• Author / Uploaded
• Gian Carlos Soria Juzga

Citation preview

TEMA

: EL ACERO

CURSO

: Diseño

DOCENTE

: Ing.

INTEGRANTES

: Manuel

en Acero y Madera

Serbando Soplopuco Quiroga. F. Góngora Lozano

093149

Eli Guerrero Loayza

093150

Edinson Heredia Mendoza

093152

Nilda Julisa Reátegui Saavedra

093160

Gian Carlos Soria Juzga.

093165

Kerenski Umbo Ruiz

093168

FECHA DE ENTREGA : 09/04/2013

Unsm-Morales

INTRODUCCION

Durante la historia el hombre a tratado de mejorar sus materias primas para sus construcciones, añadiendo materiales orgánicos como inorgánicos, para obtener así los resultados ideales para sus diversas obras. 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. En las décadas recientes, los ingenieros y arquitectos han estado pidiendo continuamente aceros cada vez más sofisticados, con propiedades de resistencia a la corrosión, aceros más saldables y otros requisitos. La investigación llevada a cabo por la industria del acero durante este periodo ha conducido a la obtención de varios grupos de nuevos aceros que satisfacen muchos de los requisitos y existe ahora una amplia variedad cubierta gracias a las normas y especificaciones actuales. De esta manera este trabajo esta evocado a dar un conocimiento general sobre lo que es el acero, sus propiedades tanto físicas como químicas, composición y sus aplicaciones.

OBJETIVOS

.- Objetivo general. Exponer y explicar de manera clara y concisa los diferentes conceptos que podamos tener acerca de este material de construcción. Estudiar y tener conocimiento acerca de sus beneficios y la modernización de este para tener un uso eficiente en este mundo globalizado. .- Objetivos específicos.  Analizar sus propiedades tanto físicas como mecánicas.  Analizar sus procesos de obtención y los resultados de este.

ACERO I.

DEFINICION

Acero es la denominación que comúnmente se le da en ingeniería metalúrgica a unaaleación de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,03% y el 1,76% en peso de su composición, dependiendo del grado. Si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,0% se producen fundiciones que, en oposición al acero, son mucho más frágiles y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas. No se debe confundir el acero con el hierro, que es un metal relativamente duro y tenaz, condiámetro atómico (dA) de 2,48 Å, con temperatura de fusión de 1.535 °C y punto de ebullición 2.740 °C. Por su parte, el carbono es un no metal de diámetro menor (dA = 1,54 Å), blando y frágil en la mayoría de sus formas alotrópicas (excepto en la forma dediamante). La difusión de este elemento en la estructura cristalina del anterior se logra gracias a la diferencia en diámetros atómicos. La diferencia principal entre el hierro y el acero se halla en el porcentaje del carbono: el acero es hierro con un porcentaje de carbono de entre el 0,03% y el 1,76%, a partir de este porcentaje se consideran otras aleaciones con hierro. Cabe destacar que el acero posee diferentes constituyentes según su temperatura, concretamente, de mayor a menor dureza, perlita, cementita y ferrita; además de la austenita (para mayor información consultar un diagrama hierro-carbono con sus constituyentes). El acero conserva las características metálicas del hierro en estado puro, pero la adición de carbono y de otros elementos tanto metálicos como no metálicos mejora sus propiedades físico-químicas.

Existen muchos tipos de acero en función del o los elementos aleantes que estén presentes. La definición en porcentaje de carbono corresponde a los aceros al carbono,

en los cuales este no metal es el único aleante, o hay otros pero en menores concentraciones. Otras composiciones específicas reciben denominaciones particulares en función de múltiples variables como por ejemplo 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 además 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».

II.

HISTORIA

Histórico Horno Bessemer. Se desconoce la fecha exacta en que se descubrió la técnica para obtener hierro a partir de la fusión de minerales. Sin embargo, los primeros restos arqueológicos de utensilios de hierro datan del 3000 a. C. y fueron descubiertos en Egipto, aunque hay vestigios de adornos anteriores. Algunos de los primeros aceros provienen del este de África, cerca de 1400 a. C. Durante la dinastía Han de China se produjo acero al derretir hierro forjado con hierro fundido, en torno al siglo I a. C. También adoptaron los métodos de producción para la creación de acero wootz, un proceso surgido en India y en Sri Lanka desde aproximadamente el año 300 a. C. e importado a China hacia el siglo V. Este temprano método utilizaba un horno de viento, soplado por los monzones. También conocido como acero Damasco, era una aleación de hierro con gran número de diferentes materiales, incluyendo trazas de otros elementos en concentraciones menores a 1.000 partes por

millón o 0,1% de la composición de la roca. Estudios realizados por Peter Paufler sugirieron que en su estructura se incluían nanotubos de carbono, lo que podría explicar algunas de las cualidades de este acero -como su durabilidad y capacidad de mantener un filo-, aunque debido a la tecnología de la época es posible que las mismas se hayan obteniendo por azar y no por un diseño premeditado. Entre los siglos IX y X se produjo en Merv el acero de crisol, en el cual el acero se obtenía calentando y enfriando el hierro y el carbón por distintas técnicas. Durante la dinastía Song del siglo XI en China, la producción de acero se realizaba empleando dos técnicas: la primera producía acero de baja calidad por no ser homogéneo -método "berganesco"- y la segunda, precursora del método Bessemer, quita el carbón con forjas repetidas y somete la pieza a enfriamientos abruptos.

Grabado que muestra el trabajo en una fragua en la Edad Media. El hierro para uso industrial fue descubierto hacia el año 1500 a. C., en Medzamor y el monte Ararat, en Armenia. La tecnología del hierro se mantuvo mucho tiempo en secreto, difundiéndose extensamente hacia el año 1200 a. C. No hay registros de que la templabilidad fuera conocida hasta la Edad Media. Los métodos antiguos para la fabricación del acero consistían en obtener hierro dulce en el horno, con carbón vegetal y tiro de aire, con 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. La técnica fue desarrollada por BenjaminHuntsman. En 1856, Sir Henry Bessemer, desarrolló un método para producir acero en grandes cantidades, pero dado que solo podía emplearse hierro que contuviese fósforo y azufre en

pequeñas proporciones, fue dejado de lado. Al año siguiente, Carl Wilhelm Siemens creó otro, el procedimiento Martin-Siemens, en el que se producía acero a partir de la descarburación de la fundición de hierro dulce y óxido de hierro como producto del calentamiento con aceite, gas de coque, o una mezcla este último con gas de alto horno. Este método también quedó en desuso. Aunque en 1878 Siemens también fue el primero en emplear electricidad para calentar los hornos de acero, el uso de hornos de arco eléctricos para la producción comercial comenzó en 1902 por Paul Héroult, quien fue uno de los inventores del método moderno para fundir aluminio. En este método se hace pasar dentro del horno un arco eléctrico entre chatarra de acero cuya composición se conoce y unos grandes electrodos de carbono situados en el techo del horno.

Estructura de hierro forjado de laTorre Eiffel. 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. 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. 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.

Puente fabricado en acero. 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. En muchas regiones del mundo, el acero es de gran importancia para la dinámica de la población, industria y comercio.

III.

COMPONENTES

Los dos componentes principales del acero son el hierro y el carbono, se encuentran en abundancia en la naturaleza, lo que favorece su producción a gran escala. Esta variedad y disponibilidad lo hace apto para numerosos usos como la construcción de maquinaria, herramientas, edificiosy obras públicas, contribuyendo al desarrollo tecnológico de las sociedades industrializadas. A pesar de su densidad (7.850 kg/m³ de densidad en comparación a los 2.700 kg/m³ del aluminio, por ejemplo) el acero es utilizado en todos los sectores de la industria, incluso en el aeronáutico, ya que las piezas con mayores solicitaciones (ya sea a impacto o fatiga) sólo pueden aguantar con un material como el acero.

Otros microconstituyentes Las texturas básicas descritas (perlíticas) son las obtenidas enfriando lentamente aceros al carbono, sin embargo modificando las condiciones de enfriamiento (base de los tratamientos térmicos) es posible obtener estructuras cristalinas diferentes: 

La martensita es el constituyente típico de los aceros templados y se obtiene de forma casi instantánea al enfriar rápidamente la austenita. Es una solución sobresaturada de carbono en hierro alfa con tendencia, cuanto mayor es el carbono, a la sustitución de la estructura cúbica centrada en el cuerpo por tetragonal centrada en el cuerpo. Tras la cementita (y los carburos de otros metales) es el constituyente más duro de los aceros.



Velocidades intermedias de enfriamiento dan lugar a la bainita, estructura similar a la perlita formada por agujas de ferrita y cementita pero de mayor ductilidad y resistencia que aquélla.



También se puede obtener austenita por enfriamiento rápido de aleaciones con elementos gammágenos (que favorecen la estabilidad del hierro γ) como el níquel y el manganeso, tal es el caso por ejemplo de los aceros inoxidables austeníticos.

IV.

