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• JairCastillo

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EL FIERRO DE CONSTRUCCION

I INTRODUCCION: 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 mas resientes, con propiedades de resistencia a la corrección; aceros mas soldables 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. El acero es una aleación de hierro con carbono en una proporción que oscila entre 0,03 y 2%. Se suele componer de otros elementos, ya inmersos en el material del que se obtienen. Pero se le pueden añadir otros materiales para mejorar su dureza, maleabilidad u otras propiedades. Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribución. Antes del tratamiento térmico, la mayoría de los aceros son una mezcla de tres sustancias, ferrita, perlita, cementita. La ferrita, blanda y dúctil, es hierro con pequeñas cantidades de carbono y otros elementos en disolución. La cementita es un compuesto de hierro con el 7% de carbono aproximadamente, es de gran dureza y muy quebradiza. La perlita es una mezcla de ferrita y cementita, con una composición específica y una estructura características, sus propiedades físicas con intermedias entre las de sus dos componentes. La resistencia y dureza de un acero que no ha sido tratado térmicamente depende de las proporciones de estos tres ingredientes. Cuanto mayor es el contenido en carbono de un acero, menor es la cantidad de ferrita y mayor la de perlita: cuando el acero tiene un 0,8% de carbono, está por compuesto de perlita. El acero con cantidades de carbono aún mayores es una mezcla de perlita y cementita.

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Comúnmente se entiende por acero la aleación de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 2% en peso de la composición de la aleación, alcanzando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%. Porcentajes mayores que el 2% 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 y otros 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 usa debido a que es un material muy pesado. El acero es casi tres veces más pesado que el aluminio (7,85/2,7). II HISTORIA: Antes de 3000 A.C. Se descubre el fuego. Aparece la minería, la metalurgia. Se descubren los siguientes elementos: cobre, carbono, oro, hierro meteórico, plomo, mercurio, plata, azufre, estaño, zinc El oro es extraído de los depósitos aluviales El cobre, estaño, plomo y zinc son reducidos de sus menas por fundición. Bronce Vaciado de metales en moldes y forjado. 3,000 – 600 A.C.: El oro se recupera por concentración gravimétrica Fundición por el método de la cera perdida (Egipto 2,500 años A.C.) Se produce hierro forjado (2500 años A.C.). Se obtiene el acero por forja. La fecha mas exacta en la humanidad descubrió la técnica de fundir material férrico para producir metal utilizable no es conocida. Los instrumentos férricos mas antiguos conocidos descubiertos por arqueólogos en Egipto en el año 3000AC y aun antes se usaron ornamentos férricos; se buscaba el endurecimiento de armas férricas por medio de variaciones de calor la cual era una técnica avanzada en el año 1000AC y fue dada a conocer por los Griegos. Las primeras aleaciones férricas fueron producidas por obreros aproximadamente hasta el siglo 14 DC, y este seria clasificado hoy como hierro forjado. Estas aleaciones fueron hechas calentando una masa de material férrico y carbón de leña en un horno que

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tenia una cubierta rígida, bajo este tratamiento el material se redujo a la esponja de hierro metálico en forma de escoria, compuesta por impurezas metálicas y cenizas del carbón de leña. Esta esponja de hierro se alejada del horno incandescente, mientras la escoria se manejaba con trineos pesados, para así poder soldar y consolidar el hierro. El hierro producido en estas condiciones contenía 3% de partículas de escoria, y 0.1% de otras impurezas. De ves en cuando esta técnica de fabricación del hierro produjo, por accidente, un verdadero acero en lugar de hierro forjado. Los herreros aprendieron a hacer acero calentando hierro forjado y carbón de leña en arcilla embala para un periodo de varios días. Por este proceso el hierro absorbió bastante carbono para volverse un verdadero acero, el cual ténica mejores características que el hierro inicialmente. Después del siglo 14 se mejoraron los hornos de fundimiento, aumentando el tamaño y el proyecto fue usado para forzar la combustión gasea a través de la carga en la cual se hacia la mezcla de materiales crudos. En estos hornos mas grandes, el material férrico en la parte superior del horno se redujo primero a hierro metálico y entonces adquirió mas carbono como resultado de los gases forzados a través de él por la combustión. El producto de estos hornos era un lingote de hierro, una aleación que se funde a una temperatura mas baja que el acero o el hierro forjado, luego este se refinaba para hacer acero. En la fabricación moderna del acero se emplean hornos con combustión moderada que son una vil copia actualizada de los viejos hornos utilizados por los antiguos herreros. El proceso de refinamiento del hierro fundido con incorporadores de aire fue patentado por el Británico Henry Bessemer que desarrollo el horno Bessemer o Comversor en 1855. Desde los años sesenta se ha implementado el uso de hornos eléctricos, con pequeños molinos, que proporcionan el metal en pequeños trozos, estos molinos son un componente importante en la producción del acero americano. “Para una mayor ampliación de esta, por favor observar el proceso de producción y obtención del acero, correspondiente al numeral 4.1”

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 aC. También se sabe que antes de esa época se empleaban adornos de

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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 adC. En el siglo IV adC. Armas como la falcata fueron producidas en la península Ibérica. La China antigua bajo la dinastía Han, entre el 202 adC y el 220 dC, creó acero al derretir hierro forjado junto con hierro fundido, obteniendo así el mejor producto de carbón intermedio, el acero, en torno al siglo I adC. 89 Junto con sus métodos originales de forjar acero, los chinos también adoptaron los métodos de producción para la creación de acero wootz, una idea importada de India a China hacia el siglo V10. El acero wootz fue producido en India y en Sri Lanka desde aproximadamente el año 300 adC. Este temprano método utilizaba un horno de viento, soplado por los monzones. También conocido como acero Damasco, el acero wootz es famoso por su durabilidad y capacidad de mantener un filo. Originalmente fue creado de un número diferente de materiales, incluyendo trazas de otros elementos en concentraciones menores a 1000 partes por millón o 0,1% de la composición de la roca. Era esencialmente una complicada aleación con hierro como su principal componente. Estudios recientes han sugerido que en su estructura se incluían nanotubos de carbono, lo que quizá explique algunas de sus cualidades legendarias; aunque teniendo en cuenta la tecnología disponible en ese momento fueron probablemente producidos más por casualidad que por diseño. 12 El acero crucible (Crucible steel) —basado en distintas técnicas de producir aleaciones de acero empleando calor lento y enfriando hierro puro y carbón— fue producido en Merv entre el siglo IX y el siglo X. 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).13

