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PROYECTO FINALIZADO CARACTERIZACION METALOGRAFICA Y EVALUACION DE LAS PROPIEDADES MECANICAS DE TRACCIÓN E IMPACTO DEL ACERO ASTM A 572 Gr 50 CARREÑO Claudia y VILLARREAL Maria C. Escuela de Ingenieria Metalurgica y Ciencia de Materiales, Universidad Industrial de Santander. Resumen Acerías de Caldas S.A. (ACASA) es una industria siderurgia dedicada a satisfacer las necesidades de materia prima para la construcción de herramientas, estructuras metálicas, torres de energía y puentes. Consciente de la calidad que deben tener los productos comercializados a nivel nacional y, aún más, los que se desarrollan con fines de exportación, está interesada en producir materiales de alta calidad, y asumir con responsabilidad su evaluación. Para realizar una evaluación es necesario establecer las propiedades mecánicas y metalográficas del Acero ASTM A572 Grado 50. Especialmente las propiedades mecánicas de, resistencia a la tracción e impacto, y la evaluación del módulo de Young, que mostrarán si el acero producido cumple con las especificaciones. Además de la evaluación de las propiedades mecánicas del acero, es necesario evaluarlo microestructuralmente. OBJETIVO GENERAL: Determinar las propiedades mecánicas de tensión e impacto y el grado de calidad metalúrgico de un Acero ASTM A 572 Gr. 50, producido por Acerías De Caldas S.A, para la fabricación de estructuras metálicas. OBJETIVOS ESPECIFICOS:

En los aceros HSLA los cambios en las propiedades mecánicas resultan del uso del Niobio y Vanadio, junto con un proceso de laminado controlado, los cuales incrementan el límite elástico, la soldabilidad y la dureza. El tamaño de grano de la ferrita se reduce dando como consecuencia directa de un incremento en el límite elástico.

¾

Caracterizar metalográficamente el material determinando el tamaño de grano, fases presentes, posibles impurezas y el carbono equivalente de tres composiciones diferentes.

¾

Analizar la influencia del tamaño de grano del acero en las propiedades mecánicas.

¾

Evaluar las propiedades de resistencia a la tensión a temperaturas ambiente y cero grados centígrados y el valor del modulo de Young de los aceros suministrados por ACASA utilizando normas ASTM.

¾

Evaluar las propiedades de resistencia al diferentes temperaturas.

¾

Establecer cual de las composiciones suministradas por ACASA presenta las mejores propiedades de tensión e impacto para el uso que se dará a estos aceros.

En este estudio las propiedades mecánicas a evaluar son la 2 Tenacidad y la Tensión. Para evaluar la resistencia a la tensión del acero, se encuentra estandarizado bajo la norma ASTM E8 y consiste en someter el material a cargas o esfuerzos los cuales se van incrementando a velocidades constantes, en donde se genera deformaciones elásticas y/o plásticas como respuesta según el nivel de la carga. Este ensayo suministra información sobre la resistencia y ductilidad del acero bajo esfuerzos de tensión uniaxial. De este se pueden obtener propiedades mecánicas de gran importancia: Módulo de Elasticidad, Límite de Fluencia, Resistencia máxima a la Tensión, Porcentaje de elongación y Porcentaje de reducción en el área. El ensayo de 3 Tenacidad Se utiliza para determinar la habilidad del material a soportar un impacto sin fracturarse. Se encuentra estandarizado bajo la norma ASTM E23 y puede utilizarse ademas para determinar el intervalo de temperatura para la transición de un comportamiento dúctil a frágil del metal al disminuir la temperatura. Para los aceros HSLA las temperaturas de transición en el estado de laminado y en condiciones de normalizado son controladas principalmente por la composición química y el tamaño de grano de ferrita.

1.

INTRODUCCION

2.

impacto a

1

El ACERO ASTM A 572 Gr 50 es un material de alta resistencia y baja aleación (HSLA) ferrito-perlitico al NiobioVanadio. Este acero por pertenecer a la familia HSLA es más económico que los aceros aleados convencionales, ya que contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleación. Sin embargo, recibe un tratamiento térmico que le da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono. Las propiedades mecánicas estimadas para el acero ASTM A 572 se presentan en la tabla siguiente: Tabla N 1

Grado

50

LIMITE DE FLUENCIA

RESISTENCIA A LA TRACCIÓN MINIMA

MPa

ksi

MPa

ksi

345

50

450

65

% DE ELONGACIÓN MINIMO ( 8 IN) 18

METODOLOGIA

La metodologia propuesta incluye: revisión análisis de bibliografía, análisis metalográfico, ensayos de propiedades mecánicas, análisis de resultados y divulgación de resultados. 3.

BIBLIOGRAFIA

1.

ASTM. Standard specification for high-strength low-alloy Columbium-Vanadium structural steel. United States : ASTM, 2004. 4p. : il. (ASTM A 572)

2.

ASTM. Standard test methods for tension testing of metallic materials. United States : ASTM, 2003. 23p. : il. (ASTM E 8)

3.

ASTM. Standard test methods for notched bar impact testing of metallic materials. United States : ASTM, 2002. 27p. : il. (ASTM E 23)

4.

ASTM. Standard test methods for determining average grain size. United States :ASTM, 1996. 25p. : il. (ASTM E 112)

5.

ASM INTERNATIONAL THE MATERIALS. Properties and Selection: Irons, steels, and High- Performance Alloys. Vol 1, 1990 p.400