CLASIFICACIÓN Según el modo de fabricación • • • • •

Aceros, eléctrico. Acero fundido. Acero Colmado. Acero efervescente. Acero fritado. Según el modo de trabajarlos

• •

Acero moldeado. Acero laminado. Según la composición y la estructura

• •

Aceros ordinarios. Aceros aleados o especiales. Según los usos a que se destinan

• • • • • • • • • • • •

V.

Acero para imanes o magnético. Acero autotemplado. Acero de construcción. Acero de corte rápido. Acero de decoletado. Acero de corte. Acero indeformable. Acero inoxidable. Acero de herramientas. Acero para muelles. Acero refractario. Acero de rodamientos.

PROPIEDADES FÍSICAS

Hay muchos sistemas de medición utilizados para definir las propiedades de un acero dado. Por ejemplo, el límite elástico, la ductilidad y la rigidez se determinan mediante ensayos de tracción. La dureza se mide mediante pruebas de impacto y la dureza se determina midiendo la resistencia a la penetración de la superficie de un objeto duro. Las propiedades físicas del acero están relacionadas con la física de la materia, tales como densidad, conductividad térmica, módulo de elasticidad, relación Poison, etc. Algunos valores típicos de las propiedades físicas del acero son:     

VI.

Densidad ρ = 7.7 ÷ 8.1 [kg/dm3] Módulo de elasticidad E=190÷210 [GPa] Relación de Poisson ν = 0.27 ÷ 0.30 Conductividad térmica κ = 11.2 ÷ 48.3 [W/mK] Expansión térmica α = 9 ÷27 [10-6 / K]

PROPIEDADES MECÁNICAS

Características mecánicas y tecnológicas del acero

Representación de la inestabilidad lateralbajo 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 1.510 °C en estado puro (sin alear), sin embargo el acero presenta frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1.375 °C, y en general la temperatura necesaria para la fusión aumenta a medida que se aumenta el porcentaje de carbono y de otros aleantes. (excepto las aleaciones eutécticas que funden de golpe). Por otra parte el acero rápido funde a 1.650 °C.15



Su punto de ebullición es de alrededor de 3.000 °C.16



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 lámina 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 losaceros inoxidables. 

Posee una alta conductividad eléctrica. Aunque depende de su composición es aproximadamente de17 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.

VII.

ELEMENTOS METÁLICOS

Los metales empleados en construcción poseen determinadas características y propiedades, a saber:

Olor. Despiden un olor característico, no muy fuerte y que desaparece con el pulido, o simplemente limpiando s superficie, pero que reaparece en cuanto se humedece. Color. Es también característico en los metales; no es de gran importancia, a menos que sea para usos ornamentales. Por el color pueden clasificarse en blancos: plata, platino, aluminio, estaño, níquel; blancos azulados: plomo, zinc, estaño; grises: acero y fundición; amarillos: oro y aleaciones, cobre, etc. Sabor. En determinadas condiciones de temperatura suelen dar al agua un sabor metálico característico. Estructura cristalina. Observando directamente la fractura de los metales, se ve unos granos cristalinos que se clasifican en finos y gruesos. La observación al microscopio de esos granos cristalinos y la micro-fotografía, proporcionan a la ciencia los adelantos necesarios y aprovechables en la metalurgia y muy especial en la siderurgia del hierro. Densidad. La densidad es variable en los metales; depende del estado sólido o líquido y del procedimiento con que fueron tratados. El metal al estado líquido es menos denso que al sólido, debido al aumento de volumen que experimenta con el calor. Así, si en estado sólido se lo estira, disminuye su densidad, que aumenta si se lo somete a la compresión. La clasificación general de los metales por su densidad es: ligeros, aquellos cuya densidad es menor de 5, y pesados, los que la exceden. De los metales empleados en construcción, solamente el aluminio entra en la categoría de los livianos. Conductibilidad. La conductibilidad eléctrica de los metales es máxima en el estado de pureza, disminuyendo a medida que contienen otros elementos, como por ejemplo el fósforo y el aluminio en el cobre. Asimismo aumenta con la temperatura. Dilatación. Los metales son materiales que tienen una amplia dilatación, en parte debido a su conductibilidad. Las dilataciones son perceptibles a veces aún con los cambios de temperatura ambiental. Se miden linealmente y se fija la unidad de longitud para la variación de 1° C de temperatura. Maleabilidad. Es la propiedad de los metales de poder ser modificados en su forma y aun ser reducidos a láminas de poco espesor a temperatura ambiente, por presión continua, martillado o estirado.

Soldadura aluminotérmica.

Para soldar grandes masas de fundición o de aceros aleados, es muy recomendable este proceso. Está basado en la propiedad del aluminio de descomponer a alta temperatura los óxidos de hierro tomando el oxígeno para oxidarse, y dejando el hierro en libertad. La

reacción se produce con gran desprendimiento de calor que no sólo funde el hierro que queda libre, sino que también calienta las partes a soldar. Mediante un dosaje adecuado se agregan pequeñas cantidades de níquel, cromo u otros metales cuando se trata de soldar aceros aleados. Para efectuar la soldadura, se rodea el lugar a soldar con una caja de material refractario, se llena la misma con la mezcla de óxido de hierro y aluminio en polvo con adición de níquel, cromo u otro metal si fuese necesario; por una abertura de la tapa se coloca una mecha de magnesio, ésta al quemarse lo hace a muy alta temperatura, suministrando el calor necesario para que se produzca la reacción, que es extremadamente rápida, hay gran desprendimiento de calor que calienta las piezas a soldar al rojo blanco y simultáneamente cae al fondo de la caja, donde están las piezas a soldar, el material de aporte fundido. 1. Aleaciones. Se basan en la propiedad particular de unirse dos o más metales, formando mezclas homogéneas, obtenidas por fusión y recuperando el estado sólido por enfriamiento. Algunas aleaciones se producen en frío y se denominan amalgamas, por mantenerse en estado plástico; éstas son las constituidas con mercurio. 2. Hierro. El hierro químicamente puro no puede ser usado en la construcción ni en la industria, pero sí las aleaciones del hierro con los otros elementos que lo acompañan como impurezas, y entre las cuales el carbono es el que desempeña el papel más importante. Ya antiguamente se usaba el hierro. Calentaban el mineral del hierro en un hogar con carbón de leña, quedando n hierro esponjoso que se podía martillar y darle forma. El adelanto de las ciencias permitió construir hornos de mayores dimensiones, y con ellos se llegó a licuar el hierro, pero lo que no se alcanzó a comprender sino mucho tiempo después fue por qué el hierro fundido resultaba frágil o quebradizo, y en cambio el batido, de menor temperatura, se trabajaba con el martillo. La diferencia fundamental entre las propiedades del hierro fundido y el batido, estriba en la combinación del carbono. Se opera una transformación química que libera el hierro del oxígeno, en efecto: Óxido de hierro + carbono = Hierro + óxido de carbono. Los hierros son metales maleables, dúctiles, cuyos fragmentos pueden ser soldados directamente. Se trabajan fácilmente y no experimentan modificación alguna cuando se los enfría bruscamente; no se templan. Contienen de 1 a 3 por mil de carbono y se dividen en: hierro dulce cuando tienen de 0,5 a 1 ½ por mil de carbono y hierro duro cuando contienen de 1 ½ a 3 por mil. El punto de fusión varía entre los 1500° y 1600° C. Obtención del hierro. Los minerales del hierro pueden reducirse al estado de óxidos y luego al de hierro más o menos puro, requiriéndose para ello la acción del fuego. El

procedimiento más antiguo se denomina bajo hogar o forjas catalanas, en el cual el hierro se apila mezclado con el carbón de leña en la fraguar. Se da fuego y se inyecta el aire por una tobera; el metal resultante es esponjoso, y debe dársele la compacidad mediante golpes de martillo. Las reacciones que se producen en estos hogares son las siguientes: el carbón al arder frente a las toberas forma el anhídrido carbónico, el cual es reducido por el mismo carbón a óxido de carbono, que al encontrarse con el óxido de hierro calentado, se apodera del oxígeno dejando libre el metal. Este procedimiento es largo y costoso. Con 45 kg de mineral y 50 kg de carbón, solamente se obtienen 15 kg de hierro. La escasa temperatura alcanzada, no llega a provocar la formación de carburos de hierro, obteniéndose una masa esponjosa llamada lupa. Altos hornos reciben este nombre debido a su altura, la cual está supeditada al combustible empleado. Interiormente están revestidos de ladrillos refractarios con un espesor de 60 cm a 1 m, y recubiertos exteriormente por una chapa de hierro de 13 mm de espesor. Funcionan de la siguiente manera: por el tragante se introducen en capas alternadas el combustible y el mineral en proporción predeterminada, y además un fundente para que al mezclarse con la ganga facilite la fusión y separe ambas. En la tragante hay dos tapas en forma de conos. El material para el primero y se estaciona. Se cierra el primer cono y se abre el segundo, cayendo el material en la cuba, sin pérdida del calor. En la parte superior de ésta, y en contacto con los gases y calor de la combustión, se seca y deshidrata; al llegar a la parte inferior, a 1050° C en contacto con el carbono en exceso, se reduce dando óxido de carbono, y quedan las partículas de metal mezcladas con la ganga, mientras la piedra caliza se cuece, desprendiendo el ácido carbónico y queda la cal viva. En el atalaje alcanza la temperatura de 1200° C, activándose la combinación de la cal con la ganga, y formando silicatos; deja el hierro libre, que se combina con el carbono. Al llegar frente a las toberas, donde la temperatura se eleva hasta los 1900° C, el hierro y los silicatos se funden adquiriendo fluidez; caen luego al crisol, donde por diferencia de densidades se separa la escoria al quedar flotando en la superficie. Por la bigotera superior se efectúa la sangría de la escoria, que consiste en hacer salir dicha escoria que sobrenada en el metal y que está compuesta caso por completo de silicato doble de alúmina y cal; se la lleva al secadero y se recoge en vagonetas. En cuanto al metal, se extrae por la piquera inferior, extendiéndose en moldes para formar los trozos cortos llamados lingotes. El proceso se lleva a cabo con la inyección de aire por las toberas. El aire aviva la combustión, y se apodera de casi todo el carbono y oxígeno del mineral, del combustible y del fundente, y sale a unos 500° C, constituyéndose aún gases utilizables para ser inyectados nuevamente al horno. Afinado. Consiste en reducir el exceso de carbono contenido en los lingotes de fundición blanca.