El hierro para uso industrial fue descubierto hacia el año 1500 adC, en Medzamor, cerca de Erevan, capital de Armenia y del monte Ararat. La tecnología del hierro se mantuvo mucho tiempo en secreto, difundiéndose extensamente hacia el año 1200 adC. Los artesanos del hierro aprendieron a fabricar acero calentando hierro

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

Estructura de acero de la Torre 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,

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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 utiliza 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 2007 se utilizan algunos metales y metaloides en forma de ferroaleaciones, que, unidos al acero, le proporcionan excelentes cualidades de dureza y resistencia .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, la Torre Eiffel, construida en París en 1889 es hoy día uno de los monumentos más visitados del mundo mientras 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 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES METÁLICOS: Las propiedades principales que un metal debe cumplir para ser utilizado indispensablemente en una construcción deben cumplir con las siguientes propiedades. o FUSIBILIDAD: Es la facilidad de poder dar forma a los metales, fundiéndolos y colocándolos en moldes. o FORJABILIDAD: Es la capacidad para poder soportar las variaciones de formas, en estado sólido o caliente, por la acción de martillos, laminadores o prensas. o MALEABILIDAD: Propiedad para permitir modificar su forma a temperatura ambiente en laminas, mediante la acción de martillado y estirado. o DUCTILIDAD: Es la capacidad de poderse alargar en longitudinalmente. o TENACIDAD: Resistencia a la ruptura al estar sometido a tensión.

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

o SOLDABILIDAD: Propiedad de poder unirse hasta formar un cuerpo

único. o OXIDABILIDAD: Al estar en presencia de oxigeno, se oxidan formando una capa de oxido a).- HIERRO: :

El hierro era conocido y utilizado para los propósitos ornamentable y para armas en edades prehistóricas; el espécimen mas temprano todavía existente es un grupo de cuentas férricas oxidadas encontradas en Egipto, en el año 4000AC. El termino arqueológico, edad férrica, solo aplicaba propiamente al periodo cuando se uso el hierro extensivamente para los propósitos utilitarios, como para herramientas, así como para la ornamentación. Es un metal blando, dúctil y maleable cuyo peso específico es de 7.86 y su punto de fusión es de 1500°C; antes de fundirse se reblandece y se puede trabajar. Todos los productos obtenidos con el hierro y sus aleaciones se denominan productos siderúrgicos. Para la obtención del hierro son necesarios minerales ferrosos y otras materias como fundentes y carbón. Los minerales de hierro mas importantes son: magnetita, oligisto, limonita y siderita. Es el elemento esencial para la producción del acero, el cual esta compuesto en un 78% como mínimo de Fe, el hierro posee una gran cantidad de propiedades favorables para la construcción, y por ello después del concreto, es llamada como el esqueleto de las estructuras.

OBTENCIÓN: Puede obtenerse hierro en estado sólido por el procedimiento de forjas catalanas, que solo es aplicable en minerales muy ricos; se obtiene hierro dulce y también acera. En la actualidad la obtención del hierro se efectúa en altos hornos cuyo perfil característico es el de los troncos de cono unidos por sus bases mayores la parte superior se denomina cuba y la parte inferior, atalaje, el producto obtenido es el arrabio o fundición, escorias y gases. Esta materia no es utilizable, y es necesaria una nueva fusión para obtener el hierro dulce y la fundición propiamente dicha. Para la obtención del acero se emplean varios sistemas: becemer, siemens y tomas que tienden a volverlo a fundir, eliminando parte del carbono y añadiendo otras sustancias. PROCESO DE PRODUCCIÓN: Este se produce generalmente en lingotes, los materiales básicos usados en la fabricación de este son el coque y el agua, el coque se quema como un combustible para calentar el horno a altas temperaturas, para generar la fundición del material férrico para darle fluidez y pureza, apto para el moldeo, para formar un fluido, el cual se introduce en los diferentes moldes con el fin de darle la forma de lingote, la cual es la forma mas conveniente para almacenar y transportar, pero estos sufren un cambio brusco de temperatura al añadirle agua, para darle cierto temple. A principio de los años 90, la producción de Estados Unidos anual de materia férrica excedió en 56 millones de toneladas métricas. En el mismo periodo la producción mundial era casi de 920 millones de

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toneladas métricas. El valor estimado de materia utilizable producido en 1990 en los Estados Unidos estaba mas de $1.7mil millones.

