ACERO

UNIVERSIDAD PERUNA LOS ANDES |FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL}

DISEÑO EN ACERO Y MADERA

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DEDICATORIA El presente trabajo monográfico lo dedico a mis padres, a mis hermanos, y a mis seres queridos; por su constante apoyo que me brindan para seguir s eguir estudiando. estudiando.


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INDICE

Página I.

GENERALIDADES ................................ ................................ ................................ .... 4

1.1. INTRODUCCIÓN................................ ................................ ............................... 4 1.2. OBJETIVOS ................................ ................................................................ ...... 4 1.3. JUSTIFICACIÓN ................................ ................................ ................................ 5 II.

HISTORIA DEL ACERO ................................ ................................ ............................. 6

III. DEFINICIÓN DEL ACERO ................................ ................................ ....................... 11 IV. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES METÁLICOS................................ ................... 11 4.1. Propiedades Mecánicas ................................ ................................ ................. 11 V. TRATAMIENTO DEL ACERO................................ ................................ ................... 12 5.1. Tratamiento especial de los aceros ................................ ............................... 12 5.2. Tratamiento térmico ................................ ................................ ..................... 12 VI. CLASIFICACIÓN DEL ACERO ................................ ................................ .................. 15 6.1. Clasificación del acero por su composición química................................ ....... 15 6.2. Clasificación del acero por su contenido de carbono ................................ ..... 15 6.3. Clasificación del acero por sus propiedades ................................ .................. 15 6.4. Clasificación del acero en función de su uso ................................ .................. 16 VII. PROCESO Y PERFILES DEL ACERO ................................ ................................ ......... 17 VIII. APLICACIONES ................................ ................................ ..................................... 19 IX. ENSAYOS................................ ................................ ................................ .............. 21 X.

TIPOS DE ACERO ................................ ................................ ................................ .. 22

XI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES................................ ................................ 25 XII. BIBLIOGRAFÍA ................................ ................................................................ ...... 26


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I.-

GENERALIDADES HISTORIA Y USOS DEL ACERO

1.1.

INTRODUCCION

A través de la historia el hombre a tratado de mejorar las materias primas, añadiendo materiales tanto orgánicos como inorgánicos, para obtener los resultados ideales para las diversas construcciones. Dado el caso de que los materiales más usados en la construcción no se encuentran en la naturaleza en estado puro, por lo que para su empleo hay que someterlos a una serie de operaciones metalúrgicas cuyo fin es separar el metal de las impurezas u otros minerales que lo acompañen. Pero esto no basta para alcanzar las condiciones optimas, entonces para que los metales tengan buenos resultados, se someten a ciertos tratamientos con el fin de hacer una aleación que reúna una serie de propiedades que los hagan aptos para adoptar sus formas futuras y ser capaces de soportar los esfuerzos a los que van a estar sometidos. El acero como material indispensable de refuerzo en las construcciones, es una aleación de hierro y carbono, en proporciones variables, y pueden llegar hasta el 2% de carbono, con el fin de mejorar algunas de sus propiedades, puede contener también otros elementos. Una de sus características es admitir el temple, con lo que aumenta su dureza y su flexibilidad.

1.2.

OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES

El propósito por el cual se realizó esta investigación,

es que nos

enteremos de la historia que tiene el acero, como se forma un acero y para qué sirve.


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OBJETIVOS ESPECIFICOS



Saber cómo está clasificado el acero el cual se clasifica en aceros al carbono el cual nos dice que más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre.



Conocer

cuán importante es este material para el uso en las

construcciones.

1.3.

JUSTIFICACIÓN



Se prende en esta investigación,

conocer sus características,

propiedades y usos del acero , como se forma un acero y para qué sirve principal en nuestra carrera como futuros ingenieros civiles.