Pudelado. Se basa en la oxidación del carbono, sílice, manganeso y azufre de la fundición, separándose en forma de gas o escoria. 3. Aceros. Son metales maleables, dúctiles y soldables, muy duros. Calentándolos y enfriándolos rápidamente, se templan, haciéndose más duros, más elásticos y resistentes, pero más frágiles. Contienen de 3 a 5 por mil de carbono; el punto de fusión oscila alrededor de los 1400° C aumentando la proporción del carbono en el contenido. Los procedimientos de obtención son variados. Puede obtenerse al estado pastoso por el afinado de la fundición, como el hierro; es el acero pudelado y forjado. Puede ser obtenido al estado liquido, como el acero Bessemer, acero Thomas y el acero Martin Siemens. Procedimiento Bessemer. Enrique Bessemer , basándose en observaciones efectuada durante la fundición, dedujo que si se expone en contacto con el aire la masa fundente, ésta se transformaría en hierro maleable. El convertidor, tiene la forma peraltada, con revestimiento interior de ladrillos refractarios ácidos, con movimiento alrededor de un eje horizontal que le permite inclinarse al recibir y al volcar la masa liquida; en su fondo tiene una serie de canales para la entrada de aire comprimido, y la fuerza del mismo impide que se tapen. Se carga primero en carbón de coke encendido, se sopla para que aumente la temperatura al rojo blanco, y se lo extrae con el convertido en posición horizontal. Se introduce la fundición, y se endereza a medida que se inyecta aire por las toberas inferiores. El proceso consta de tres periodos: - De las chispas. Se produce la combustión del manganeso y sílice, eliminándose con gran desprendimiento de chispas; dura de cinco a diez minutos. - De las llamas. Comienza a quemarse el carbono con llama blanca y larga, debido al óxido de carbono, terminando a los 15 minutos con una humareda amarilla por el óxido de hierro. - De los humos. Se acorta la llama y aparecen solamente humos rojos y espesos que arrastran aún óxido de hierro y de manganeso; tiene una duración de 2 minutos, con lo cual ha terminado el afinado. Volteando el convertidor se extrae la masa líquida, a la cual se le agrega la fundición reactiva, un ferromanganeso. Este procedimiento se aplica para los hierro que no contengan fundiciones fosforosas, debido al revestimiento interior ácido. Método Thomas. Para evitar el inconveniente del convertidor Bessemer, en el cual el fósforo permanece unido al hierro haciéndolo agrio en frío, Thomas ideó su convertidor basado en el de Bessemer, sustituyendo el revestimiento interior ácido por uno básico formado por dolomita (carbonato de cal y magnesio).

Con este procedimiento el fósforo es eliminado con las escorias, bajo la forma de fosfato de cal. La cal necesaria puede suministrarla el revestimiento, y se agrega al baño líquido como reactivo. Aceros de cementación. Es éste el procedimiento más antiguo para la obtención de los aceros. Consiste en desoxidar varillas o planchuelas delgadas de hierro dulce, que se colocan dentro de cajas sobre capas de carbón de leña, alternando las capas con el material. Se cierran herméticamente y se las deja durante 15 días en hornos de cementación a 1200ºC. El hierro absorbe el carbono, el cual penetra en su masa de la periferia hacia el centro. El producto resultante no es uniforme, debiendo ser clasificado. En general se lo clasifica en cuatro tipos de aceros: aceros muy duros, duros, blandos, y los insuficientemente cementados. Las varillas de una misma clase se cortan en trozos de 40 cm. y se atan en paquetes que se calientan al rojo. Luego se forjan y laminan, operaciones con las cuales se obtiene una mayor homogeneidad en el metal. Aceros al crisol. El procedimiento con crisoles consiste en eliminar las impurezas que aún contienen los hierros obtenidos por forja. También se emplea este sistema cuando se desea obtener acero fundido en lugar de forjar las varillas obtenidas por cementación; éstas son sometidas a la fusión de los crisoles. La fusión se aplica a los hierros en general, cualquiera que sea su origen efectuando mezclas convenientes de hierros y aceros. El resultado está en relación directa a los materiales empleados. Los crisoles están formados por grafito con 20% de arcilla. De una altura variable entre 30 y 50 cm. con 20 a 30 cm. de diámetro, y capacidad de unos 30 a 40 kg. de metal. Se calientan en hornos de reverbero, durando la operación seis horas; se espuman las escamas y luego se vierte el metal fundido en los moldes con los que se obtienen los lingotes. Aceros al horno eléctrico. Se basa en la aplicación de la electricidad para obtener las altas temperaturas, que alcanzan a los 1800ºC, por medio del arco voltaico entre dos electrodos introducidos por la bóveda del horno. El revestimiento del horno es básico; no se lo carga con arrabio (hierro bruto en lingotes), sino con chatarra (metal de desperdicio) y otras clases de aceros, obteniendo otros de excelente calidad, tenaces, resistentes, forjables, de fácil Soldabilidad e inoxidables. También se emplean estos hornos para la reducción de los minerales, refusión, aleaciones con diversos elementos (cromo, níquel, tungsteno, titanio).

4. Fundiciones. Son metales poco maleables o dúctiles, pero más fusibles que el hierro. Su punto de fusión varía entre los 1100ºC y 1300ºC. Provienen de los altos hornos, como primera etapa de la producción de hierros y aceros. Por el color de la fractura se clasifica el arrabio (hierro bruto en lingote), en fundición blanca y fundición gris. La fundición blanca contiene de 2,5 a 3% de carbono, funde entre los 1100º y 1200ºC, es menos fluida que la gris, se contrae algo al solidificarse y el carbono se presenta en forma de carburo de hierro (cementita). Es muy dura, carece de maleabilidad, es frágil y de estructura fibrosa de grano chico; la superficie de fractura es de color blanco. Se utiliza para la fabricación de hierros y aceros por afinado, método Bessemer, Thomas o Martín Siemens. La fundición gris contiene de 3 a 4,5% de carbono, funde entre los 1200 y 1300ºC, es muy fluida y tiene la propiedad de llenar bien los moldes por dilatación al solidificarse, la superficie de su fractura es de color gris. Se caracteriza porque una parte del carbono se separa en forma de grafito al solidificarse. Se utiliza para la fabricación de objetos de fundición, es menos frágil que la blanca y fácilmente trabajable. Obtenidos los lingotes de fundición como productos directos de los altos hornos, pueden ser sometidos a una segunda fusión en hornos especiales llamados cubilotes; son cilíndricos, semejantes a los altos hornos pero de 3 a 15 m. de alto hasta 2 m. de diámetro. El combustible debe estar exento , en lo posible, de azufre. Los moldes compuestos de polvo de carbón y arcilla especial, son recubiertos de grafito (plombagina) emulsionado con agua; deber ser pinchado a fin de permitir el escape de vapores y gases durante la colada, en la que el hierro desprende chispas. El producto obtenido se denomina hierro colado. Las columnas de alumbrado se fabrican de una sola pieza cuando son chicas; las grandes, en tres partes: base, fuste y capitel. Hierro o acero para hormigón armado. Para absorber los esfuerzos de tracción fundamentalmente y en algunos casos los de compresión, se colocan las armaduras en las estructuras de hormigón armado. El acero utilizado ha de ser del tamaño adecuado y conformado de manera tal que satisfaga la finalidad con la que se coloca. Asimismo debe presentar una gran superficie de adherencia para lograr un reparto uniforme de las tensiones. Ello hace que se recurra a las barras de pequeño diámetro. El empleo de tales secciones hace que se recurra al trafilado para obtenerlas. Consiste el procedimiento en hacer pasar una barra de cierto diámetro por perforaciones troncocónicas practicadas en piezas de acero extra duro; estas perforaciones son de diámetro progresivamente decreciente. Las pastillas de material extra duro reciben el nombre de trafilas, y la operación trafilado.