PROPIEDADES: El hierro puro tiene una dureza que va de 4 a 5, es suave maleable y dúctil. Este es magnetizado fácilmente a temperaturas ordinarias; es difícil magnetizar a altas temperaturas (excedan 790°C), sometido a estas este pierde su propiedad magnética. El metal existe en tres formas diferentes: ordinaria o alfha-hierro; gama-hierro; delta-hierro. Las propiedades físicas diferentes de todas las formas alotrópicas y la diferencia en la cantidad de carbono subida por cada una de las formas tocan en una parte importante en la formación, endurecido, y templado de acero. Químicamente, el hierro es un metal activo. Combina los halógenos (fluor, cloro, bromo...), azufre, fósforo, carbono, y sicona. Este reacciona con algunos ácidos perdiendo sus características, o en algunos casos llega a la corrección masiva. Generalmente al estar en presencia de aire húmedo, se corroe, formando una capa de oxido rojiza-castaño (oxido férrico escamoso), la cual disminuye su resistencia y además estéticamente es desagradable. USOS: El hierro puro preparado por la electrolisis de solución del sulfato férreo, ha limitado su uso. El hierro comercial invariablemente contiene cantidades pequeñas de carbono y otras impurezas que alteran sus propiedades físicas, que son mejoradas considerablemente por la suma extensa de carbono y otros elementos ligando. La gran mayoría del hierro se utiliza en formas procesadas, como hierro forjado, hierro del lanzamiento, y acero. El hierro puro comercialmente se usa para la producción de metal en plancha, galvanizado, y de electroimanes, los elementos de hierro son empleados para los propósitos medicinales en el tratamiento de anemia, cuando la cantidad de hemoglobina o el número de los corpúsculos de sangres rojas en la sangre se baja. El hierro también se usa en tónicas. Pero Principalmente se usa en la fabricación del acero. b).- ACERO: Son aquellos productos ferrosos cuyo tanto por ciento de carbono esta comprendido entre 0.05% y 1.7%; el acero endurece por el temple y una vez templado, tiene la propiedad de que si se calienta de nuevo y se enfría lentamente, disminuye su dureza. El acero funde entre los 1400 y 1500°C, y se puede moldear con mas facilidad que el hierro. Aceros se pueden clasificar según se obtengan en estado sólido: ensoldados, batidos o forjados; o, en estado liquido, en hierros o aceros de fusión y homogéneos. También se clasifican según su composición química, en aceros originarios, al carbono y especiales. La proporción de carbono influye sobre las características del metal. Se distinguen dos grandes familias de acero: los aceros aleados y los no aleados. Existe una aleación cuando los elementos químicos distintos al carbono se adicionan al hierro según una dosificación mínima variable para cada uno de ellos. Por ejemplo el 0.5% para el silicio, el 0.08% para el molibdeno, el 10.5% para el cromo. De esta

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manera una aleación del 17% de cromo mas 8% níquel constituye un acero inoxidable. Y por eso no hay un acero sino múltiples aceros.

PROCESO DE PRODUCCIÓN Y OBTENCIÓN: El acero se fabrica partiendo de la fundición o hierro colado; éste es muy impuro, pues contiene excesiva cantidad de carbono, silicio, fósforo y azufre, elementos que perjudican considerablemente la resistencia del acero y reducen el campo de sus aplicaciones. La fabricación verdadera del acero se inició hacia 1856, cuando se introdujo en la siderurgia el empleo del convertidor Bessemer, consistente en un recipiente de gran capacidad y de forma de pera, de paredes de hierro y fondo provisto de numerosos orificios, a través de los cuales se hacía llegar una potente corriente de aire, que removía con violencia la masa de hierro colado fundido que llenaba el convertidor.

La reacción entre el oxígeno del aire y los componentes de la fundición era violentísima y tal el calor desarrollado dentro del convertidor que la masa de la fundición se mantenía líquida por sí misma. En la reacción indicada se combinaba la mayor parte del carbono, fósforo y azufre con el oxígeno del aire insuflado, pero no se eliminaba el silicio, lo que constituía un grave inconveniente, razón por la cual no podían utilizarse los minerales de hierro ricos en aquél. Por otra parte, el primitivo convertidor Bessemer sólo podía utilizarse un reducido número de veces, pues la fundición líquida y a elevada temperatura atacaba las paredes de hierro del aparato, Estos inconvenientes fueron subsanados por el oficinista británico Thomas, quien logró afinar el hierro colado revistiendo las paredes internas del convertidor Bessemer con una mezcla de greda y dolomita pulverizada (carbonato de calcio y magnesio), y al mismo tiempo agregaba a la fundición un poco de cal viva, insuflando aire comprimido caliente por el fondo del aparato. El silicio y gran parte del manganeso contenidos en la fundición se queman con rapidez y el óxido de manganeso que se forma se combina con el silicio; el silicato manganoso funde con dificultad y flota sobre la masa incandescente líquida en forma de escoria, el carbonato arde a su vez y el fósforo se combina con la cal del revestimiento del convertidor y se forma fosfato cálcico básico, el cual flota también en forma de escoria (escories Thomas) sobre la masa líquida, y de la cual se separa con las Pág.

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escorias restantes. Posteriormente mejoraron el procedimiento de afinación del acero Martín, francés, y Siemens, alemán; que introdujeron en la siderurgia los hornos de sus respectivos nombres. En estos hornos, calentaba la fundición o hie rro fundido en una atmósfera de gases de gasógeno y se le mezclan chatarra de acero viejo o de hierro dulce. Al alemán Krupp se le debe el método Industrial de obtención de aceros al crisol, que consiste en refundir el acero Martín-Siemens dentro de grandes crisoles fabricados con una mezcla de arcilla, grafito, coque y carbón vegetal en polvo, donde el acero se aflna y purifica más aún. Así se obtiene el acero fundido, empleado en la fabricación de herramientas de corte. Más modernos aún son los aceros eléctricos, obtenidos en hornos eléctricos, en éstos se afina el acero obtenido en los hornos Martín-SiemenS, y se le recarbura con carbono puro o aglomerados de limaduras de hierro y carbón vegetal. Las propiedades del acero se modifican con relativa facilidad, calentándolo a temperatura próxima a 1.000 °C y sumergiéndolo con rapidez en agua, aceite o mercurio fríos (temple) se aumenta su elasticidad; si, por el contrario, se le calienta a elevada temperatura y se le deja enfriar lentamente (recocido) se obtiene acero menos elástico pero más tenaz y resistente al choque. El acero es una aleación de hierro y carbono, esto, es, un carburo de hierro, por eso no existe de él un tipo único; sus propiedades (tenacidad, elasticidad, etc.) varían según el contenido de carbono y la clase empleada en su fabricación (martensita, perlita, ferrita o hierro puro; también influye en él, el método seguido en su fabricación. Existen aceros duros, rápidos (resistentes a la lima), etc, el acero es de gran importancia a causa de las múltiples aplicaciones que recibe. Se pueden modificar sus propiedades aleándolo con otros metales; de este modo se obtienen los aceros especiales. El acero líquido se elabora a partir del mineral (procedimiento de fundición) o de chatarras (procedimiento eléctrico). A continuación, el acero líquido se solidifica por moldeo en una máquina de colada continua. A la salida, se obtienen los SEMI-PRODUCTOS: barras de sección rectangular (desbastes) o cuadrada (tochos o palanquillas), que son las piezas en bruto de las formas finales. Por último, las piezas en bruto se transforman en PRODUCTOS TERMINADOS mediante el laminado, y algunos de ellos se someten a tratamiento térmico. Más de la mitad de las planchas laminadas en caliente son relaminadas en frío y eventualmente reciben un revestimiento de protección anticorrosión.

