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• diana_tellogutierrez

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HISTORIA 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 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. Algunos de los primeros aceros provienen del Este de África, fechados cerca de 1400 a. C. En China, bajo la dinastía Song del siglo XI, hay evidencia de la producción de acero empleando dos técnicas: una de un método "berganesco" que producía un acero de calidad inferior por no ser homogéneo, y un precursor del moderno método Bessemer el cual utilizaba una descarbonización a través de repetidos forjados bajo abruptos enfriamientos (cold blast).

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. En la actualidad se utilizan algunos metales y metaloides en forma de ferro aleaciones, que, unidos al acero, le proporcionan excelentes cualidades de dureza y resistencia. 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 deseadas. 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. 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, problema inicialmente achacado a las soldaduras.

ACERO El acero es la aleación de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 2,1% en peso de la composición de la aleación, alcanzando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%. Porcentajes mayores que el 2,0% de carbono dan lugar a las fundiciones, aleaciones que al ser quebradizas y no poderse forjar a diferencia de los aceros, se moldean. La definición anterior, sin embargo, se circunscribe a los aceros al carbono en los que éste último es el único aleante o los demás presentes lo están en cantidades muy pequeñas pues de hecho existen multitud de tipos de acero con composiciones muy diversas que reciben denominaciones específicas en virtud ya sea de los elementos que predominan en su composición (aceros al silicio), de su susceptibilidad a ciertos tratamientos (aceros de cementación), de alguna característica potenciada (aceros inoxidables) e incluso en función de su uso (aceros estructurales). Usualmente estas aleaciones de hierro se engloban bajo la denominación genérica de aceros especiales, razón por la que aquí se ha adoptado la definición de los comunes o "al carbono" que amén de ser los primeros fabricados y los más empleados, sirvieron de base para los demás. Esta gran variedad de aceros llevó a Siemens a definir el acero como «un compuesto de hierro y otra sustancia que incrementa su resistencia». Por la variedad ya apuntada y por su disponibilidad sus dos elementos primordiales abundan en la naturaleza facilitando su producción en cantidades industriales los aceros son las aleaciones más utilizadas en la construcción de maquinaria, herramientas, edificios y obras públicas, habiendo contribuido al alto nivel de desarrollo tecnológico de las sociedades industrializadas. Sin embargo, en ciertos sectores,

como la construcción aeronáutica, el acero apenas se utiliza debido a que es un material muy denso, casi tres veces más denso que el aluminio (7850 kg/m³ de densidad frente a los 2700 kg/m³ del aluminio).

CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS Y TECNOLÓGICAS DEL ACERO Representación de la inestabilidad lateral bajo la acción de una fuerza ejercida sobre una viga de acero. Aunque es difícil establecer las propiedades físicas y mecánicas del acero debido a que estas varían con los ajustes en su composición y los diversos tratamientos térmicos, químicos o mecánicos, con los que pueden conseguirse aceros con combinaciones de características adecuadas para infinidad de aplicaciones, se pueden citar algunas propiedades genéricas:  Su densidad media es de 7850 kg/m³.  En función de la temperatura el acero se puede contraer, dilatar o fundir.  El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación y los porcentajes de elementos aleantes. El de su componente principal, el hierro es de alrededor de 1510 °C en estado puro (sin alear), sin embargo el acero presenta frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1375 °C, y en general

la tempera necesaria para la fusión aumenta a medida que se funde (excepto las aleaciones eutécticas que funden de golpe). Por otra parte el acero rápido funde a 1650 °C. Su punto de ebullición es de alrededor de 3000 °C.  Es un material muy tenaz, especialmente en alguna de las aleaciones usadas para fabricar herramientas.  Relativamente dúctil. Con él se obtienen hilos delgados llamados alambres.  Es maleable. Se pueden obtener láminas delgadas llamadas hojalata. La hojalata es una lamina de acero, de entre 0,5 y 0,12 mm