Los acero o hierro trafilados que normalmente se expenden en el comercio para ser utilizados en el hormigón armado van desde 5 mm hasta 40 mm, siendo de mayor precio en relación a su peso los de diámetro menor. Corrientemente se utilizan los hierro redondos y ocasionalmente los de sección cuadrada. Para facilitar la adherencia se han difundido las barras con superficies corrugadas, lo que se consigue laminando las barras con estrías o resaltos. Se utilizan tres calidades de acero: el extrasuave de construcción, el suave y el de alta resistencia. Éste último, debido al contenido de carbono elevado, es frágil y difícil de doblar. La carga de agotamiento es aproximadamente 3800 a 4900 kg/cm², para el primero; 4900 a 6300 kg/cm², para el segundo, y más de 5600 kg/cm², para el último.

5. Mallas Sima. En la construcción de losas, tabiques, tanques, etc., donde es necesario colocar armaduras en forma de parrillas que transmitan los esfuerzos en dos direcciones cruzadas, se utilizan comúnmente las denominadas mallas Sima. Las mismas consisten en varillas colocadas en sentido longitudinal y transversal formando cuadrados (mallas Q) o rectángulos (mallas R), estando unidas las varillas longitudinales con las transversales por soldadura eléctrica en los puntos de cruce. Se hallan normalizadas y se las designa, por ejemplo, Q 196 o R 377, lo que significa que la malla es cuadrada o rectangular. La cifra que sigue a la letra equivale a cien veces la sección de las barras longitudinales por metro. En el primer ejemplo la malla es cuadrada , constituida por hierros de 5 mm.de diámetro colocados cada 100 mm., resultando una sección de 1,96 cm² por metro; en el segundo ejemplo se trata de una armadura rectangular, construida con hierros de 6 mm.diámetro espaciados longitudinalmente cada 150 mm.y hierros de diámetro 5 mm.espaciados cada 250 mm.transversalmente. Otra notación utilizada es la siguiente: 100 x 100 x 5, que correspondería al primer ejemplo, y 150 x 250 x 6 x 5, al segundo. Las mallas Sima livianas se fabrican con hierros que no superan el diámetro de 6 mm. Las mallas Sima pesadas, en cambio, se construyen con barras de hasta 12 mm.de diámetro espaciadas con una separación mínima de 150 mm. Las mallas Sima livianas se expenden en rollos, en tanto que las pesadas en paneles.

VIII.

FORMAS COMERCIALES.

Las diversas formas comerciales empleadas en construcción pueden clasificarse en cuatro grupos, a saber: 1º) barras y perfiles; 2º) chapas; 3º) roblones, pernos y clavos, y 4º) alambres y cables.

1º) Barras y perfiles. Los de este grupo están detallados y dispuestos con todos los detalles en tablas de resistencia, manuales especializados, etc. Debe tenerse en cuenta que careciendo nuestro país de la industria del hierro, dependemos de los perfiles de importación, de los cuales llegan solamente los de numeración par. Estando la numeración en relación directa con la altura del perfil, es lógico que en los cálculos debe tenerse muy presente esto. De estos perfiles nos llegan de dos clases: unos con las medidas en milímetros, denominados perfil normal, y otros con las medidas en pulgadas inglesas. Los perfiles laminados tienen particular interés en la construcción por ser destinados a las estructuras resistentes. Descriptos someramente, son: Hierro T, de aleta angosta, tiene la altura y ancho de ala iguales; de ala ancha, cuando tiene el alma mitad del ancho del ala; Hierro doble T o viguetas, numeración del 8 hasta el 60, es decir, hasta 60 cm. de altura; Grey, de alas anchas, del 18 al 100; los hierros ángulos, que también se laminan de dos clases: de alas iguales y de alas desiguales; en este último caso la relación entre las alas es de 1, 1 ½ o 2. Los hierros especiales, que se emplean mucho en construcciones navales. Los hierros Zores, en zeta, en cuarto de círculo, los de forma especial. Los hierros carriles de Vignoli y carriles de Fénix. Hierros en U. Hierros de sección cuadrada, empleados para rejas u barandas; hexagonales; redondos, de uso especial en hormigón armado; planos o planchuelas. En este grupo también entran los hierros laminados especiales para carpintería metálica, de formas variadísimas, destinados a recibir el vidrio y efectuar un cierre hermético, para lo cual se combinan en la forma conocida, como de doble contacto. 2º) Chapas. Llamadas palastros, tienen un espesor de 5 a 25 mm; también reciben el nombre de planchas. La numeración de las chapas es inversa; es decir, que a medida que aumenta la numeración disminuye el espesor. En el comercio se expenden en condiciones naturales, denominadas chapas negras, o recubiertas con un baña de zinc, llamado hierro galvanizado; popularmente se las conoce por chapas de zinc, pero no debe confundírselas con las de ese metal. Las chapas onduladas de hierro galvanizado están muy difundidas en el país, para usos diversos; estas chapas tienen un largo corriente de 2 metros con una onda de parábola. La chapa estriada o estampada es de acero dulce y en una de sus caras tiene estrías en relieve formando rombos de 2 mm.de espesor y de 5 mm.de ancho; son usadas para escalones, pasarelas, tapas de cámaras, etc. La chapa desplegada, comúnmente llamada metal desplegado, se fabrica haciendo cortes al tresbolillo y estirando; se forman mallas romboidales de muchas aplicaciones, como cielorrasos armados, etc. Hojalatas son chapas negras recubiertas de estaño; sus espesores varían de 0,2 a 0,8 mm. 3º) Roblones, pernos y clavos. Los roblones, llamados también remaches, están formados por un cuerpo cilíndrico y una cabeza que afecta la forma de media esfera, de un casquete esférico, de gota de sebo o de cabeza perdida; en el otro extremo del cilindro se remacha la cabeza en caliente una vez colocado en la pieza. El diámetro del cilindro es variable entre 3,17 mm. (1/8”) y 24,5 mm.(1”) y el largo mínimo de 2,5 veces el diámetro.

Los pernos se conocen por bulones y tornillos, según si llevan o no ranurada la cabeza para el destornillador. Los bulones están formados por un cilindro fileteado en casi toda su longitud y una cabeza fija, completados por una tuerca y una arandela. Los bulones pueden tener la cabeza de forma cuadrada y tuerca cuadrada, cabeza hexagonal y tuerca igual, cabeza redonda y tuerca cuadrada o hexagonal. Cuando el cuerpo está fileteado, excepto una pequeña zona en su parte media y carece de cabeza, se denomina prisionero. Los tornillos, de tamaño menor que los anteriores y cuerpo fileteado, tienen cabeza redonda, cabeza perdida troncocónica, con tuercas cuadradas o hexagonales, llevan ranura en la cabeza para destornillador. Otro tipo de tornillo es el que se aplica en las maderas; tiene la cabeza como las del anterior, el cuerpo a partir de ella es cilíndrico y luego cónico fileteado, terminando en punta. Los clavos constan de un cuerpo cilíndrico liso, terminado en punta en un extremo y una cabeza, en casquete esférico, cabeza perdida; los hay también en forma de L, llamados escarpia, de cabeza grande, llamados también tachones, y las tachuelas de cabeza chata y cuerpo cónico o piramidal. El largo de los clavos comunes varía entre 25 mm.y 305 mm.se fabrican con alambre de acero estirado en frío y sin recocer. 4º) Alambres y cables. El proceso de fabricación de los alambres ya fue explicado; faltaría establecer las diversas clases de alambre que provee la industria: de hierro común o de acero. Son de sección circular, negro, charolado, galvanizado, etc. Los cables están formados por la reunión de alambres de acero enrollados alrededor de un alma de cáñamo o de alambre dulce, formando cordones; varios de estos cordones reunidos por torsión indeformable constituyen los cables. El enrollado de los cordones se efectúa de derecha a izquierda y éstos en conjunto, para formar el cable, de izquierda a derecha, para que no se desenrollen . Los alambres se empalman por soldadura y la resistencia es casi la suma de los alambres que forman el cable.

IX.

PERFILES DE ACERO

Para su uso en construcción, el acero se distribuye en perfiles metálicos, siendo éstos de diferentes

características

según

su

forma

y

dimensiones

y

debiéndose

usar

específicamente para una función concreta, ya sean vigas o pilares. A continuación se detallan los tipos de perfiles del acero: 1. Perfil angular de acero:Acero de ángulo es un producto formado por acero estructural al carbono ordinario y acero estructural de baja aleación ordinario laminado en caliente.

Tenemos la capacidad de fabricar acero angular con diferentes tamaños de acuerdo a las especificaciones de los clientes.

2. Perfiles Laminados: Los perfiles laminados se producen a partir de la laminación en caliente de palanquillas o tochos hasta darle la conformación deseada. Entre sus características destaca su uniformidad estructural pues no presentan soldaduras o costuras y tienen un bajo nivel de acumulación de tensiones residuales localizadas. Se distinguen, básicamente en dos grandes familias. 2.1.