FÁBRICA DE AGLOMERACIÓN: Para preparar el mineral de hierro: Éste se tritura y calibra en granos que se aglomeran (se aglutinan) entre ellos. El aglomerado así obtenido se compacta, cargándolo después en el alto horno junto con el coque. El coque es un potente combustible, que se obtiene como residuo sólido de la destilación de la hulla (una clase de carbón muy rico en carbono). ALTO HORNO: Se extrae el hierro de su mineral. El mineral y el coque sólidos se introducen por la parte superior del horno. El aire caliente (1200°C) inyectado en la base produce la combustión del coque (carbono casi puro). El óxido de carbono así formado reduce los óxidos de hierro, es decir, extrae su oxígeno, aislando el hierro de ese modo. El calor desprendido por la combustión funde el hierro y la ganga en una masa líquida en que la ganga, de menor densidad, flota

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sobre una mezcla a base de hierro, denominada "fundición". Los residuos formados por la ganga fundida (escorias) son aprovechados por otras industrias: construcción de carreteras, fabricación de cementos...

CONVERTIDOR DE OXÍGENO: Aquí se convierte la fundición en acero. La fundición en fusión se vierte sobre un lecho de chatarra. Se queman los elementos indeseables (carbono y residuos) contenidos en la fundición, inyectando oxígeno puro. Se recuperan los residuos (escoria de acero). Se obtiene acero líquido "bruto", que se vierte en una cuchara. Se denomina acero bruto porque, en esa etapa, está todavía inacabado.

COQUERÍA: El coque es un combustible obtenido mediante dostilación (gasificación de los componentes no deseados) de la hulla en el horno de la fábrica de coque. El coque es carbono casi en estado puro, dotada de una estructura porosa y resistente a la rotura. Al arder en el alto horno, el coque aporta el calor necesario para le fusión des mineral y los gases necesarios para su reducción. PROCEDIMIENTO ELÉCTRICO: La materia prima introducida en el horno puede incluir desde material en bruto (por ejemplo, piezas de maquinaria) debidamente seleccionado, hasta chatarra entregada en forma preparada, Pág.

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clasificada, triturada y calibrada con un contenido mínimo de hierro del 92%. La chatarra se funden en un horno eléctrico.

El ACERO LÍQUIDO: Obtenido de esa manera, se somete a continuación a las mismas operaciones de afinado y de matización que en el procedimiento de fundición. La chatarra procede de envases desechados, edificaciones, maquinaria y vehículos desguazados o desechos de fundición o acero recuperados en la planta siderúrgica o de sus clientes transformadores. Cada matiz de acero requiere una elección rigurosa de la materia prima, especialmente en función de las "impurezas" que un metal determinado u otro mineral contenido en la chatarra pueda representar para un matiz. ESTACIÓN DE AFINO: Afino (descarburación) y adiciones químicas Las operaciones se producen en un recipiente al vacío, haciendo que gire el acero entre la cuchara y el recipiente con la ayuda de un gas inerte (argón). Se inyecta oxígeno a fin de activar la descarburación y calentar el metal. Este procedimiento permite una gran precisión en el ajuste de la composición química del acero ("matización"). COLADA CONTINÚA MOLDEO DE PIEZAS EN BRUTO (semiprocesados): Aquí: moldeo de un desbaste. El acero fundido se vierte en continuo en un molde sin fondo. Al atravesar este molde, comienza a solidificarse en contacto con las paredes refrigeradas por agua. El metal moldeado baja, guiado por un conjunto de rodillos, y continúa enfriándose. Al llegar a la salida, está solidificado hasta el núcleo. En ese momento se corta inmediatamente en las longitudes deseadas. MÉTODOS DE REFINAMIENTO: Los materiales básicos para la fabricación de lingotes de acero es material férrico coque y caliza. El coque se quema como un combustible para calentar el horno; cuando se quema el coque, este emite monóxido de carbono que se combina con los óxidos férricos, reduciéndolos a hierro metálico, esta es la reacción química básica en el horno de la explosión; tiene la ecuación: Fe2O3+3CO = 3CO2+2Fe. La caliza en el cargo del horno se usa como una fuente adicional de monóxido de carbono y como un flujo para combinar con el sílice infusible, para formar el silicato de calcio fusible. Sin la caliza, se formarían silicatos férricos, con una perdida resultante de hierro metálico. Los silicatos del calcio mas otras impurezas forman una escoria que flota en sima del metal fundido al fondo del horno. Los lingotes de hierro ordinario son producidos por hornos de la explosión que contiene hierro aproximadamente en un 92%, carbono 3% o 4%, silicón 0.5% a 3%, manganeso 0.25% a 2.5%, fósforo 0.04% a 2%, y un rastro de azufre. Un horno de la explosión típico consiste en una cáscara de acero cilíndrica lineada con un terco que es cualquier sustancia no metálica como ladrillo refractario. La cáscara se adelgaza a la cima y el fondo es mas ancho a un cuarto de la distancia del fondo. La porción mas baja del horno se llamo antalage de alto horno, el cual esta provisto por varias aperturas tubulares o tulleres, donde la explosión aérea es forzada. Un agujero en la parte inferior del fondo del horno, es el encargado de

