer en forns elèctrics d'arc. El mètode de Héroult consisteix a introduir en el forn ferralla d'acer de composició coneguda fent saltar un arc elèctric entre la ferralla i uns grans elèctrodes de carboni situats al sostre del forn.
El 1948 s'inventà el procés de l'oxigen bàsic LD. Després de la Segona Guerra Mundial es van iniciar experiments en diversos països amb oxigen pur en lloc d'aire per als processos de refinat de l'acer. L'èxit es va aconseguir a Àustria el 1948, quan una fàbrica d'acer situada prop de la ciutat de Linz, Donawitz, va desenvolupar el procés de l'oxigen bàsic o LD.
El 1950 s'aplicà el procés de colada contínua que s'usa quan es vol produir perfils laminats d'acer de secció constant i en grans quantitats. El procés consisteix a col·locar sota un gresol un motlle amb la forma pretesa, i amb una vàlvula es pot anar dosificant el material fos que va al motlle. El material fos passa pel motlle per gravetat i es va refredant amb un sistema d'aigua; com a conseqüència, es torna pastós i adquireix la forma del motlle. Posteriorment el material és conformat amb una sèrie de rodets que al mateix temps l'arrosseguen cap a la part exterior del sistema. Una vegada conformat el material amb la forma necessària i amb la longitud adequada, es talla i emmagatzema. Actualment s'utilitzen alguns metalls i metal·loides en forma de ferroaleacions, que units a l'acer li proporcionen excel·lents qualitats de duresa i resistència mecànica.
El procés de fabricació de l'acer es completa mitjançant l'anomenada metal·lúrgia secundària. En aquesta etapa es donen a l'acer líquid les propietats químiques, temperatura, contingut de gasos, nivell d'inclusions i impureses desitjats. La unitat més comuna de metal·lúrgia secundària és el forn cullera. L'acer aquí produït està llest per ser posteriorment colat, en forma convencional o en colada contínua.
L'ús intensiu que té i ha tingut l'acer per a la construcció d'estructures metàl·liques ha conegut grans èxits i rotunds fracassos que almenys han permès l'avanç de la ciència de materials. Així, el 7 de novembre de 1940 el món va assistir al col·lapse del pont Tacoma Narrows en entrar en ressonància amb el vent. Ja durant els primers anys de la Revolució Industrial es van produir trencaments prematurs d'eixos de tren que van portar a William Rankine a postular la fatiga de materials, i durant la Segona Guerra Mundial es van produir alguns enfonsaments imprevistos dels vaixells de càrrega nord-americans Liberty en trencar de manera fràgil l'acer davant la combinació de baixes temperatures, estat de traccions triaxials (per mal disseny de les soldadures) i càrregues dinàmiques.Constance Tipper, del Departament d'Enginyeria de la Universitat de Cambridge, va determinar que les ruptures al buc dels vaixell de càrrega Liberty es devien al fet que l'acer va ser sotmès a temperatura prou baixa perquè mostrés comportament fràgil i establint en conseqüència l'existència d'una temperatura de transició dúctil-fràgil.
En moltes regions del món l'acer és de gran importància per a la dinàmica de la població, indústria i comerç.
Característiques mecàniques i tecnològiques de l'acer miniatura|Representació del vinclament sota l'acció d'una força exercida sobre una biga d'acer
Encara que és difícil establir les propietats físiques i mecàniques de l'acer, ja que aquestes varien amb els ajustaments en la seva composició i els diversos tractaments tèrmics, químics o mecànics, amb els quals es poden aconseguir acers amb combinacions de característiques adequades per a infinitat d'aplicacions, se'n poden citar algunes propietats genèriques:
La seva densitat mitjana és de 7.850 kg/m³. En funció de la temperatura de l'acer es pot contraure, dilatar o fondre.