Perfiles de alas paralelas: Los perfiles de ala paralela se producen en secciones tipo “I” y “H”, también denominadas doble T y los perfiles H de al. Se caracterizan por tener alas perpendiculares al alma, de caras paralelas, rectilíneas y de espesor constante que dejan ángulos redondeados en los encuentros interiores entre el ala y el alma.

Son muy utilizados en la fabricación de estructuras, ya que su geometría paralela y rectilínea facilita las uniones, conexiones y encajes.

2.2.

Perfiles de alas inclinadas o Normales americanos: Los perfiles normales americanos o de alas inclinadas se producen básicamente en secciones tipo “I”, “U” y “L” y se caracterizan por tener los exteriores de las alas perpendiculares al alma, mientras las caras interiores de las alas presentan una inclinación de hasta un 14% respecto de la cara exterior, por lo que los espesores de las alas son decrecientes. Las uniones entre las caras exteriores e interiores de las alas, así como las uniones entre las alas y el alma, son redondeadas.

3. Perfiles conformados en frío: Los perfiles conformados en frío o doblados se obtienen por la conformación de planchas planas en forma de chapas o flejes sin cambiar su temperatura. El proceso se puede hacer mediante plegado, en cuyo caso su longitud está limitada por el largo de la plegadora, (usualmente de entre 3.000 y 6.000mm) y los espesores mayores se sitúan alrededor de los 12mm, también dependiendo de la potencia de la plegadora. Se pueden hacer mediante proceso continuo en una línea perfiladora o “roll former”, en cuyo caso, el largo de fabricación es continuo y la longitud es teóricamente indefinida, aunque limitada normalmente a medidas comerciales o a limitaciones del transporte. Los espesores máximos en las líneas perfiladoras, difícilmente superan los 6mm. Su característica geométrica principal es que los cantos y vértices que presentan son redondeados. Se producen usualmente en secciones tipo “U”, “C” (o canal atiesado), “L” y algunas variantes según cada productor (Omega, Sigma, etc.). A diferencia de los tubos, esta familia de perfiles conformados suele denominarse también como perfiles abiertos.

4. Perfiles soldados: Una alternativa frecuentemente utilizada para enfrentar las limitaciones de disponibilidad de perfiles laminados y responder a exigencias de diseño específicas es la producción de perfiles soldados, fabricados a partir de planchas planas de acero que son sometidas a corte, armado y soldadura. Esta estrategia permite obtener una casi ilimitada variedad de formas, geometrías y espesores de perfiles a partir de las secciones o flejes que son empalmados mediante soldadura, normalmente de arco sumergido. Una de las características de los perfiles soldados es que permiten la producción de perfiles de sección variable. El proceso de producción permite desarrollar esta actividad desde instalaciones semi-artesanales a complejas instalaciones industriales. La soldadura produce deformaciones térmicas en las alas, que deben ser compensadas previamente o corregidas luego de su producción.

5. Perfiles electrosoldados: La producción de perfiles soldados mediante electrosoldadura por resistencia eléctrica (o electrofusión) permite altas productividades de perfiles en secciones que varían entre 100 y 500mm y espesores entre 3 y 12mm.

6. Perfiles tubulares con costura: La fabricación de perfiles tubulares de sección redonda, cuadrada o rectangular, tanto para transporte de fluidos, gases o para efectos estructurales se realiza a partir de procesos continuos o de cilindrado de planchas, según los requerimientos de dimensión y espesor del producto esperado. Estos perfiles, cuando tienen cierto tamaño y resistencia (espesores superiores a 3mm) se denominan secciones huecas estructurales, siendo su denominación en inglés: HSS. 6.1.

De producción continua con soldadura por resistencia eléctrica: El acero plano en bobinas es previamente seccionado en flejes de acuerdo al desarrollo del perfil tubular a producir, siendo cargado en una línea de

conformado en frío que, en sus etapas previas a la conformación, tiene una etapa de preparación de los bordes para luego ser conformado hasta la formación del tubo. En el extremo final se sitúa la estación de soldadura en la que mediante una corriente eléctrica de alta frecuencia se produce la fusión de los cantos en contacto. Los excedentes de la soldadura son eliminados por raspadores antes de que se enfríen. La producción de secciones cuadradas o rectangulares se logra posteriormente por deformación por presión lateral del tubo circular.

6.2.

Producción continua con soldadura helicoidal por arco sumergido: Otra forma de producir tubos soldados en forma continua es mediante soldadura helicoidal por arco sumergido, que permite la construcción de tubos de mayores diámetros (entre 406 y 2540mm) y mayores espesores (entre 4,4mm y 12,6mm) en largos de entre 6 y 12m.

6.3.

Cilindrados de grandes dimensiones y espesores: La producción de tubos es posible a partir del cilindrado de chapas en cilindradoras que varían en sus características, existiendo las que actúan tanto manualmente como en forma mecánica, neumática o hidráulica. La deformación de la plancha o chapa se produce en un equipo de tres o cuatro cilindros que ejercen presión entre sí conformando un aro llamado virola. Este proceso, que permite la obtención de variados espesores y diámetros, está limitado en la longitud de los cilindros deformadores de la cilindradora, por lo que se deben empalmar longitudinalmente los tramos de plancha cilindrada o virola. El diámetro mínimo de cilindrado depende del espesor de la plancha y del material. Hay procesos hidráulicos que permiten cilindrar hasta planchas de 50mm de espesor y diámetros internos de hasta 840mm,

mientras cilindradoras pequeñas están limitadas a espesores máximos de 6mm.

7. Perfiles tubulares sin costura: El proceso de producción de tubos sin costura se realiza por laminación en caliente de palanquillas redondas (esbozos) mediante un mandril de expansión en un proceso también conocido como extrusión. Y se producen en espesores variables entre 2,9 y 20,6mm y en secciones entre 26,7 y 355,6mm.

8. Perfil canal de acero, perfil U de acero:El perfil canal o perfil U de acero es un producto formado por acero estructural al carbono ordinario y acero estructural de baja aleación ordinario laminado en caliente. Comúnmente utilizados en la construcción de puentes.

Acerca de los perfiles de acero Los perfiles de acero son perfiles de acero en tiras, tiene una variedad formas en la sección transversal y tamaños Producimos productos de perfiles de acero, incluyendo perfiles doble T de acero(perfiles I de acero), perfiles angulares de acero(perfiles L de acero), perfiles canal de acero(perfiles U de acero) todos son aceros estructurales de baja

aleación laminados en caliente, más fuertes que los aceros estructurales al carbono ordinarios. Aplicaciones de nuestros perfiles de acero o

Perfiles doble T de acero: Ampliamente utilizado en diferentes estructuras de edificios, puentes, vehículos, soportes y maquinarias, etc.

o

Perfiles angulares de acero: Usado en diferentes estructuras de edificios y estructuras de ingeniería: haz de casa, puentes, torre de transmisión de energía, maquinaria de elevación y transporte, barcos, horno industrial, torre de reacción, bastidores del envase, y almacenes.

o

Perfiles canal de acero: Comúnmente utilizado en la construcción de puentes, estructura arquitectónica, las fabricación de vehículos y otras estructuras industriales.

Los dos elementos más importantes en el sistema drywall son las placas de roca de yeso/fibrocemento y los perfiles metálicos de lámina de acero galvanizado que conforman la estructura sobre la cual se atornillarán las placas. El espaciamiento entre parantes no debe ser mayor de 0.61mm entre ejes. Para la construcción de elementos portantes (muros portantes, muros cortina, tijerales o cerchas) se deben utilizar perfiles galvanizados de un espesor mínimo de 0.90mm. Los perfiles metálicos se utilizan en la construcción de tabiques, muros, techos, cielo raso, entrepisos y en general en la construcción de cualquier edificación residencial, comercial e industrial. D ARTICULO

B

t

(mm) (mm) (mm)

GAGE 25 25 25 20

LONGITUD PESO total unitario (m) (kg) (kg/ml) 3.05 0.93 0.30 3.05 1.21 0.40 3.05 1.47 0.48 3.05 2.31 0.76

39 65 90 65

25 25 25 25

0.45 0.45 0.45 0.90

90

25

0.90 20

3.05

2.92 0.96

38 64 89

38 38 38

0.45 25 0.45 25 0.45 25

3.05 3.05 3.05

1.32 0.43 1.60 0.52 1.87 0.61

Rieles

Parantes

DESCRIPCION Elemento de colocación horizontal, su ancho permite insertar el perfil parante. Se utiliza como perfil guía, que junto con los parantes forma la estructura sobre la cual se atornilla la placa. Se fija a los pisos, losas y paredes. Perfil que es parte de la estructura a la que se atornilla la placa en

64 89 64

38 38 38

0.45 25 0.45 25 0.90 20

2.44 2.44 3.05

1.30 0.53 1.52 0.62 3.20 1.05

89

38

0.90 20

3.05

3.69 1.21

A

H

t

paredes, cielos rasos y revestimientos. Presenta perforaciones en el alma para el paso de ductos y grafilados en las alas para facilitar la fijación de las planchas con los tornillos 6x1”. Se proveen en longitudes de 2.44mm y 3.00m, las medidas especiales son bajo pedido.