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evacuar las escorias, o impurezas que van a afectar las características del acero. La cima del horno esta a aproximadamente a 27 metros, contiene aberturas para el escape de los gases y un par de depósitos redondos de alimentación, estos se controlan a través de válvulas campanudas, con las que se adecua la introducción de la carga al horno. Un desarrollo importante en tecnología de horno de explosión, es el uso de hornos presurizados los cuales se introducieron después de la segunda guerra mundial. Estos consisten en acumulación de gases, y luego su pronta liberación, pero además de eso esta técnica hace posible la mejor combustión del coque y rendimiento mas alto del lingote de acero, además de ello el rendimiento aumenta en un 25%. También es indispensable para acelerar el proceso implementar al conjunto aire y oxigeno. Cualquier escoria que pueda fluir del horno con el metal, se desnata fuera del horno, antes de que el fluido se introduzca en el recipiente. En resumen el refinamiento consististe, el evacuar del acero a producir, todas las impurezas que puedan afectar a este. Se comienza con la evacuación de vapores o gases dañinos, y luego con las escorias, para así tener un acero de la calidad que uno desea.

ALEACIONES: Debido a que las aleaciones han venido ganando un gran campo de acción en la Ingeniería, podíamos conocer las propiedades que caracterizan a cada tipo de aleación. La resistencia no es la única característica que nos permite decidir si el elemento tendrá un desempeño óptimo. Un desempeño satisfactorio depende también de la densidad, la resistencia a la corrosión y los efectos de la temperatura, así como también de las propiedades eléctricas y magnéticas. Como ejemplo consideremos algunas partes para las cuales son especialmente apropiadas ciertas aleaciones.    

Aleaciones de aluminio: partes de aviones (alta resistencia en la relación con su peso) Aleaciones de magnesio: fundiciones para aviones (compite con el aluminio) Aleaciones de cobre: alambres eléctricos (alta conductividad) Aleaciones de níquel: partes para turbinas de gas (alta resistencia a temperaturas elevadas).

Encontramos que más del 95% en peso de los metales de ingeniería, utilizados en los Estados Unidos cada año son aleaciones basadas en aluminio, magnesio, cobre hierro y níquel. De hecho, más del 85% es de la familia basada en el hierro y, a pesar de que los porcentajes para las aleaciones de magnesio y níquel son pequeños, estas tienen gran importancia y sería conveniente conocer algunas de las características principales de algunos tipos de aleaciones.

ALEACIONES MARTENSITICAS: Contienen de 12 a 20% de cromo con cantidades controladas de carbono y otros aditivos. El tipo 410 es un miembro característico de este grupo. Esas aleaciones se pueden endurecer mediante el tratamiento térmico, con un aumento en la resistencia a la tracción de 550 a 1380 Mpa ( 80000 a 200000 lbf / in 2 ). La resistencia a la corrosión es inferior a la de los aceros inoxidables austeniticos y los aceros martensíticos se utilizan en general

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en ambientes ligeramente corrosivos (atmosférico, agua dulce y materiales orgánicos).

ALEACIONES INOXIDABLES VACIADAS. Se utilizan mucho en bombas, válvulas y accesorios. Esas aleaciones vaciadas se designan según el sistema de Alloy Casting lnstitute (ACI). Todas las aleaciones resistentes a la corrosión tienen la letra C más otra letra (A aN) que denota el contenido creciente de níquel. Los números indican el contenido máximo de carbono. Aunque se puede hacer una comparación aproximada entre los tipos ACl y Los AISI, las composiciones no son idénticas y los análisis no se pueden utilizar en forma intercambiable. Las técnicas de fundición requieren un rebalanceo de Las composiciones químicas forjadas. Sin embargo, ¡a resistencia a la corrosión no se ve afectada por esos cambios de composición. Los miembros característicos de este grupo son CF- similar al acero inoxidable tipo 304; CF-8M, similar al tipo 316 CD-4M Cu, que tiene una resistencia mecánica al ácido nítrico, al sulfúrico y al fosfórico. Además de los grados °C, hay una serie de grados resistentes al calor de aleaciones vaciadas ACl, que se identifican por su similitud con los grados de resistencia a la corrosión, excepto que la primera letra es H en vez de C. Es preciso mencionar también los aceros inoxidables de endurecimiento por precipitación (PH), que se pueden endurecer por medio de tratamientos térmicos a temperaturas moderadas. Muy fuertes y duros a las temperaturas elevadas, estos aceros tienen sólo una resistencia moderada a la corrosión. Un acero PH usual que contiene 17% Cr, 7% Ni 1.1% Al tiene una resistencia elevada, buenas propiedades ante la fatiga y buena resistencia al desgaste. Un número elevado de estos aceros, con composiciones variables, se encuentran disponibles comercialmente. En forma esencial contienen cromo y níquel con agentes agregados de aleación como cobre aluminio. berilio, molibdeno, nitrógeno y fósforo.