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II.-

HISTORIA DEL ACERO

Aunque no se tienen datos precisos de la fecha en la que se descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para producir un metal susceptible de ser utilizado, los primeros utensilios de este metal descubiertos por los arqueólogos en Egipto datan del año 3000 a. C. También se sabe que antes de esa época se empleaban adornos de hierro. El acero, el cual es un importante material en la construcción, es un material que ocasiona daños al medio ambiente en gran escala. De las 50 manufacturas que existen, es el décimo que más afecta nuestro globo terrestre, por la producción de algunos polvos y gases que se extraen en su manufactura. El acero era conocido en la antigüedad, y quizá pudo haber sido producido por el método de boomery fundición de hierro y sus óxidos en una chimenea de piedra u otros materiales naturales resistentes al calor, y en el cual se sopla aire para que su producto, una masa porosa de hierro (bloom) contuviese carbón. 6 Algunos de los primeros aceros provienen del Este de África, fechados cerca de 1400 a. C.7 En el siglo IV a. C. armas como la falcata fueron producidas en la península Ibérica. La China antigua bajo la dinastía Han, entre el 202 a. C. y el 220 d. C., creó acero al derretir hierro forjado junto con hierro fundido, obteniendo así el mejor producto de carbón intermedio, el acero, en torno al siglo I a. C.8 9 Junto con sus métodos originales de forjar acero, los chinos también adoptaron los métodos de producción para la creación de acero wootz, una idea importada de India a China hacia el siglo V 10 El acero wootz fue producido en India y en Sri Lanka desde aproximadamente el año 300 a. C. Este temprano método utilizaba un horno de viento, soplado por los monzones.11 También conocido como acero Damasco, el acero wootz es famoso por su durabilidad y capacidad de mantener un filo. Originalmente fue creado de un número diferente de materiales, incluyendo trazas de otros elementos en DISEÑO EN ACERO Y MADERA

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de la composi ción

de la roca. Era esencialmente una compli cada aleación con hierro como su principal componente. E studios recientes han sug erido que en su estructura se incluían nanotubos de carbono, lo que quizá e plique algunas de sus cualidades 

legendaria s aunqu e teniendo en cuenta la tecnología disponible en ese 

momento fueron probablemente produ cido s más por casualidad que por 12

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El acero crucible (Cruci b

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) basado en di stintas técnicas de producir

aleacion es de acero empleando calor lento y enfriando hierro puro y carbón fue produ cido en Merv entre el siglo IX y el siglo X. En China, ba jo la dinastía Song del siglo XI, hay evid encia de la producción de acero empleando dos técnicas: una de un método "berganesco" que produ cía un acero de calidad inf erior por no ser homogéneo, y un precursor del moderno método Bessemer el cual utilizaba una descarboniza ción a través de repetidos 13

for jados ba jo abruptosenfriamiento s (co d b ast ). 

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Grabado que muestra el trabajo en unafragua en la Edad Media.

El hierro para uso industrial fue descubierto hacia el año 1500 a. C., en Medzamor, cerca de Ereván, capital d e Arm enia y del monte Ararat.

14

La

tecnología del hierro se mantuvo mucho tiempo en sec reto, difundiéndo se

e tensament e ha cia el año 1200 a. C. 

DIS E O E N ACER O Y MAD ER A ¡

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7


Los artesanos del hierro aprendieron a fabricar acero calentando hierro forjado y carbón vegetal en recipientes de arcilla durante varios días, con lo que el hierro absorbía suficiente carbono para convertirse en acero auténtico. Las características conferidas por la templabilidad no consta que fueran conocidas hasta la Edad Media, y hasta el año 1740 no se produjo lo que hoy día denominamos acero. Los métodos antiguos para la fabricación del acero consistían en obtener hierro dulce en el horno, con carbón vegetal y tiro de aire. Una posterior expulsión de las escorias por martilleo y carburación del hierro dulce para cementarlo. Luego se perfeccionó la cementación fundiendo el acero cementado en crisoles de arcilla y en Sheffield (Inglaterra) se obtuvieron, a partir de 1740, aceros de crisol. 5 Fue Benjamin Huntsman el que desarrolló un procedimiento para fundir hierro forjado con carbono, obteniendo de esta forma el primer acero conocido. En 1856, Sir Henry Bessemer, hizo posible la fabricación de acero en grandes cantidades, pero su procedimiento ha caído en desuso, porque solo podía utilizar hierro que contuviese fósforo y azufre en pequeñas proporciones. En 1857, Sir William Siemens ideó otro procedimiento de fabricación industrial del acero, que en la actualidad ha caído en desuso, el procedimiento MartinSiemens, por descarburación de la fundición de hierro dulce y óxido de hierro, calentando con aceite, gas de coque, o una mezcla de gas de alto horno y de coque. Siemens había experimentado en 1878 con la electricidad para calentar los hornos de acero, pero fue el metalúrgico francés Paul Héroult coinventor del método moderno para fundir aluminio quien inició en 1902 la producción comercial del acero en hornos eléctricos a arco. El método de Héroult consiste en introducir en el horno chatarra de acero de composición conocida haciendo saltar un arco eléctrico entre la chatarra y unos grandes electrodos de carbono situados en el techo del horno.