de

espesor,

recubierta,

generalmente

de

forma

electrolítica, por estaño.  Permite una buena mecanización en máquinas herramientas antes de recibir un tratamiento térmico.  Algunas composiciones y formas del acero mantienen mayor memoria, y se deforman al sobrepasar su límite elástico.  La dureza de los aceros varía entre la del hierro y la que se puede lograr mediante su aleación u otros procedimientos térmicos o químicos entre los cuales quizá el más conocido sea el templado del acero, aplicable a aceros con alto contenido en carbono, que permite, cuando es superficial, conservar un núcleo tenaz en la pieza que evite fracturas frágiles. Aceros típicos con un alto grado de dureza superficial son los que se emplean en las herramientas de mecanizado, denominados aceros rápidos que contienen cantidades significativas de cromo,

wolframio,

molibdeno

y

vanadio.

Los

ensayos

tecnológicos para medir la dureza son Brinell, Vickers y Rockwell, entre otros.

 Se puede soldar con facilidad.  La corrosión es la mayor desventaja de los aceros ya que el hierro se oxida con suma facilidad incrementando su volumen y provocando grietas superficiales que posibilitan el progreso de la oxidación hasta que se consume la pieza por completo. Tradicionalmente

los

aceros

se

han

venido

protegiendo

mediante tratamientos superficiales diversos. Si bien existen aleaciones con resistencia a la corrosión mejorada como los aceros de construcción «corten» aptos para intemperie (en ciertos ambientes) o los aceros inoxidables.  Posee una alta conductividad eléctrica. Aunque depende de su composición es aproximadamente de 3 · 106 S/m. En las líneas aéreas de alta tensión se utilizan con frecuencia conductores de aluminio con alma de acero proporcionando éste último la resistencia mecánica necesaria para incrementar los vanos entre la torres y optimizar el coste de la instalación.  Se

utiliza

para

la

fabricación

de

imanes

permanentes

artificiales, ya que una pieza de acero imantada no pierde su imantación si no se la calienta hasta cierta temperatura. La magnetización artificial se hace por contacto, inducción o mediante procedimientos eléctricos. En lo que respecta al acero inoxidable, al acero inoxidable ferrítico sí se le pega el imán, pero al acero inoxidable austenítico no se le pega el imán ya que la fase del hierro conocida como austenita no es atraída por los imanes. Los aceros inoxidables contienen principalmente níquel y cromo en porcentajes del orden del 10% además de algunos aleantes en menor proporción.

 Un aumento de la temperatura en un elemento de acero provoca un aumento en la longitud del mismo. Este aumento en la longitud puede valorarse por la expresión: δL = α δ t° L, siendo a el coeficiente de dilatación, que para el acero vale aproximadamente 1,2 · 10−5 (es decir α = 0,000012). Si existe libertad de dilatación no se plantean grandes problemas subsidiarios, pero si esta dilatación está impedida en mayor o menor grado por el resto de los componentes de la estructura, aparecen esfuerzos complementarios que hay que tener en cuenta.El acero se dilata y se contrae según un coeficiente de dilatación similar al coeficiente de dilatación del hormigón, por lo que resulta muy útil su uso simultáneo en la construcción, formando un material compuesto que se denomina hormigón armado. El acero da una falsa sensación de seguridad al ser incombustible, pero sus propiedades mecánicas fundamentales se ven gravemente afectadas por las altas temperaturas que pueden alcanzar los perfiles en el transcurso de un incendio.

EVOLUCIÓN HISTÓRICA DEL ACERO EN CONSTRUCCION La construcción en acero surgió a partir del siglo XVIII, en el cual se produce un vertiginoso desarrollo de este material.

El acero se comenzó a utilizar como elemento estructural en obras de arquitectura para la construcción de estaciones ferroviarias y salones de exposición, es decir para cubrir grandes espacios.