ALEACIONES MEDIAS: Un grupo de aleaciones en su mayor parte patentadas, con una resistencia ligeramente mejor a la corrosión que la de los aceros inoxidables se denominan aleaciones medias. Uno de ¡os miembros más populares de este grupo es la aleación 20, producida por ciertas compañías con diversos nombres comerciales. La aleación 20 se desarrollo originalmente para satisfacer la necesidad de un material con una resistencia al ácido sulfúrico superior a la de los aceros inoxidables. Otros miembros del grupo de aleaciones medias son incoloy 825 y Hastelloy G-3. El lncoloy 825 forjado tiene 40% Ni, 21%Cr, 3% Mo y 2.25% Cu. El Hastelloy 0-3 contiene 44% Ni, 22% Cr, 6.5% Mo y como máximo 0.05% C. Estas aleaciones tienen una aplicación muy amplia en los sistemas de ácido sulfúrico. Debido a su alto contenido de níquel y molibdeno tienen mayor tolerancia a la contaminación por el ion cloruro que los aceros inoxidables estándares. El contenido de níquel disminuye el riesgo de fractura debido a la corrosión por esfuerzo. El molibdeno mejora la resistencia a la corrosión por grieta y a las picaduras. ALEACIONES ALTAS: El grupo de materiales que se denominan aleaciones

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altas contienen porcentajes relativamente grandes de níquel. El Hastelloy B-2 contiene 61% Ni, y 28% Mo. Existen en la forma forjada y vaciada. El endurecimiento por trabajo presenta ciertas dificultades de fabricación y el maquinado es un poco más difícil que para el acero inoxidable del tipo 316. Se pueden utilizar métodos tradicionales de soldadura. La aleación tiene una resistencia desacostumbrada alta a todas las concentraciones de ácido clorhídrico. Las sales y los ácidos oxidantes corroen con rapidez el Hastelloy B-2; pero los álcalis y las soluciones alcalinas provocan pocos daños en él. El Coloriste 2 tiene 63% Ni y 32% Mol y se asemeja al Hastelloy B-2. Existe sólo en forma vaciada, principalmente en válvulas y bombas. Se trata de una aleación dura, muy resistente a os choques mecánicos y térmicos. Se puede labrar con herramientas de punta de carburo y soldar con técnicas de arco metálico. La Hastelloy 0-276 es una aleación basada en níquel que contiene cromo (15.5%), molibdeno (15.5%) y tungsteno (3%) como principales elementos de aleación. Solo se puede conseguir en la forma forjada. Esta aleación es una modificación baja en impurezas del Hastelloy C, que se puede conseguir en forma fundida. El bajo nivel de impurezas reduce substancialmente el riesgo de la corrosión en la precipitación de las superficies límites de los granos en las zonas afectadas por el calor de la soldadura. Esta aleación es resistente a las soluciones de cloruro fuertemente oxidaste, como el cloro húmedo y las soluciones de hipoclorito. Es una de las pocas aleaciones que son totalmente resistentes al agua de mar. Hastelloy C-4 es una variación reciente, que es casi totalmente inmune a la corrosión ínter granular en las zonas afectadas por el calor de la soldadura. Chlorimet 3 es una aleación que se consigue sólo en la forma fundida y es similar al Hastelloy C en su contenido de aleación y en resistencia a la corrosión. lnconel 600 basado en 80% Ni. 16% Cr, 7% Fe, se debe mencionar también como aleación alta. No contiene molibdeno. El grado resistente a la corrosión se recomienda cara ambientes reductores-oxidantes, sobre todo a temperaturas elevadas. Cuando se calienta en el aíre, la aleación resiste la oxidación hasta 1100°C. La aleación es sobresaliente en su resistencia a la corrosión por gases cuando estos últimos están esencialmente libres de azufre. Las aleaciones que se han citado son los ejemplos característicos de gran número de aleaciones altas patentadas de empleo en la industria química.

ACEROS DE BAJA ALEACIÓN Y ALTA RESISTENCIA. Existen un gran número de aceros de alta resistencia, y baja aleación cubiertos por las normas ASTM bajo varios números. Además de contener carbono y manganeso, la resistencia de estos aceros se debe a que se usan como elementos de aleación al columbio, vanadio, cromo, silicio, cobre, níquel y otros. Estos aceros tienen límites de fluencia tan bajos como 42,000 psi (2,940 kg/cm 2) y tan altos como 65,000 psi (4,550 kg/cm2). Estos aceros tienen mucha mayor resistencia a la corrosión que los aceros simples al carbón. En este grupo se incluyen el A529, A242, A440, A441, A572 y A588. ACEROS ALEADOS TÉRMICAMENTE TRATADOS PARA LA CONSTRUCCIÓN:

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Estos aceros contienen elementos de aleación en mayor cantidad que los de baja aleación y alta resistencia y además se tratan térmicamente (por revenido y templado), para obtener aceros tenaces y resistentes. Se enlistan en las normas ASTM con la designación A514 y tienen limites de fluencia de 90,000 a 100,000 psi (6,300 a 7,030 kg/cm2) dependiendo del espesor. Se dice que existen por ahora más de 200 tipos de acero en el mercado cuyo límite de fluencia está por encima de los 36,000 psi. La industria del acero experimenta con tipos cuyos esfuerzos de fluencia varían de 200,000 a 300,000 psi y esto es sólo el principio. Muchos investigadores de la industria piensan que al final de la década de los 70 se tengan en disponibilidad aceros de 500,000 psi de límite de fluencia. La fuerza teórica que liga o vincula átomos de hierro se ha estimado que está por encima de los 4000,000 psi. 2 Aun cuando el precio del acero se incrementa con el aumento de su límite de fluencia, este incremento no es linealmente proporcional y puede resultar económica la utilización de estos aceros, a pesar de su costo, si el uso de ellos se realiza diseñándolos a sus máximos esfuerzos permisibles, a máxima eficiencia, sobre todo en piezas de tensión o tirantes, en vigas con patines impedidos de pandeo, columnas cortas (o de baja relación de esbeltez). Otra aplicación de estos aceros es frecuente en la llamada construcción híbrida, en donde se usan dos o más aceros de diferentes resistencias, los más débiles se colocan en donde los esfuerzos son bajos y los más resistentes en donde los esfuerzos son mayores. Otros factores que pueden conducir al uso de aceros de alta resistencia, son los siguientes: 1- Superior resistencia a la corrosión. 2- Posible ahorro en costo de flete, montaje y cimentación, por su menor peso. 3- Uso de vigas poco aperaltadas (poca altura) que permiten entrepisos menores. 4- Posible ahorro en materiales de recubrimiento incombustible, ya que pueden utilizarse miembros más pequeños. El primer pensamiento de la mayoría de los ingenieros al elegir el tipo de acero, es el costo directo de los elementos. Una comparación de costo puede hacerse fácilmente, pero la economía por el grado de acero a usar no se puede obtener a menos que se involucren: el peso, las dimensiones, deflexiones. Costos de mantenimiento, fabricación, etc; hacer una comparación general exacta de los aceros es probablemente imposible la menos que se tenga un tipo específico de obra a considerar. IV ACEROS ESTRUCTURALES:

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El acero al carbono es el más común, barato y aplicable de los metales que se emplean en la industria. Tienen una ductilidad excelente, lo que permite que se utilice en muchas operaciones de formado en frío. El acero también se puede soldar con facilidad. Los grados de acero que se emplean comúnmente en las industrias de procesos químicos tienen una resistencia a la tracción dentro de 50000 a 70000 lbf / in2 con buena ductibilidad. Es posible alcanzar niveles de resistencia todavía mas altos con trabajo en frió, con aleaciones y con tratamiento térmico. Los aceros de alta resistencia se utilizan mucho en proyectos de ingeniería civil. Los nuevos aceros, por lo general, los introducen sus fabricantes con marca registrada; pero un breve examen de sus composiciones, tratamiento térmico y propiedades suele permitir relacionarlos con otros materiales ya existentes. Las clasificaciones generales permiten agrupar los aceros estructurales disponibles en la actualidad en cuatro categorías principales, algunas de las cuales tienen subdivisiones. Los aceros que utilizan el carbono como elemento principal en la aleación se llaman aceros estructurales al carbono. Dos subcategorías de pueden agruparse dentro de la clasificación general de aceros. Los aceros con bajo contenido de aleación. Los aceros con bajo contenido de aleación tienen cantidades moderadas de uno o más elementos de aleación, aparte del carbono para desarrollar resistencias más altas que las de los aceros comunes al carbono. Los aceros al columbio vanadio son metales de elevada resistencia al límite de fluencia producidos con la adición de pequeñas cantidades de estos elementos a los aceros de bajo contenido de carbono. En el mercado hay dos clases de aceros al carbono con tratamiento térmico para usos en la construcción. Los aceros al carbono con tratamiento térmico están disponibles bien en su condición estándar o enfriada y templado; su endurecimiento se logra a base del contenido de carbono. Los aceros de aleación con tratamiento térmico para construcción son aceros enfriados y templados que contienen cantidades moderadas de elementos de aleación además del carbono. Otra categoría general, marenvejecido, son los aceros de bajo contenido de carbono en aleación con alto contenido de níquel. Estas aleaciones se someten a tratamiento térmico para madurar la estructura de hierro-níquel. Los aceros marenvejecidos tienen una característica particular debido a que son los primeros aceros de grado para construcción que en esencia, están libres de carbono. Su alta resistencia depende de por completo de otros elementos de aleación. Esta clase de acero posiblemente ha abierto la puerta al desarrollo de toda una nueva serie de aceros libres de carbono. La comparación de la composición química en cuanto a carbono y otros elementos de aleación, pueden utilizarse para distinguir entre sí los aceros estructurales. La mayoría de los aceros estructurales, excepto los aceros martensíticos, contienen carbono en cantidades entre 0.10 y 0.28%. Los aceros más antiguos tienen pocos elementos de aleación y suelen clasificarse como aceros al carbono. Los aceros que contienen cantidades moderadas de elementos de aleación como los aceros martensíticos con 18% de níquel, se designan aceros con alto contenido de aleación. Las composiciones químicas específicas de los aceros

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estructurales clasificados se indican en las especificaciones de la ASTM. Las composiciones químicas típicas de otros aceros estructurales pueden obtenerse con los fabricantes. En ocasiones se utiliza un sistema de numeración básica para describir el contenido de carbono y de aleación de los aceros. En el sistema de numeración del American Iron and Steel lnstitute (AlSl) para aceros con bajo contenido de aleación, los dos primeros indican el contenido de aleación y los dos últimos indican el contenido nominal de carbono en fracciones de 0.01%. También están especificados: 0.40 a 0.60% Mn (manganeso), 0.040% P (fósforo) máximo. 0.040% S (azufre) máximo. 0.20 a 0.35% Si (silicio). El tratamiento térmico puede utilizarse como otro medio de clasificación. Los antiguos aceros estructurales al carbono y los aceros de alta resistencia y bajo contenido de aleación no tienen tratamiento térmico específico, pero sus propiedades se controlan por el proceso de laminación en caliente. Los aceros para construcción y los aceros al carbono térmicamente tratados, recurren a un proceso de enfriamiento y templado para desarrollar sus propiedades de alta resistencia. Los aceros ASTM A514 se someten a tratamiento térmico con enfriamiento por inmersión en agua o aceite a no menos de 1650 °F, y luego, templado a no menos de 1100° F. Los aceros al carbono térmicamente tratados se someten a una secuencia similar de enfriamiento y temple: austenización, enfriamiento con agua, y luego, temple a temperaturas entre 1000° y 1300 °F. Él tratamiento térmico típico para los aceros marenvejecidos comprende el recocido a 1500 °F durante una hora, enfriamiento con aire a la temperatura ambiente y maduración a 900 °F durante tres horas. El tratamiento de maduración para los aceros martensíticos puede variarse para obtener diferentes grados de resistencia.