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En 1948 se inventa el proceso del oxígeno básico L-D. Tras la segunda guerra mundial se iniciaron experimentos en varios países con oxígeno puro en lugar de aire para los procesos de refinado del acero. El éxito se logró en Austria en 1948, cuando una fábrica de acero situada cerca de la ciudad de Linz, Donawitz desarrolló el proceso del oxígeno básico o L-D. En 1950 se inventa el proceso de colada continua que se usa cuando se requiere producir perfiles laminados de acero de sección constante y en grandes cantidades. El proceso consiste en colocar un molde con la forma que se requiere debajo de un crisol, el que con una válvula puede ir dosificando material fundido al molde. Por gravedad el material fundido pasa por el molde, el que está enfriado por un sistema de agua, al pasar el material fundido por el molde frío se convierte en pastoso y adquiere la forma del molde. Posteriormente el material es conformado con una serie de rodillos que al mismo tiempo lo arrastran hacia la parte exterior del sistema. Una vez conformado el material con la forma necesaria y con la longitud adecuada el material se corta y almacena.


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En la actualidad se utilizan algunos metales y metaloides en forma de ferroaleaciones, que, unidos al acero, le proporcionan excelentes cualidades de dureza y resistencia.15 Actualmente, el proceso de fabricación del acero, se completa mediante la llamada metalurgia secundaria. En esta etapa, se otorgan al acero líquido las propiedades químicas, temperatura, contenido de gases, nivel de inclusiones e impurezas deseados. La unidad más común de metalurgia secundaria es el horno cuchara. El acero aquí producido está listo para ser posteriormente colado, en forma convencional o en colada continua.

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El uso intensivo que tiene y ha tenido el acero para la construcción de estructuras metálicas ha conocido grandes éxitos y rotundos fracasos que al menos han permitido el avance de la ciencia de materiales. Así, el 7 de noviembre de 1940 el mundo asistió al colapso del puente Tacoma Narrows al entrar en resonancia con el viento. Ya durante los primeros años de la Revolución industrial se produjeron roturas prematuras de ejes de ferrocarril que llevaron a William Rankine a postular la fatiga de materiales y durante la Segunda Guerra Mundial se produjeron algunos hundimientos imprevistos de los cargueros estadounidenses Liberty al fragilizarse el acero por el mero descenso de la temperatura,16 problema inicialmente achacado a las soldaduras. En muchas regiones del mundo, el acero es de gran importancia para la dinámica de la población, industria y comercio.


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III.

DEFINICION DEL ACERO:

El acer es el más popular de las aleaciones, es la combinación entre un metal )

(el hierro) y un no metal (el carbono), que conserva las características metálicas del primero, pero con propiedades notablemente mejoradas gracias a la adición del segundo y de otros elementos metálicos y no metálicos. De tal forma no se debe confundir el hierro con el acero, dado que el hierro es un metal en estado puro al que se le mejoran sus propiedades físico-químicas con la adición de carbono y demás elementos.

IV.-

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES METÁLICOS

4.1

PROPIEDADES MECANICAS Las propiedades principales que un metal debe cumplir para ser utilizado indispensablemente en una construcción debe cumplir con las siguientes propiedades y

0

FUSIBILIDAD: Es la facilidad de poder dar forma a los metales, fundiéndolos y colocándolos en moldes.

y

FORJABILIDAD: Es la capacidad para poder soportar las variaciones de formas, en estado sólido o caliente, por la acción de martillos, laminadores o prensas.

y

MALEABILIDAD: Propiedad para permitir modificar su forma a temperatura ambiente en laminas, mediante la acción de martillado y estirado.

y

DUCTILIDAD: Es la capacidad de poderse alargar en longitudinalmente.

y

TENACIDAD: Resistencia a la ruptura al estar sometido a tensión.

y

FACILIDAD DE CORTE: Capacidad de poder separarse en trozos regulares con herramientas cortantes.

y

SOLDABILIDAD: Propiedad de poder unirse hasta formar un cuerpo único.

y

OXIDABILIDAD: Al estar en presencia de oxigeno, se oxidan formando una capa de oxido.