El desarrollo de la construcción con acero de edificios en altura surge a fines del siglo XVIII y principios del XIX, donde la estructura se rellena con obra de mampostería.

El desarrollo posterior de los conceptos conduce a novedosos planteos de esqueleto y cerramiento exterior metálico, con una notable evolución.

Se da paso luego a la "curtain-wall", cerramiento liviano, transparente y continuo, "colgado" por delante de la estructura resistente.

EL ACERO EN LA CONSTRUCCIÓN El acero, permite o ah permitido continuar con nuestra evolución, ya que antiguamente solo estábamos limitados a realizar construcciones pequeñas (comparadas con las actuales) y sobre todo no muy elevadas por que los materiales existentes no eran muy resistentes y no podían soportar grandes carga; también por su capacidad de fácil manejo y acondicionamiento según la aplicación que se le quiera dar. La facilidad que nos da el acero es sus diferentes aplicaciones, no solo a la ingeniería civil, sino también a la construcción de maquinas industriales, vehículos de transporte (autos, trenes, aviones,…). Las cosas impresionantes del acero en las construcciones son:  La construcción de rascacielos  Puentes de grandes luces  Centros comerciales  En

general

todas

las

casas

y

construcciones

modernas

contienen dicho material.  Dado estas grandes aplicaciones es que su demanda es muy alta y por esta razón es que se está elevando su precio que es un tema aparte.

El acero en la construcción se encuentra en forma de varillas de aproximadamente 9 m. Con diversos diámetros, variando desde 6mm. Hasta 3/4 de pulg. Estos son usados en las columnas, vigas, techos, placas, escalera, etc. El acero tiene gran importancia en la construcción por sus diversas aplicaciones, ya que sin este material sería muy difícil realizar dicha construcción y en general cualquier obra que conozcamos, por no decir que sería imposible. Alguna de sus aplicaciones en la construcción son las columnas que son soportes

de la estructura, son elementos verticales

constituidos en este caso de 6 varillas gruesas pero puede variar según la cantidad de peso a soportar, y van conectados con varillas cortadas y dobladas en forma de anillos cuadrados que también puede variar pueden ser rectangulares, espirales, etc, luego se encofran, (que es armar un cajón a su alrededor, y se llena de concreto). Sobre estas están conectadas las vigas que son elementos horizontales, constituidos de forma similar, y sobre el que descansan las viguetas, también horizontales pero en forma perpendicular a las vigas y separadas por ladrillos de techo, que también llevan estas varillas de acero, y sobre las viguetas esta una losa de concreto, a todo este conjunto se denomina techo que sirve como piso para el piso siguiente. Lo dicho anteriormente es solo una de las tantas formas en que es posible construir. Actualmente el acero es el elemento más importante en toda construcción por su propiedad de soportar las cargas, por su resistencia y por su relativa fragilidad para su manejo y preparado. En el Perú la Corporación de Aceros Arequipa ah visto esta utilidad del acero y se encuentra entregando acero dimensionado, que

son

las

barras

de

acero

para

construcción

previamente

preparadas, cortadas y dobladas, según las necesidades de cada

obra.

Es

un

producto

hecho

a

la

medida

que

no

necesita

transformación adicional y llega a la obra listo para ser instalado, evitándole ejecutar procesos que no agregan valor a la construcción. El servicio del Acero Dimensionado es aplicable a todo tipo de obra y elementos estructurales y permite el uso eficiente y ordenado de las barras de acero para construcción en la obra. Los beneficios que no otorga son: 1. Ahorro en el costo de instalación de acero • Se eliminan las mermas en obra. Tanto por las operaciones de corte que se dejan de hacer en obra, como por el sobre-traslape de barras. • Se reduce el costo de la mano de obra. El personal sólo se dedica a labores de instalación. • Reducción del costo financiero. Ya no es necesario irlo cortando y doblando, porque el Acero Dimensionado se recibe conforme lo requiera