LONGITUD PESO total unitario DESCRIPCION (mm) (mm) (mm) (m) (kg) (kg/ml) Perfil de sección trapezoidal. Se utiliza Canal 30 24 0.45 25 3.05 1.22 0.40 como estructura en cielos omega rasos descolgados y revestimientos de muros. H t LONGITUD PESO ARTICULO GAGE total unitario DESCRIPCION (mm) (mm) (m) (kg) (kg/ml) Guardacanto de lámina 31.50 0.30 2.44 0.32 0.13 de acero galvanizado, de arista redondeada y ángulo ligeramente inferior a 90 grados, con perforaciones para Esquinero clavado y penetración de metálico 31.5 0.30 3.05 0.39 0.13 la masilla. Es indispensable como remate de cantos externos en ángulos de 90º en sitios de tráfico pesado. ARTICULO

GAGE

X.

NORMALIZACIÓN DE LAS DIFERENTES CLASES DE ACERO

Llave de acero aleado para herramientas o acero al cromo-vanadio. Para homogeneizar las distintas variedades de acero que se pueden producir, existen sistemas de normas que regulan la composición de los aceros y las prestaciones de los mismos en cada país, en cada fabricante de acero, y en muchos casos en los mayores consumidores de aceros. Por

ejemplo

en España están

regulados

por

la

norma UNE-EN

10020:2001

antiguamente estaban reguladas por la norma UNE-36010, ambas editadas por AENOR.

y 19

Existen otras normas reguladoras del acero, como la clasificación de AISI (de uso mucho más extendido internacionalmente), ASTM,DIN, o la ISO 3506. En nuestro país el que regula la

XI.

IMPUREZAS EN EL ACERO

Se denomina impurezas a todos los elementos indeseables en la composición de los aceros. Se encuentran en los aceros y también en las fundiciones como consecuencia de que están presentes en los minerales o los combustibles. Se procura eliminarlas o reducir su contenido debido a que son perjudiciales para las propiedades de la aleación. En los casos en los que eliminarlas resulte imposible o sea demasiado costoso, se admite su presencia en cantidades mínimas. 

Azufre: límite máximo aproximado: 0,04%. El azufre con el hierro forma sulfuro, el que, conjuntamente con la austenita, da lugar a un eutéctico cuyo punto de fusión es bajo y que, por lo tanto, aparece en bordes de grano. Cuando los lingotes de acero colado deben ser laminados en caliente, dicho eutéctico se encuentra en estado líquido, lo que provoca el desgranamiento del material.

Se controla la presencia de sulfuro mediante el agregado de manganeso. El manganeso tiene mayor afinidad por el azufre que elhierro por lo que en lugar de FeS se forma MnS que tiene alto punto de fusión y buenas propiedades plásticas. El contenido de Mn debe ser aproximadamente cinco veces la concentración de S para que se produzca la reacción. El resultado final, una vez eliminados los gases causantes, es una fundición menos porosa, y por lo tanto de mayor calidad. Aunque se considera un elemento perjudicial, su presencia es positiva para mejorar la maquinabilidad en los procesos de mecanizado. Cuando el porcentaje de azufre es alto puede causar poros en la soldadura. 

Fósforo: límite máximo aproximado: 0,04%. El fósforo resulta perjudicial, ya sea al disolverse en la ferrita, pues disminuye laductilidad, como también por formar FeP (fosfuro de hierro). El fosfuro de hierro, junto con la austenita y la cementita, forma un eutéctico ternario denominado esteadita, el que es sumamente frágil y posee punto de fusión relativamente bajo, por lo cual aparece en bordes de grano, transmitiéndole al material su fragilidad. Aunque se considera un elemento perjudicial en los aceros, porque reduce la ductilidad y la tenacidad, haciéndolo quebradizo, a veces se agrega para aumentar la resistencia a la tensión y mejorar la maquinabilidad.

XII.

DESGASTE DEL ACERO

Es la degradación física (pérdida o ganancia de material, aparición de grietas, deformación

plástica,

cambios

estructurales

como

transformación

de

fase

o

recristalización, fenómenos de corrosión, etc.) debido al movimiento entre la superficie de un material sólido y uno o varios elementos de contacto.

XIII.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ACERO

VENTAJAS Algunas de las ventajas son: Alta resistencia: La alta resistencia del acero por unidad de peso, permite estructuras

relativamente livianas, lo cual es de gran importancia en la construcción de puentes, edificios altos y estructuras cimentadas en suelos blandos. Homogeneidad: Las propiedades del acero no se alteran con el tiempo, ni varían con la localización en los elementos estructurales. Elasticidad:El acero es el material que más se acerca a un comportamiento linealmente elástico (Ley de Hooke) hasta alcanzar esfuerzos considerables. Precisión dimensional:Los perfiles laminados están fabricados bajo estándares que permiten establecer de manera muy precisa las propiedades geométricas de la sección. Ductilidad: El acero permite soportar grandes deformaciones sin falla, alcanzando altos esfuerzos en tensión, ayudando a que las fallas sean evidentes. Tenacidad: El acero tiene la capacidad de absorber grandes cantidades de energía en deformación (elástica e inelástica). Facilidad de unión con otros miembros: El acero en perfiles se puede conectar fácilmente a través de remaches, tornillos o soldadura con otros perfiles. Rapidez de montaje: La velocidad de construcción en acero es muy superior al resto de los materiales. Disponibilidad de secciones y tamaños: El acero se encuentra disponible en perfiles para optimizar su uso en gran cantidad de tamaños y formas. Costo de recuperación: Las estructuras de acero de desecho, tienen un costo de recuperación en el peor de los casos como chatarra de acero. Reciclable: El acero es un material 100 % reciclable además de ser degradable por lo que no contamina. Permite ampliaciones fácilmente:El acero permite modificaciones y/o ampliaciones en proyectos de manera relativamente sencilla. Se pueden prefabricar estructuras: El acero permite realizar la mayor parte posible de una estructura en taller y la mínima en obra consiguiendo mayor exactitud.

DESVENTAJAS DEL ACERO Corrosión: El acero expuesto a intemperie sufre corrosión por lo que deben recubrirse

siempre con esmaltes alquidálicos (primarios anticorrosivos) exceptuando a los aceros especiales como el inoxidable. Calor, fuego: En el caso de incendios, el calor se propaga rápidamente por las estructuras haciendo disminuir su resistencia hasta alcanzar temperaturas donde el acero se comporta plásticamente, debiendo protegerse con recubrimientos aislantes del calor y del fuego (retardantes) como mortero, concreto, asbesto, etc. Pandeo elástico:Debido a su alta resistencia/peso el empleo de perfiles esbeltos sujetos a compresión, los hace susceptibles al pandeo elástico, por lo que en ocasiones no son económicos las columnas de acero. Fatiga: La resistencia del acero (así como del resto de los materiales), puede disminuir cuando se somete a un gran número de inversiones de carga o a cambios frecuentes de magnitud de esfuerzos a tensión (cargas pulsantes y alternativas).

XIV.

NOMENCLATURA DE LOS ACEROS

Seguidamente y sin ánimo de exhaustividad describo algunos de los aceros más utilizados en la industria de la fabricación de cuchillos y navajas:

10xx: familia de aceros derivados de las especificaciones de los aceros medievales japoneses y utilizado básicamente en EEUU desde hace muchos años, la cifra "xx" representa el porcentaje de carbono utilizado, por ejemplo 1070 es acero con un 0.7% de carbono, cuanto más alta es la cifra más dureza de la aleación. Muy utilizado en la fabricación de herramientas, muelles, cuchillería básica y espadas.

5160 AISI: acero de calidad para la fabricación de espadas mayoritariamente aunque pueden encontrarse cuchillos con este acero. Contiene cromo pero no en el porcentaje suficiente como para ser realmente inoxidable, es superior al acero 10xx. Su calidad no es muy buena para cuchillería en general, siendo muy utilizado en países índicos. A2: Acero para herramientas básicamente, no es acero inoxidable a pesar de su contenido en cromo, es fácil de manejar por lo que es usado en cuchillerías japonesas para la fabricación de sus hojas. También en otros países se utiliza para la fabricación de espadas por su flexibilidad. Extremadamente duro pero fácil de afilar, idóneo para cuchillos de uso diario. En EEUU lo utilizan algunos artesanos de renombre por su dureza. D-2: acero con un 12.5% de contenido en cromo, fácil de trabajar y económico. Su aleación contiene también una elevada cantidad de tungsteno lo que le confiere una gran

dureza y retención del filo, no requiere por tanto de mucho mantenimiento por lo que suele encontrarse en cuchillos de uso profesional.

CPM3V: es una aleación de acero "A2" enriquecido con vanadio, como resultado es una aleación de extrema dureza.

416: aleación parcialmente utilizada en cuchillería, no recomendable para las hojas de uso diario por su fragilidad pero si para hojas que requieran grabados.