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V-

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8

Debido a la facilidad que tiene el a cero para oxidarse cuando entra en contacto

con la atmósf era o con el agua, es neces ario y conveniente proteger la superficie de los componentes de acero para protegerles de laoxidación y corrosión. Muchos tratamientos sup erficiales están muy rela cionados con aspectos embellecedores y decorativos de los metales.

Los tratamientos sup erficiales más usados son los siguientes: Cincado: tratamiento sup erficial antioxidante por proceso electrolítico o

y

mecánico al qu e se somete a dif erent es componentes metálicos. Cromado: recubrimiento sup erficial para proteger de la oxidación y

y

embellecer. y

Galvanizado:

tratamiento superficial que se da a la chapa de acero.

y

Niquelado: baño

y

Pavonado:

de níqu el con el que se protege un metal de la oxidación.

tratamiento superficial que se da a piezas pequ eñas de acero,

como la tornillería. Pintura:

y

52 E

F

E

A A F

G

usado especialmente en estructuras, automóviles, barcos, etc.

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od miento de cero templ do S

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DIS E O E N ACER O Y MAD ER A 1

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12


Un

proceso

de

tratamiento

térmico

adecuado

permite

aumentar

significativamente las propiedades mecánicas de dureza, tenacidad y resistencia mecánica del acero. Los tratamientos térmicos cambian la microestructura del material, con lo que las propiedades macroscópicas del acero también son alteradas.

Los tratamientos térmicos que pueden aplicarse al acero sin cambiar en su composición química son y

Temple

y

Revenido

y

Recocido

y

Normalizado

T

Los tratamientos termoquímicos son tratamientos térmicos en los que, además de los cambios en la estructura del acero, también se producen cambios en la composición química de la capa superficial, añadiendo diferentes productos químicos hasta una profundidad determinada. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados en atmósferas especiales. Entre los objetivos más comunes de estos tratamientos están aumentar la dureza superficial de las piezas dejando el núcleo más blando y tenaz, disminuir el rozamiento aumentando el poder lubrificante, aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a fatiga o aumentar la resistencia a la corrosión.

y

C

nta ión (C): aumenta la dureza superficial de una pieza de acero W

U

V

U

dulce, aumentando la concentración de carbono en la superficie. Se consigue teniendo en cuenta el medio o atmósfera que envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. El tratamiento logra aumentar el contenido de carbono de la zona periférica, obteniéndose después, por medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el núcleo.


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Nit u a ión (N): al igual que la cementación, aumenta la dureza X

y

X

Y

superficial, aunque lo hace en mayor medida, incorporando nitrógeno en la composición de la superficie de la pieza. Se logra calentando el acero a temperaturas comprendidas entre 400 y 525 °C, dentro de una corriente de gas amoníaco, más nitrógeno. Cianu a ión (C+N): endurecimiento superficial de pequeñas piezas de `

y

a

acero. Se utilizan baños con cianuro, carbonato y cianato sódico. Se aplican temperaturas entre 760 y 950 °C. Ca bonit u a ión (C+N): al igual que la cianuración, introduce carbono y b

y

b

b

c

nitrógeno en una capa superficial, pero con hidrocarburos como metano, etano o propano; amoníaco (NH3) y monóxido de carbono (CO). En el proceso se requieren temperaturas de 650 a 850 °C y es necesario realizar un temple y un revenido posterior. Sulfiniza ión (S+N+C): aumenta la resistencia al desgaste por acción del d

y

azufre. El azufre se incorporó al metal por calentamiento a baja temperatura (565 °C) en un baño de sales.

Entre los factores que afectan a los procesos de tratamiento térmico del acero se encuentran la temperatura y el tiempo durante el que se expone a dichas condiciones al material. Otro factor determinante es la forma en la que el acero vuelve a la temperatura ambiente. El enfriamiento del proceso puede incluir su inmersión en aceite o el uso del aire como refrigerante. El método del tratamiento térmico, incluyendo su enfriamiento, influye en que el acero tome sus propiedades comerciales.