el

avance

de

la

Obra. 2. Ventajas operativas en la obra • Mejor aprovechamiento del personal. Puesto que sólo debe dedicarse a la instalación y no al habilitado del acero. • Mayor espacio y limpieza.- Se elimina el área para el habilitado de acero, al igual que el área destinada para almacenar el stock inicial de material estándar. • Mayor velocidad de instalación (fácil ubicación de las piezas). El personal que ya no tendrá que dedicar tiempo y trabajo a medir, cortar y doblar barras, sino a colocarlas. 3. Ventajas administrativas • Mayor capacidad de control. Se permite conocer exactamente la cantidad de barras de acero que utilizó cada estructura de la obra, lo que facilita el control de inventarios evitando pérdidas sistemáticas.

• Consumo de tipo "Just in Time" • Pago escalonado. El pago puede realizarse de acuerdo a las entre Como hemos visto el acero es un material muy importante e imprescindible y esta creciente fuertemente su demanda ya que permite realizar todo tipo de construcciones y es muy versátil, por lo que se acondiciona a todo tipo de construcciones civiles. Además no ocupa mucho espacio lo que incrementa más sus usos.

PROPIEDADES IMPORTANTES DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION 

DENSIDAD

Se puede decir que, en general, los materiales de construcción son de densidad media. Son menos pesados que metales como el acero o el cobre. 

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

Los materiales pétreos y cerámicos son muy resistentes a la compresión, en algunos casos, más que el acero, como por ejemplo el vidrio. Los pilares de una vivienda deben ser resistentes a esfuerzos de compresión. El acero es un material resistente a este esfuerzo, pero es caro y pesado. El hormigón resulta ser un material más débil, pero también resulta más ligero y económico. 

RESISTENCIA A LA TRACCIÓN

El comportamiento de un material cuando actúan sobre él fuerzas que tienden a estirarlo es importantísimo en muchas aplicaciones. Los materiales pétreos, en general, son poco resistentes a la tracción.

Soportan mucho mejor los esfuerzos de compresión que los de tracción. Sin embargo, los perfiles laminados de acero, empleados en la construcción de edificios, son muy resistentes a la tracción. Los materiales pétreos se rompen cuando sobrepasan el límite de resistencia a la tracción; en cambio, los metales, debido a su ductilidad, solo sufren un estrechamiento de la sección central.

OTRAS PROPIEDADES Además, los materiales empleados en construcción en general son también: 

DUROS



es decir, no se rayan fácilmente, por lo que son muy resistentes al desgaste y a la fricción.

 

FRÁGILES se rompen con facilidad al recibir un golpe seco. Es el caso del vidrio, que es muy frágil.



RESISTENTES A LA CORROSIÓN o aguantan

muy

bien

condiciones

medioambientales

agresivas, como humedad, cambios de temperatura, etc., y son muy duraderos. 

ECONÓMICOS



la materia prima empleada es muy abundante. Es el caso del yeso natural, la arena o la arcilla. El transporte a largas distancias, sin embargo, es lo que más encarece el precio de la materia prima.

ACERO DE CONSTRUCCION

El acero al carbono, constituye el principal producto de los aceros que se producen, estimando que un 90% de la producción total producida mundialmente corresponde a aceros al carbono y el 10% restante son aceros aleados. Estos aceros son también conocidos como aceros de construcción, La composición química de los aceros al carbono es compleja, además del hierro y el carbono que generalmente no supera el 1%, hay en la aleación otros elementos necesarios para su producción, tales como silicio y manganeso, y hay otros que se consideran impurezas por la dificultad de excluirlos totalmente – azufre, fósforo, oxígeno, hidrógeno. El aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la tracción, incrementa el índice de fragilidad en frío y hace que disminuya la tenacidad y la ductilidad.