Stellite: curiosa aleación a base de cobalto y cromo, cuenta con una aportación muy grande de carbono lo que le confiere unas propiedades de retención del filo sorprendente, su problema es su escasa dureza. Utilizado en herramientas y cuchillos especiales de filos extremos.

420: Uno de los tipos de acero más utilizados, económico y muy utilizado en Asia, es el material utilizado en la mayoría de cuchillos de cocina de calidad, difícil de trabajar aporta dureza y resistencia.

425: mejora del acero 420 destinado a la fabricación de cuchillería básica y herramientas. 12C27: acero de herramientas fabricado en Suecia.

Talonite: aleación no magnética utilizada en cuchillería especial, no es muy duro pero tiene una gran resistencia a la corrosión, alta flexibilidad y prestaciones.

O1: Acero de uso muy común, se puede templar en aceite, es uno de los aceros más usados por los artesanos americanos.

AUS-6A: acero japonés de buena calidad aunque no llega a las prestaciones del 440 si bien queda cerca.

440A: el acero inoxidable de referencia. Muy manejable y fácil de afilar utilizado en cuchillos artesanales y navajas de uso diario.

420HC: variante del 420 al que con un mayor contenido en cromo y níquel le confieren una mejor protección contra la corrosión.

Ion fusión 420: tratamiento del 420HC al que se le añade nitrato de zirconio con lo cual se consigue un nivel de dureza mucho más alto. Patentado por Buck.

420J2: mejora del 420 considerado 100% inoxidable, más resistente a la corrosión. Es muy fácil de manipular pero no tiene una dureza elevada.

440C: Excelente aleación para cuchillos y navajas de alta calidad así como instrumental quirúrgico, ofrece un buen compromiso entre prestaciones y precio, es difícil de afilar pero mantiene muy bien su filo. Fue utilizada por primera vez por Gil Hibben en 1966. X15: aleación similar al 440C y el ATS34 pero con mejor resistencia a la corrosión. M-2: Acero rápido de alta dureza y muy alta resistencia. Es muy difícil de trabajar y más orientado a herramientas que a cuchillería.

M-4: aleación muy rica en vanadio y carbono, extremadamente dura, con ella se consiguen hojas de muy alta calidad y resistencia pero de muy difícil mantenimiento ya que son complicadas de afilar.

AUS8A: aleación mejorada del AUS6A por la adición de vanadio, presenta prestaciones similares al ATS34 y al 440A. Utilizada en hojas de alta calidad.

INFI Steel: aleación patentada por Jerry Busse's de extrema calidad y legendaria fama, sus creaciones cuentan con una resistencia extrema (HRC 58-60), mantenimiento del filo y garantía de por vida, en su proceso intervienen procesos criogénicos de alta tecnología. 154CM: aleación aportada por Bob Loveless en 1972, de elevada dureza y resistencia es utilizado en cuchillería de alta calidad, especialmente en cuchillos profesionales y en la industria aeroespacial.

ATS-55: acero de elevada calidad y alta tecnología de origen japonés utilizado casi en exclusiva por Spyderco, su particular aleación contiene cobre y cobalto lo que le confiere una dureza impresionante y una resistencia a los elementos sobresaliente. VG-10: acero laminado de última generación que aporta un 35% más de resistencia que aceros de similar dureza (HRC 59), es inoxidable, extremadamente rígido y con un mantenimiento del filo notable. Altísima calidad.

G-2: acero de muy alta calidad japonés, muy usado por fabricantes de elite en EEUU.

Muy alto contenido en cromo lo hace prácticamente invulnerable a los elementos y el 0.9% de carbono le confiere una particular dureza.

ATS-34: Aleación de extrema calidad, prestaciones muy elevadas y utilizado solo por algunas compañías de elite, ya que es una aleación especial nacida únicamente para la fabricación de hojas para cuchillería. Básicamente contiene carbono, cromo y molibdeno. En algunas fuentes se le cita como la aleación ideal para cuchillos de altas prestaciones. También tiene algunos detractores por no incluir vanadio, lo cual en principio le resta prestaciones en dureza. Es similar en prestaciones al 154CM.

CPM420V: aleación de muy alta calidad, es una actualización del impresionante 440V con más vanadio, pero su problemática manipulación para conseguir correctos acabados ha hecho que no sea tan utilizado por los fabricantes. Es extremadamente complejo de afilar. BG42: acero superior de alta presión, fabricado en EEUU por Latrobe Steel y considerado de los mejores para cuchillería, es de extrema resistencia y tiene una retención del filo sobresaliente, es una aleación cara porque requiere de un complejo tratamiento térmico. CPM440V: Fabricado por Crucible Powder Metallurgy es según muchas fuentes el mejor acero existente, de elevado precio cuenta con una cantidad importante de carbono y vanadio para proporcionarle mayor resistencia y dureza. Es el que mejor conserva el filo ante cualquier situación, si bien requiere de herramientas especiales para ser manipulado y afilado.

XV.

TRATAMIENTOS DEL ACERO

Tratamientos superficiales Debido a la facilidad que tiene el acero para oxidarse cuando entra en contacto con la atmósfera o con el agua, es necesario y conveniente proteger la superficie de los componentes de acero para protegerles de la oxidación y corrosión. Muchos tratamientos superficiales están muy relacionados con aspectos embellecedores y decorativos de los metales. Los tratamientos superficiales más usados son los siguientes: 

Cincado: tratamiento superficial antioxidante por proceso electrolítico o mecánico al que se somete a diferentes componentes metálicos.



Cromado: recubrimiento superficial para proteger de la oxidación y embellecer.



Galvanizado: tratamiento superficial que se da a la chapa de acero.



Niquelado: baño de níquel con el que se protege un metal de la oxidación.



Pavonado: tratamiento superficial que se da a piezas pequeñas de acero, como la tornillería.



Pintura: usado especialmente en estructuras, automóviles, barcos, etc.

Tratamientos térmicos .

Rodamiento de acero templado. 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: 

Temple



Revenido



Recocido



Normalizado

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. 

Cementación (C): aumenta la dureza superficial de una pieza de acero 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.



Nitruración (N): al igual que la cementación, aumenta la dureza 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.



Cianuración (C+N): endurecimiento superficial de pequeñas piezas de acero. Se utilizan baños con cianuro, carbonato y cianato sódico. Se aplican temperaturas entre 760 y 950 °C.



Carbonitruración (C+N): al igual que la cianuración, introduce carbono y nitrógeno en

una

capa

superficial,

pero

con hidrocarburoscomo 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. 

Sulfinización (S+N+C): aumenta la resistencia al desgaste por acción del 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.

XVI.

MECANIZACION DEL ACERO

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. 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 de las secciones conseguidas de esta forma no se ajustan a las tolerancias requeridas y por eso muchas veces los productos laminados hay que someterlos a fases de mecanizado para ajustar sus dimensiones a la tolerancia requerida.

Acero forjado

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

Acero corrugado El acero

corrugado es

una

clase

de

acero

laminado

usado

especialmente

en construcción, para emplearlo en hormigón armado. 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.

Malla de acero corrugado. 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: 

Límite elástico Re (Mpa)



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



Alargamiento de rotura A5 (%)



Alargamiento bajo carga máxima Agt (%)



Relación entre cargas Rm/Re



Módulo de Young E

Estampado del acero

Puerta automóvil troquelada y estampada. La estampación del acero consiste en un proceso de mecanizado sin arranque de viruta donde a la plancha de acero se la somete por medio de prensas adecuadas a procesos de embutición y estampación para la consecución de determinadas piezas metálicas. Para ello en las prensas se colocan los moldes adecuados.

Troquelación del acero La troquelación del acero consiste en un proceso de mecanizado sin arranque de viruta donde se perforan todo tipo de agujeros en la plancha de acero por medio de prensas de impactos donde tienen colocados sus respectivos troqueles y matrices. Mecanizado blando

Torno paralelo moderno.

Las piezas de acero permiten mecanizarse en procesos de arranque de virutas en máquinas-herramientas (taladro, torno, fresadora, centros de mecanizado CNC, etc.) luego

endurecerlas

por

tratamiento

térmico

y

terminar

los

mecanizados

por

procedimientos abrasivos en los diferentes tipos de rectificadoras que existen. Rectificado El proceso de rectificado permite obtener muy buenas calidades de acabado superficial y medidas con tolerancias muy estrechas, que son muy beneficiosas para la construcción de maquinaria y equipos de calidad. Pero el tamaño de la pieza y la capacidad de desplazamiento de la rectificadora pueden presentar un obstáculo.

Mecanizado duro En ocasiones especiales, el tratamiento térmico del acero puede llevarse a cabo antes del mecanizado en procesos de arranque de virutas, dependiendo del tipo de acero y los requerimientos que deben ser observados para determinada pieza. Con esto, se debe tomar en cuenta que las herramientas necesarias para dichos trabajos deben ser muy fuertes por llegar a sufrir desgaste apresurado en su vida útil. Estas ocasiones peculiares, se pueden presentar cuando las tolerancias de fabricación son tan estrechas que no se permita la inducción de calor en tratamiento por llegar a alterar la geometría del trabajo, o también por causa de la misma composición del lote del material (por ejemplo, las piezas se están encogiendo mucho por ser tratadas). En ocasiones es preferible el mecanizado después del tratamiento térmico, ya que la estabilidad óptima del material ha sido alcanzada y, dependiendo de la composición y el tratamiento, el mismo proceso de mecanizado no es mucho más difícil.