Según ese método, en algunos sistemas de clasificación, se le asigna un prefijo indicativo del tipo. Por ejemplo, el acero O-1, o A2, A6 (o S7) donde la letra "O" es indicativo del uso de aceite (del inglés : oil quenched), y "A" es la inicial de aire; el prefijo "S" es indicativo que el acero ha sido tratado y considerado resistente al golpeo (Shock resistant).


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VI.-

CLASIFICACIÓN DE ACERO

6.1.

CLASIFICACIÓN DE ACERO POR SU COMPOSICIÓN QUÍMICA y

A

g

e

o al a bono Se trata del tipo básico de acero que contiene menos del g

e

f

3% de elementos que no son hierro ni carbono. y

A

p

h

o d alto a bono El Acero al carbono que contiene mas de 0.5% de p

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carbono. y

A

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o d bajo a bono Acero al carbono que contiene menos de 0.3% de s

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diano a bono Acero al carbono que contiene entre 0.3 y v

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0.5% de carbono. y

A

x

y

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y

al a ión Acero que contiene otro metal que fue añadido y

x

intencionalmente con el fin de mejorar ciertas propiedades del metal. y

A

o inoxidabl Tipo de acero que contiene mas del 15% de cromo y

demuestra excelente resistencia a la corrosión.

6.2.

6.3.

CLASIFICACIÓN DEL ACERO POR SU CONTENIDO DE CARBONO: y

Aceros Extra suaves: el contenido de carbono varia entre el 0.1 y el 0.2 %

y

Aceros suaves: El contenido de carbono esta entre el 0.2 y 0.3 %

y

Aceros semi suaves : El contenido de carbono oscila entre 0.3 y el 0.4 %

y

Aceros semiduros: El carbono esta presente entre 0.4 y 0.5 %

y

Aceros duros: la presencia de carbono varia entre 0.5 y 0.6 %

y

Aceros extramuros: El contenido de carbono esta entre el 0.6 y el 07 %

CLASIFICACIÓN DEL ACERO POR SUS PROPIEDADES: y

Aceros especiales

y

Aceros inoxidables.

y

Aceros inoxidables ferrìticos.

y

Aceros Inoxidables austenticos.

y

Aceros inoxidables martensticos

y

Aceros de Baja Aleación Ultrarresistentes.

y

Acero Galvanizado (Laminas de acero revestidas con Zinc)


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6.4.

CLASIFICACIÓN DEL ACERO EN FUNCIÓN DE SU USO:

A

o pa a h

a i ntas: acero diseñado para alta resistencia al desgaste,

tenacidad y fuerza, en general el contenido de carbono debe ser superior a 0.30%, pero en ocasiones también se usan para la fabricación de ciertas herramientas, aceros con un contenido de carbono más bajo (0.1 a 0.30%); como ejemplo para fabricar una buena herramienta de talla el contenido de carbono en el acero debe ser de 0.75%, y la composición del acero en general para este tipo de herramientas debe ser: carbono 0.75 %, silicio 0.25 %, manganeso 0.42 %, potasio 0.025 %, sulfuro 0.011 %, cromo 0.03 %, níquel 2.60 %. A

o pa a la onst u ión el acero que se emplea en la industria de la

construcción, bien puede ser el acero de refuerzo en las armaduras para estructuras de hormigón, el acero estructural para estructuras metálicas, pero también se usa en cerramientos de cachapa de acero o elementos de carpintería de acero.

A

o Est u tu al o d

onst u ión a

o st u tu al y a

fu zo estructural Clasificación d l A

od

o pa a

fu zo: De acuerdo a las normas

técnicas de cada país o región tendrá su propia denominación y nomenclatura, pero a nivel general se clasifican en :

- Ba as d a

o pa a

fu zo d l ho

igón: Se utilizan principalmente como

barras de acero de refuerzo en estructuras de hormigón armado. A su vez poseen su propia clasificación generalmente dada por su diámetro, por su forma, por su uso: - Barra de acero liso - Barra de acero corrugado. - Barra de acero helicoidal se utiliza para la fortificación y el reforzar rocas, taludes y suelos a manera de perno de fijación. - Malla de acero electro soldada o mallazo - Perfiles de Acero estructural laminado en caliente DISEÑO EN ACERO Y MADERA