CLASES DE ACEROS AL CARBONO 1.-ACEROS AL CARBONO Que se usan en bruto de laminación para construcciones metálicas y para piezas de maquinaria en general. Son de baja aleación y alto límite elástico para grandes construcciones metálicas, puentes, torres, etc. Son de fácil mecanización en tornos automáticos. En estos aceros son fundamentales ciertas propiedades de orden mecánico, como la resistencia a la tracción, tenacidad, resistencia a la fatiga y alargamiento, Estas propiedades dependen principalmente del porcentaje de carbono que contienen y demás aleantes. En general los aceros al carbono ordinarios contienen: C < 1%, Mn < 0.90%, Si < 0.50%, P < 0.10%, S < 0.10%

De acuerdo con las propiedades mecánicas, se establecen una serie de grupos de aceros ordenados por su resistencia a la tracción. Popularmente son conocidos estos aceros como: 2.- ACERO EXTRASUAVE, SUAVE, SEMISUAVE, SEMIDURO Y DURO 

Acero Extrasuave: El porcentaje de carbono en este acero es de 0,15%, tiene una resistencia mecánica de 38-48 kg/mm 2 y una dureza de 110-135HB y prácticamente no adquiere temple. Es un acero fácilmente soldable y deformable.

Aplicaciones:

Elementos

de

maquinaria

de

gran

tenacidad,

deformación en frío, embutición, plegado, herrajes, etc. 

Acero Suave: El porcentaje de carbono es de 0,25%, tiene una resistencia mecánica de 48-55 kg/mm2 y una dureza de 135160HB. Se puede soldar con una técnica adecuada.

Aplicaciones: Piezas de resistencia media de buena tenacidad, deformación en frío, embutición, plegado, herrajes, etc. 

Acero Semisuave: El porcentaje de carbono es de 0,35%. Tiene una resistencia mecánica de 55-62 kg/mm 2 y una dureza de 150-170HB. Se templa bien, alcanzando una resistencia de 80 kg/mm2 y una dureza de 215-245HB.

Aplicaciones: Ejes, elementos de maquinaria, piezas resistentes y tenaces, pernos, tornillos, herrajes. 

Acero Semiduro: El porcentaje de carbono es de 0,45%. Tiene una resistencia mecánica de 62-70kg/mm 2 y una dureza de 280HB. Se templa bien, alcanzando una resistencia de 90 kg/mm2, aunque hay que tener en cuenta las deformaciones.

Aplicaciones: Ejes y elementos de

máquinas,

piezas

bastante

resistentes, cilindros de motores de explosión, transmisiones, etc. 

Acero Duro: El porcentaje de carbono es de 0,55%. Tiene

una

resistencia

mecánica de 70-75kg/mm2, y una dureza de 200-220 HB. Templa bien en agua y en aceite, alcanzando una resistencia de 100 kg/mm2 y una dureza de 275-300HB. Aplicaciones: Ejes, transmisiones, tensores y piezas regularmente cargadas y de espesores no muy elevados. otras aplicaciones: Con estos aceros se fabrican los puentes de ferrocarril, las grandes estructuras de las estaciones, las columnas metálicas de las lineas eléctricas, los cascos de los buques, las estructuras de las casas, las carrocerías de los automóviles, los tubos de las bicicletas, los clavos, los alfileres, las cerraduras de las puertas, los asientos de las clases y muchos objetos más que utilizamos diariamente. En la mayoría de los casos se utiliza el acero tal como viene de las acerías, sin darle ningún tratamiento térmico especial.