Mecanizado por descarga eléctrica En algunos procesos de fabricación que se basan en la descarga eléctrica con el uso de electrodos, la dureza del acero no hace una diferencia notable.

Taladrado profundo En muchas situaciones, la dureza del acero es determinante para un resultado exitoso, como por ejemplo en el taladrado profundo al procurar que un agujero mantenga su posición referente al eje de rotación de la broca de carburo. O por ejemplo, si el acero ha

sido endurecido por ser tratado térmicamente y por otro siguiente tratamiento térmico se ha suavizado, la consistencia puede ser demasiado suave para beneficiar el proceso, puesto que la trayectoria de la broca tenderá a desviarse.

Doblado El doblado del acero que ha sido tratado térmicamente no es muy recomendable pues el proceso de doblado en frío del material endurecido es más difícil y el material muy probablemente se haya tornado demasiado quebradizo para ser doblado; el proceso de doblado empleando antorchas u otros métodos para aplicar calor tampoco es recomendable puesto que al volver a aplicar calor al metal duro, la integridad de este cambia y puede ser comprometida.

Armadura para un pilote (cimentación) de sección circular.

XVII.

ENSAYOS MECÁNICOS DEL ACERO

Durómetro.

Curva del ensayo de tracción.

Cuando un técnico proyecta una estructura metálica, diseña una herramienta o una máquina, define las calidades y prestaciones que tienen que tener los materiales constituyentes. Como hay muchos tipos de aceros diferentes y, además, se pueden variar sus prestaciones con tratamientos térmicos, se establecen una serie de ensayos mecánicos para verificar principalmente la dureza superficial, la resistencia a los diferentes esfuerzos que pueda estar sometido, el grado de acabado del mecanizado o la presencia de grietas internas en el material, lo cual afecta directamente al material pues se pueden producir fracturas o roturas. Hay dos tipos de ensayos, unos que pueden ser destructivos y otros no destructivos. Todos los aceros tienen estandarizados los valores de referencia de cada tipo de ensayo al que se le somete. Ensayos no destructivos Los ensayos no destructivos son los siguientes: 

Ensayo microscópico y rugosidad superficial. Microscopios y rugosímetros.



Ensayos por ultrasonidos.



Ensayos por líquidos penetrantes.



Ensayos por partículas magnéticas.



Ensayo de dureza (Brinell, Rockwell, Vickers). Mediante durómetros.

Ensayos destructivos Los ensayos destructivos son los siguientes: 

Ensayo de tracción con probeta normalizada.



Ensayo de resiliencia.



Ensayo de compresión con probeta normalizada.



Ensayo de cizallamiento.



Ensayo de flexión.



Ensayo de torsión.



Ensayo de plegado.



Ensayo de fatiga.

XVIII.

YACIMIENTOS DE HIERRO EN EL PERU

Entre los yacimientos de hierro tenemos a Tambo Grande, en Piura, y Marcona, en Ica Marcona y Acarí son los únicos yacimientos peruanos donde se explota hierro. Marcona se localiza sobre una meseta emplazada a unos 800 m de altitud, en la provincia de Nasca, depar-tamento de Ica. Su explotación es a cielo abierto, tiene una reserva probada de 600 millones de toneladas. Esta mina fue comprada por el consorcio chino SHOUGANG en 1993. Los principales yacimientos mineros del país se encuentran en los Andes, aunque existen algunos otros centros importantes en la costa y depósitos de gas natural y petróleo en el área amazónica y en el zócalo continental. Los principales yacimientos de cobre son Toquepala, en Tacna, Quellaveco y Cuajone, en Moquegua, Cerro Verde, en Arequipa,Toromocho, en Junín, Michiquillay y la Granja, en Cajamarca, Tintaya, en el Cusco y Antamina, en Áncash, entre otros. Entre los yacimientos de hierro tenemos a Tambo Grande, en Piura, y Marcona, en Ica. En el caso del oro, los yacimientos principales son Yanacocha (la Quinua) y la Granja, en Cajamarca, Selene, en Apurímac y Tambo Grande, en Piura. Los yacimientos de plata que más destacan son Caylloma y Orcopampa, en Arequipa, San Juan de Lucanas, en Ayacucho, así como los ubicados en el área de Cerro de Pasco. Las mayores concentraciones de zinc y plomo se encuentran en los departamentos de Pasco (alrededor de Cerro de Pasco), Lima (especialmente en las partes altas) y Junín (alrededor del centro minero de La Oroya), en vetas diseminadas.

XIX.

TECNICAS Y METODOS DE OBTENCIÓN DEL ACERO

Se introducen en el alto horno los materiales necesarios tales como el mineral de hierro, el carbón de coque que hace de combustible y también se introduce la piedra caliza que realiza la función de acelerar la fundición del hierro y su fusión con el carbono. Del alto horno salen dos productos uno llamado escoria que son los residuos del propio alto horno y otro es el producto deseado que se llama arrabio pero el arrabio es un acero con alto contenido en carbono por eso que se transporta cuando sale del alto horno en vagonetas llamadas torpedos( fig 1.2) que lo transportan hasta el convertidor donde este arrabio se le baja el contenido de carbono mediante ferroaleciones, fúndente o chatarra este tres productos puede ir directamente al convertidor para ayudar en la obtención del acero o

también puede ser convertidos en acero en un horno eléctrico y pasar directamente al paso posterior al convertidor que es el transportado en cucharas hasta los tres tipos de colada que son: COLADA CONTINUA: Se produce cuando el acero líquido se vierte sobre un molde de fondo desplazable cuya sección tiene la forma que nosotros deseamos que tenga el producto final " cuadrados, redondos, triangulares, planchas..." se le llama colada continua porque el producto sale sin parar hasta que se acaba el contenido de la cuchara, por lo tanto con este método se ahorra mucho dinero ya que no se necesita moldes, se consume menos energía, etc.

COLADA DE LINGOTES: El acero se vierte sobre unas lingoteras o moldes que tienen una forma determinada y que al enfriarse y solidificarse dan un producto deseado para su transformación.

COLADA CONVENCIONAL: El acero se vierte sobre unos moldes que tienen la forma del producto final y que cuando se enfría tiene la forma del mismo de las tres coladas vistas es la única que no necesita una transformación posterior al proceso.

Las dos primeras coladas necesitan procesos posteriores para lograr el producto final, por ejemplo el producto que sele de la colada de lingotes tiene que pasar por un horno de fosa (fig 1.3) en el cual se unifican las temperaturasde interior y del exterior del producto, o sea, del acero. De este proceso se pasa a otro que también se pasa directamente de la colada continua y que se llama tren desbastador en que los lingotes en caliente pasan por una serie de cilindros giratorios de gran potencia que los transforma en blooms y slab (fig 1.5).

El bloom es una especie de plancha cuadrada y el slab es una plancha fina de acero. Del proceso anterior se puede pasar a un tren estructural en el cual los bloons en caliente se deforman para obtener perfiles estructurales, carriles, barras, etc.

También se pude pasar al tren de farmachine en el cual los bloons en caliente se transforman y son deformados para obtener barras, alambres, redondos calibrados, telas metálicas, etc. También se puede pasar a un tren de bandas en caliente donde los slab son transformados en rollos de chapa de distintas medidas y espesores llamados bobinas que son esos rollos de chapa que muchas veces hemos visto en los trenes de mercancías que pasan por la zona. Desde este último proceso se puede pasar al tren de bandas en frío en el cual los bobinas obtenidas anteriormente se someten a deformaciones en frío mejorar sus propiedades mecánicas de este proceso se puede obtener multitud de aplicaciones como por ejemplo en la industria de la automoción. Ya por ultimo desde este proceso se puede pasar a otra máquina donde las bobinas son transformadas en hojalata y aceros galvanizados mediante diferentes procesos y diferentes aplicaciones. Como ves para obtener los aceros y productos de este hace falta una cantidad enorme de procesos pero pese a todo el cero es una aleación muy apreciada por sus características y se usa en multitud de aplicaciones pese a que en otras se está sustituyendo por nuevos materiales con mejores cualidades que el acero. También hay que decir que muchos de los productos que salen del los procesos anteriores luego pueden pasar a otros procesos como el mecanizado, laminación, acuñado, sintetizado, prensado...

BIBLIOGRAFÍA

 www.google.com.pe

 Bowles, Joseph E., DISEÑO EN ACERO ESTRUCTURAL, Editorial LIMUSA, México; primera edición, 1984, segunda reimpresión, 1993.

 McCORMAC, J. C., DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO, Editorial ALFAOMEGA, segunda edición, México 1990.

 ANDREW PYTEL Y FERDINAND L. SINGER., RESISTENCIA DE LOS MATERIALES, Editorial HARLA, Cuarta edición; Mexico, 1994.