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- Ángulos de acero estructural en L. - Perfiles de acero estructural tubular: a su vez pueden ser en forma rectangular, cuadrados y redondos. - Perfiles de acero Liviano G alvanizado

:

Estos a su vez se clasifican según su

uso, para techos, para tabiques, etc. Co posi ión quí i a d l A

y

o Galvanizado:

0.15% Carbono, 0.60% Manganeso, 0.03% Potasio, 0.035% Azufre. Co posi ión d l A

y

o Inoxidabl : es un acero aleado que debe

contener al menos un 12% de Cromo y dependiendo de los agentes exteriores corrosivos a los que va ha estar expuesto debe contener otros elementos como el niquel, el molibdeno y otros.

VII.-

PROCESOS Y PERFILES DEL ACERO Existen distintos tipos de acabados para el acero, por lo tanto tiene una salida al mercado de gran variedad de formas y de tamaños, como varillas, tubos, raíles de ferrocarril o perfiles en H o en T. Estas formas se obtienen en las instalaciones siderúrgicas laminado los lingotes calientes o modelándolos de algún otro modo. El acabado del acero mejora también su calidad al refinar su estructura cristalina y aumentar su resistencia.

El método principal de trabajar el acero se conoce como laminado en caliente. En este proceso, el lingote colado se calienta al rojo vivo en un horno denominado foso de termodifusión y a continuación se hace pasar entre una serie de rodillos metálicos colocados en pares que lo aplastan hasta darle la forma y tamaño deseados. La distancia entre los rodillos va disminuyendo a medida que se reduce el espesor del acero. El primer par de rodillos por el que pasa el lingote se conoce como tren de desbaste o de eliminación de asperezas. Después del tren de devaste, el acero pasa a trenes de laminado en bruto y a los trenes de acabado que lo reducen a láminas con la sección transversal correcta. Los rodillos para producir raíles o


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ríeles de ferrocarril o perfiles en H, en T o en L tienen estrías para proporcionar la forma adecuada.

Los procesos de fabricación modernos requieren gran cantidad de chapa de acero delgada. Los trenes o rodillos de laminado continuo producen tiras y láminas con anchuras de hasta 2,5m. Estos laminadores procesan con rapid ez la chapa de acero antes de que se enfríe y no pueda ser trabaja. Las planchas de acero caliente de más de 10 cm de espesor se pasan por una serie de cilindros que reducen progresivamente su espesor hasta unos 0,1 cm y aumentan su longitud de 4 a 370 metros. Los trenes de laminado continuo están equipados con una serie de accesorios como rodillos de borde, aparatos de decapado o eliminación y dispositivos para enrollar de modo automático la chapa cuando llega al final del tren.

El sistema de colada continua, en cambio, produce una plancha continua de acero con un espesor inferior a 5 cm, lo que elimina la necesidad de trenes de desbaste y laminado en bruto.

TUBOS: Los tubos más baratos se forman doblando una tira plana de acero caliente en forma cilíndrica y soldando DISEÑO EN ACERO Y MADERA

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VIII.-

APLICACIONES El acero es el metal más usado, con el 95% en peso de la producción mundial de metal. El hierro puro (pureza a partir de 99,5%) no tiene demasiadas aplicaciones, salvo excepciones para utilizar su potencial magnético. El hierro tiene su gran aplicación para formar los productos siderúrgicos, utilizando éste como elemento matriz para alojar otros elementos aleantes tanto metálicos como no metálicos, que confieren distintas propiedades al material. Se considera que una aleación de hierro es acero si contiene menos de un 2,1% de carbono; si el porcentaje es mayor, recibe el nombre de fundición. El acero es indispensable debido a su bajo precio y tenacidad, especialmente en automóviles, barcos y componentes estructurales de edificios. y

Las aleaciones férreas presentan una gran variedad de propiedades mecánicas dependiendo de su composición o el tratamiento que se haya llevado a cabo.

y

Bobina de cable de acero trenzado.

y

El acero en sus distintas clases está presente de forma abrumadora en nuestra vida cotidiana en forma de herramientas, utensilios, equipos mecánicos y formando parte de electrodomésticos y maquinaria en general así como en las estructuras de las viviendas que habitamos y en la gran mayoría de los edificios modernos. En es te contexto existe la versión moderna de perfiles de acero denominada Metalcón.