TIPOS DE ACEROS  Acero aleado o especial. Acero al que se han añadido elementos no presentes en los aceros al carbono

 Acero auto templado Acero que adquiere el temple por simple enfriamiento en el aire, sin necesidad de sumergirlo en aceite o en agua.  Acero calmado o reposado Acero que ha sido completamente desoxidado antes de colarlo, mediante la adición de manganeso, silicio o aluminio.  Acero de construcción Acero con bajo contenido de carbono y adiciones de cromo, níquel, molibdeno y vanadio.  Acero de rodamientos se obtiene a partir de aleaciones del 1% de carbono y del 2% de cromo, a las que se somete a un proceso de temple y revenido. Se emplea en la construcción de rodamientos a bolas y en general.  Acero dulce Denominación general para todos los aceros no aleados, obtenidos en estado fundido

 Acero duro Es el que una vez templado presenta un 90% de martensita.  Acero efervescente Acero que no ha sido desoxidado por completo antes de verterlo en los moldes.  Acero fritado

El que se obtiene fritando una mezcla de hierro pulverizado y grafito, o también por carburación completa de una masa de hierro fritado.  Acero fundido o de herramientas Tipo especial de acero que se obtiene por fusión al crisol.  Acero indeformable El que no experimenta prácticamente deformación geométrica tanto en caliente( materias para trabajo en caliente ) como en curso de tratamiento

térmico

de

temple(

piezas

que

no

pueden

ser

mecanizadas después del templado endurecedor )  Acero inoxidable Acero resistente a la corrosión, de una gran variedad de composición, pero que siempre contiene un elevado porcentaje de cromo ( 8-25% ). Se usa cuando es absolutamente imprescindible evitar la corrosión de las piezas. Se destina sobre todo a instrumentos de cirugía y aparatos sujetos a la acción de productos químicos o del agua del mar.  Acero magnético Aquel con el que se fabrican los imanes permanentes.

 Acero no magnético Tipo de acero que contiene aproximadamente un 12% de manganeso y carece de propiedades magnéticas.  Acero moldeado Acero de cualquier clase al que se da forma mediante el relleno del molde cuando el metal esta todavía liquido.

 Acero para muelles Acero que posee alto grado de elasticidad y elevada resistencia a la rotura. Aunque para aplicaciones corrientes puede emplearse el acero duro, cuando se trata de muelles que han de soportar fuertes cargas y frecuentes esfuerzos de fatiga se emplean aceros al sicilio con temple en agua o en aceite y revenido.  Acero pudelado Acero no aleado obtenido en estado pastoso.  Acero rápido Acero especial que posee gran resistencia al choque y a la abrasión. Los mas usados son los aceros tungsteno, al molibdeno y al cobalto, que se emplean en la fabricación de herramientas corte.  Acero refractario Tipo especial de acero capaz de soportar agentes corrosivos a alta temperatura.  Acero suave Acero dúctil y tenaz, de bajo contenido de carbono

 Aceros comunes Los obtenidos en convertidor o en horno Siemens básico.  Aceros finos Los obtenidos en horno Siemens ácido, eléctrico, de inducción o crisol.

 Aceros forjados Los aceros que han sufrido modificación

una en

su

forma y su estructura interna ante la acción de un trabajo mecánico realizado a una temperatura superior a la de recristalización.

CLASIFICACIÓN DE LOS MODERNOS PROCESOS DE OBTENCIÓN 1.- Por soplado, en el cual todo el calor procede del calor inicial de los materiales de carga, principalmente en estado de fusión. 2.-Con horno de solera abierta, en el cual la mayor parte del calor proviene de la combustión del gas o aceite pesado utilizado como combustible; el éxito de este proceso se basa en los recuperadores de calor para calentar el aire y así alcanzar las altas temperaturas eficaces para la fusión de la carga del horno.

3.-Eléctrico, en el cual la fuente de calor más importante procede de la energía eléctrica (arco, resistencia o ambos); este calor puede obtenerse en presencia o ausencia de oxígeno; por ello los hornos eléctricos pueden trabajar en atmósferas no oxidantes o neutras y también en vacío, condición preferida cuando se utilizan aleaciones que contienen proporciones importantes de elementos oxidables.

CLASIFICACIÓN DEL ACERO Los aceros se clasifican en cuatro grupos principales: aceros al carbono,

aceros

aleados,

,

aceros

inoxidables

y

aceros

de

herramientas. 