y

Los fabricantes de medios de transporte de mercancías (camiones) y los de maquinaria agrícola son grandes consumidores de acero.

y

También son grandes consumidores de acero las actividades constructoras de índole ferroviario desde la construcción de infraestructuras viarias así como la fabricación de todo tipo de ma terial rodante.

y

Otro tanto cabe decir de la industria fabricante de armamento, especialmente la dedicada a construir armamento pesado, vehículos blindados y acorazados.

y

También consumen mucho acero los grandes astilleros constructores de barcos especialmente petroleros, y gasistas u otros buques cisternas.


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y

Como consumidores destacados de acero cabe citar a los fabricantes de automóviles porque muchos de sus componentes significativos son de acero.

y

A modo de ejemplo cabe citar los siguientes componentes del automóvil que son de acero:

y

Son de acero forjado entre otros componentes : cigüeñal, bielas, piñones, ejes de transmisión de caja de velocidades y brazos de articulación de la dirección.

y

De chapa de estampación son las puertas y demás componentes de la carrocería.

y

De acero laminado son los perfiles que conforman el bastidor.

y

Son de acero todos los muelles que incorporan como por ejemplo; muelles de válvulas, de asientos, de prensa embrague, de amortiguadores, etc.

y

De acero de gran calidad son todos los rodamientos que montan los automóviles.

y

De chapa troquelada son las llantas de las ruedas, excepto las de alta gama que son de aleaciones de aluminio.

y

De acero son todos los tornillos y tuercas.

y

Cabe destacar que cuando el automóvil pasa a desguace por su antigüedad y deterioro se separan todas las piezas de acero, son convertidas en chatarra y son reciclados de nuevo en acero mediante hornos eléctricos y trenes de laminación o piezas de fundición de hie rro.

Lo que marca la diferencia cuando hablamos del acero son sus aplicaciones; aunque es verdad que hoy en día encontramos diversos materiales con múltiples usos, el acero, como la madera, se ha caracterizado siempre por ser uno de los elementos más fiables. Su amplia gama de composiciones de propiedades mecánicas, formas de productos y de aleaciones hacen de éste un material más que versátil que es usado en componentes tanto pequeños como grandes, de baja o alta tecnología como de uso diario o específico.


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El a

o pu d

n ont a s

n la indust ia d l t anspo t , y cuando nos

referimos a esta rama no sólo mencionamos a colectivos o caminos, sino a aeronaves como a ferrocarriles. Podemos encontrar este metal en carrocerías, partes de automóviles, cajas de cambio, ruedas, ejes, anclas, trenes de aterrizaje, motores, etc. La construcción es otra rama que no queda exenta, las edificaciones de altas o bajas alturas, viviendas modulares, multifamiliares, unifamiliares, edificios de tipo industriales, hospitales, centros educativos, en todos ellos encontramos acero. Las ba as qu

fu zan los ho

o o los stadios d po tivos, las pla as pa a pu nt s, los

táli os, tún l s, s gu idad, ob as ost as y

u has

igon s,

v sti i ntos

ás, todas ellas

necesitan este metal para poder ser realizadas. Pero dejando de lado las grandes construcciones, debemos hablar de su utilización doméstica; el acero aparece en nuestras heladeras, lavarropas, hornos, radiadores, utensillos de cocina, latas de bebidas, hojas de afeitar, alfileres, cafeteras, microondas, etc. Este material tan noble, es muy necesario en la fabricación de casi todo lo que nos rodea, es porque ha surgido como un elemento indispensable para proporcionar tanto seguridad como durabilidad.

IX.-

ENSAYOS Los alambres para cables de acero son sometidos a varios procesos de ensayo para comprobar su calidad, los ensayos a los que son sometidos son : y

Ensayo de tracción.

y

Ensayo de torsión.

y

Ensayo de doblado.

y

Determinación de la adherencia del recubrimiento de zinc.

y

Ensayo de uniformidad del recubrimiento de zinc.

y

Determinación del peso del recubrimiento de zinc.


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X.-

TIPOS DE ACERO

10.1.- ACERO LAMINADO El acero que se utiliza para la construcción de estructuras metálicas y obras públicas, se obtiene a través de la laminación de acero en una serie de perfiles normalizados de acuerdo a las Normas Técnicas de Edificación. El proceso de laminado consiste en calentar previamente los lingotes de acero fundido a una temperatura que permita la deformación del lingote por un proceso de estiramiento y desbaste que se produce en una cadena de cilindros a presión llamado tren de laminación. Estos cilindros van formando el perfil deseado hasta conseguir las medidas que se requieran. Las dimensiones del acero que se consigue no tienen tolerancias muy ajustadas y por eso muchas veces a los productos laminados hay que someterlos a fases de mecanizado para ajustar su tolerancia.

10.2.- ACERO FORJADO

Biel a

m t r d e acer f rj ado. 







La forja es el proceso que modifica la forma de los metales por deformación plástica cuando se somete al acero a una presión o a una serie continuada de impactos. La forja generalmente se realiza a altas temperaturas porque así se mejora la calidad metalúrgica y las propiedades mecánicas del acero. El sentido de la forja de piezas de acero es reducir al máximo posible la cantidad de material que debe eliminarse de las piezas en sus procesos de mecanizado. En la forja por estampación la fluencia del material queda limitada


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a la cavidad de la estampa, compuesta por dos matrices que tienen grabada la forma de la pieza que se desea conseguir.

10.3.- ACERO CORRUGADO El acero corrugado es una clase de acero laminado usado especialmente en construcción, para armar hormigón armado, y cimentaciones de obra civil y pública, se trata de barras de acero que presentan resaltos o corrugas que mejoran la adherencia con el hormigón está dotado de una gran ductilidad, la cual permite que a la hora de cortar y doblar no sufra daños, y tiene una gran soldabilidad, todo ello para que estas operaciones resulten más seguras y con un menor gasto energético.

M all a d e acer o c orr ugado.

Las barras de acero corrugado, están normalizadas, por ejemplo en España las regulan las normas (UNE 36068:1994- UNE 36065: 2000 UNE36811:1998) Las barras de acero corrugados se producen en una gama de diámetros que van de 6 a 40 mm, en la que se cita la sección en cm² que cada barra tiene así como su peso en kg. Las barras inferiores o iguales a 16 mm de diámetro se pueden suministrar en barras o rollos, para diámetros superiores a 16 siempre se suministran en forma de barras. Las barras de producto corrugado tienen unas características técnicas que deben cumplir, para asegurar el cálculo correspondiente de las estructuras de hormigón armado. Entre las características técnicas destacan las siguientes, todas ellas se determinan mediante el ensayo de tracción : DISEÑO EN ACERO Y MADERA

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y

Límite elástico Re (Mpa)

y

Carga unitaria de rotura o resistencia a la tracción Rm (MPa)

y

Alargamiento de rotura A5 (%)

y

Alargamiento bajo carga máxima Agt (%)

y

Relación entre cargas Rm/R


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XI.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

y

El propósito por el cual se realizó esta investigación, es que nos enteremos de la historia que tiene el acero, como se forma un acero y para qué sirve. Saber cómo está clasificado el acero el cual se clasifica en aceros al carbono el cual nos dice que más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre.

y

En esta investigación se da a conocer la historia del acero cundo se descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para producir un metal.

y

La clasificación de acero como son aceros al carbono, aceros aleados, aceros inoxidables, aceros de baja aleación ultrarresistentes. La producción y refinación de arrabio, el proceso básico de oxigenación, el proceso de crisol abierto y el acero de horno eléctrico. Además daré a conocer algunas de las obras más importantes en nuestro país como son la torre Latinoamérica

y

Principalmente a nosotros como estudiantes de la facultad de ingeniería civil nos interesa los usos del acero y cuan es resistente para las diferentes usos en las estructuras que soportara.

y

La fabricación del acero comenzó por accidente ya que los expertos en la materia intentando fabricar hierro calentaron excesivamente la masa y la enfriaron muy rápido obteniendo la aleación del acero en l ugar de hierro.


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XII.- BIBLIOGRAFIA

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MANUAL DEL ACERO



FERGUSON, Phil M. Teoría Elemental del Concreto Reforzado. México : C.E.C.S.A, 1976. 786p.



INTERNET: www.altavista.com



INTERNET: www.gogle.com


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ACERO

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