ACEROS AL CARBONO

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. Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras de construcción de acero, cascos de buques, somieres y horquillas. Debemos incluir dentro del grupo de los aceros de construcción los aceros al carbono no aleados. En virtud de su baja templabilidad se utilizan habitualmente en estado bruto de laminación o forja, es decir, sin ningún tratamiento térmico. Ocasionalmente se emplean en estado normalizado y más raramente en estado de temple y revenido. Se emplean en grandes cantidades para la construcción de edificios, maquinaria, motores. 

ACEROS ALEADOS

Estos aceros contienen un proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros de aleación se pueden subclasificar en:

Estructurales 

Son aquellos aceros que se emplean para diversas partes de máquinas, tales como engranajes, ejes y palancas. Además se utilizan en las estructuras de edificios, construcción de chasis de automóviles, puentes, barcos y semejantes. El contenido de la aleación varía desde 0,25% a un 6%.

Para Herramientas 

Aceros de alta calidad que se emplean en herramientas para cortar y modelar metales y no-metales. Por lo tanto, son materiales empleados para cortar y construir herramientas tales como taladros, escariadores, fresas, terrajas y machos de roscar.

Especiales 

Los Aceros de Aleación especiales son los aceros inoxidables y aquellos con un contenido de cromo generalmente superior al 12%. Estos aceros de gran dureza y alta resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión, se emplean en turbinas de vapor, engranajes, ejes y rodamientos.

Son aceros de baja aleación ultra resistentes. Es la familia de aceros más reciente de las cinco. Estos aceros son más baratos que los aceros convencionales debido a que contienen menor cantidad de materiales costosos de aleación. Sin embargo, se les da un tratamiento especial que hace que su resistencia sea mucho mayor que la del acero al carbono. Este material se emplea para la fabricación de vagones porque al ser más resistente, sus paredes son más delgadas, con lo que la capacidad de carga es mayor. Además, al pesar menos, también se pueden cargar con un mayor peso. También se emplea para la fabricación de estructuras de edificios. Se emplean para grandes construcciones metálicas con pequeñas adiciones de elementos de aleación (Ni, Mn, Si...) que benefician las

propiedades

mecánicas

para

poder

aligerar

las

secciones

sin

encarecer demasiado. Construcciones de puentes, estructuras reticulares, construcciones remachadas que no pueden ir soldadas... Aceros que se usan en bruto, de forja o laminación ACEROS INOXIDABLES



Estos aceros contienen cromo, níquel,

y

otros

elementos

aleación

que

los

brillantes

y

oxidación.

de

mantiene

resistentes Algunos

a

la

aceros

inoxidables son muy duros y otros muy

resistentes,

manteniendo

esa resistencia durante mucho tiempo a temperaturas extremas. Debido a su brillo, los arquitectos lo

emplean

mucho

con

fines

decorativos. También se emplean mucho para tuberías, depósitos de petróleo y productos químicos por su resistencia a la oxidación y para la fabricación de instrumentos quirúrgicos o sustitución de huesos porque resiste a la acción de los fluidos corporales. Además se usa para la fabricación de útiles de cocina, como pucheros, gracias a que no oscurece alimentos y es fácil de limpiar. Contienen C ( 0.08 - 0.60 %), Cr (13 – 17%), Ni (< 2%). Se utilizan en condiciones de temple y revenido a baja temperatura para no reducir excesivamente la dureza. Se logra aumentar simultáneamente la dureza

y

las

características

de

inoxidabilidad

de

los

aceros

martensíticos incrementando conjuntamente el contenido de cromo y carbono.

 aceros de cuchillería Cuchillos y navajas  aceros inoxidables martensíticos duros Material quirúrgico y de dentista, rodamientos  aceros martensíticos Ejes para barcos, ...No sufren corrosión en contacto con bronces y latones.  aceros inoxidables martensíticos: Los aceros inoxidables ferríticos tienen altos porcentajes de Cr y muy bajo carbono (0.08-0.12%). Debido al bajo contenido de C junto al carácter alfágeno del Cr no es posible transformarlos por completo en austenita durante el calentamiento por lo que no se pueden templar. Son aceros más blandos y dúctiles Sin embargo, dado su inferior contenido en C, la propensión a formar carburos disminuye siendo menos susceptibles de corroerse. Se endurecen por deformación plástica (laminación,...) en frío.  aceros con resistencia a la corrosion atmosferica o resistencia al acido nitrico Decoración de edificios  aceros con resistencia a los gases sulfurosos Industria química  aceros inoxidables ferríticos Este grupo contienen níquel además de Cr. Su composición típica contiene un 18%Cr + 8%Ni y un 0.08%C,. Predomina en ellos el carácter gammágeno del Ni y son austeníticos a temperatura ambiente. El Ni por otro lado contribuye a mejorar el comportamiento frente a la corrosión pero también aumenta el precio de los aceros Los

aceros

austeníticos

son

los

inoxidables

más

utilizado,

corresponden al 50% del total. Para su endurecimiento se realiza un tratamiento térmico con calentamiento hasta 1050ºC hasta austenización completa, después

se enfría en agua aunque se mantiene la estructura austenítica caracterizada por la poca dureza. Posteriormente se realiza la deformación plástica en frío para aumentar la resistencia y la dureza. De este modo se darán resistencias a la tracción de 1500 MPa.  aceros inoxidables austeníticos A pesar de su débil contenido en C, el principal problema que presenta la utilización de estos aceros es la corrosión intergranular por precipitación de carburos. La soldadura de los aceros inoxidables es crítica ya que, como consecuencia del calentamiento localizado, se crean zonas calentadas a temperatura favorable para la precipitación de los carburos (400- 600ºC). Para mejorar la resistencia a la corrosión se le añade Mo (0.08%C-18%Cr-12%Ni-2.5%Mo)  aceros inoxidables austeníticos Combinan una alta resistencia a corrosión con características mecánicas muy elevadas y un 17% Cr + porcentajes variables de Ni. Las mejores características mecánicas se obtienen después de un tratamiento térmico de solubilización seguido de un enfriamiento en aceite, que conlleva el temple para % bajas de Ni y mantiene estructura austenítica para % superiores, y el envejecimiento por precipitación de compuestos intermetálicos de Fe y Ni con Al, Mo, Cu, P...(que deben añadirse en la composición del acero para que este proceso sea factible). Se clasifican según el % de Ni que contienen y por tanto según la estructura que presentan: @4% Ni son martensíticos, @7% Ni son semiausteniticos , @10% Ni son austeníticos  Aceros Inoxidables Endurecibles Por Precipitación: corrosión intergranular En general, cuando se calientan los aceros inoxidables en el intervalo de temperaturas comprendido entre 400 y 600ºC tiene lugar la precipitación de carburos de cromo

sobre

las

juntas

de

grano;

las

zonas

adyacentes

quedarán

empobrecidas en cromo y serán susceptibles de corroerse. Para limitar este fenómeno y mejorar el comportamiento frente a la corrosión de los aceros inoxidables se reduce el contenido de carbono hasta 0.03%. Otro remedio consiste en adicionar además Ti o Nb que en virtud de su alta afinidad con el C sustituyen al Cr en la formación de carburos y desaparece la zona susceptible de corroerse. El acero de cuchillería es el que peor se comporta a este respecto por su mayor contenido en carbono.  aceros refractarios aceros inoxidables ferríticos con 27% de Cr, pueden usarse como refractarios hasta 1000ºC : parrillas de hornos industriales... aceros inoxidables austeniticos (25% Cr - 12% Ni, 25% Cr - 20% Ni) : CALDERAS, HORNOS... ALEACIONES FERRICAS PARA RESISTENCIAS DE HORNOS ELECTRICOS 55-76% Fe, 20-37% Cr, 4-7.5% Al,