PROPIEDADES DE LOS ACEROS ESTRUCTURALES: Las propiedades físicas de varios tipos de acero y de cualquier aleación de acero dada a temperaturas variantes depende principalmente de la cantidad del carbono presente y en como es distribuido en el hierro. Antes del tratamiento de calor la mayoría de los aceros tienen una mezcla de 3 sustancias, ferrita, pearlite, cementite. La ferrita es cantidades pequeñas que contienen ferricas de carbono y otros elementos de solución, es suave y dúctil. La cementite es un compuesto de hierro que contiene aproximadamente 7% del carbono, es sumamente quebradiso y duro. La pearlite es una mezcla intima de ferrita y cementite que tienen una composición especifica, y una estructura característica, y las características físicas se interponen entre los dos electores. La dureza depende de las variaciones de calor, y de las proporciones de los 3 ingredientes. Para el tratamiento calorífico del acero se hace un proceso básico, que es el de endurecer el acero que consiste en la calefacción del metal a una temperatura a la que el austenite se forma, normalmente aproximadamente de 760 a 870 °C, y entonces se refresca bruscamente en agua o aceite. Para comprender el comportamiento de las estructuras de acero, es absolutamente esencial que el diseñador esté familiarizado con las propiedades del acero. Los diagramas esfuerzo-deformación presentan una parte valiosa de la información necesaria

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para entender cómo será el comportamiento del acero en una situación dada. No pueden ser desarrollados métodos de diseño satisfactorios a menos que se cuente con información disponible correspondiente a las relaciones esfuerzo-deformación del material a utilizarse. Si una pieza laminada de acero estructural se somete a una fuerza de tensión, comenzará a alargarse. Si la fuerza de tensión se incrementa en forma constante, el alargamiento aumentará constantemente, dentro de ciertos límites. En otras palabras, el alargamiento se duplicará si, por ejemplo, el esfuerzo aumenta de 6,000 a 12,000 psi (libras por pulgada cuadrada) (de 420 a 840 kg/cm 2). Cuando el esfuerzo de tensión alcanza un valor aproximadamente igual a la mitad del esfuerzo en la ruptura, el alargamiento empezará a incrementarse en una proporción mayor que el correspondiente incremento de esfuerzo. El mayor esfuerzo para el cual tiene aplicación la Ley de Hooke, o el punto más alto sobre la porción de línea recta del diagrama esfuerzo-deformación, es el llamado límite de proporcionalidad. El mayor esfuerzo que puede soportar el material sin ser deformado permanentemente es llamado límite elástico. En realidad, este valor es medido en muy pocas ocasiones y, para la mayor parte de los materiales de ingeniería, incluyendo el acero estructural, es sinónimo de límite de proporcionalidad. Por tal motivo, algunas veces se usa el término límite elástico de proporcionalidad. Al esfuerzo que corresponde un decisivo incremento en el alargamiento o deformación, sin el correspondiente incremento en esfuerzo, se conoce por límite de fluencia. Este es también el primer punto, sobre el diagrama esfuerzo-deformación, donde la tangente a la curva es horizontal. Probablemente el punto de fluencia es para el proyectista la propiedad más importante del acero, ya que los procedimientos para diseñar elásticamente están basados en dicho valor (con excepción de miembros sujetos a compresión, donde el pandeo puede ser un factor). Los esfuerzos permisibles usados en estos métodos son tomados usualmente como una fracción (%) del límite de fluencia. Más allá de tal límite, existe una zona en la cual ocurre un considerable incremento en la deformación, sin incremento en el esfuerzo. La deformación que ocurre antes del punto de fluencia, se conoce como deformación elástica; la deformación que ocurre después del punto de fluencia, sin incremento en el esfuerzo, se conoce como deformación plástica. El valor total de esta última, es usualmente de diez a quince veces el valor de la deformación elástica total. Podría suponerse que la fluencia del acero, sin incremento de esfuerzo, es una seria desventaja, pero actualmente es considerada como una característica muy útil. A menudo ha desempeñado el admirable servicio de prevenir fallas debidas a omisiones o errores de diseño. Pudiera ser que un punto de la estructura de acero dúctil alcanzara el punto de fluencia, con lo que dicha parte de la estructura cedería localmente, sin incremento del esfuerzo, previniendo así una falla prematura. Esta ductilidad permite que los esfuerzos de la estructura de acero puedan reajustarse. Otro modo de describir este fenómeno es diciendo que los muy altos esfuerzos causados durante la fabricación, montaje o carga, tenderán a uniformarse y compensarse por sí mismos. También debe decirse que

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una estructura de acero tiene una reserva de deformación plástica que le permite resistir sobrecargas y choques súbitos. Si no tuviera esa capacidad, podría romperse bruscamente, como sucede con el vidrio y otras sustancias semejantes. Siguiendo a la deformación plástica, existe una zona donde es necesario un esfuerzo adicional para producir deformación adicional, que es llamada de endurecimiento por deformación (acritud). Esta porción del diagrama no es muy importante para el diseñador actual. Un diagrama esfuerzo-deformación para acero dulce estructural, que es bien conocido. Sólo se muestra la parte inicial de la curva por la gran deformación que ocurre antes de la falla. En la falla de los aceros dulces, las deformaciones totales son del orden de 150 a 200 veces las deformaciones elásticas. En realidad, la curva continuará hasta el esfuerzo correspondiente a la resistencia final y luego descenderá, “le saldrá cola”, antes de la ruptura. Se presenta una aguda reducción (llamada “estrangulamiento”, cuello o extricción), en la sección transversal del miembro, seguida de la ruptura. La curva esfuerzo-deformación es una curva típica de un acero usual dúctil de grado estructural y se supone que es la misma para miembros en tensión o en compresión. (Los miembros en compresión deben ser cortos, ya que si son largos la compresión tiende a pandearlos lateralmente, y sus propiedades se ven afectadas grandemente por los momentos flexionantes.) La forma del diagrama varía con la velocidad de carga, el tipo de acero y la temperatura. Se muestra, con línea interrumpida, una variación del tipo mencionado, indicándose el límite superior de fluencia. Esta forma de la curva esfuerzo-deformación, es el resultado de aplicar rápidamente la carga al acero estructural laminado, en tanto que el límite inferior de fluencia corresponde a carga aplicada lentamente. Una propiedad muy importante de una estructura que no haya sido cargada más allá de su punto de fluencia, es que recuperará su longitud original cuando se le retire la carga. Si se hubiere llevado más allá de este punto, sólo alcanzaría a recuperar parte de su dimensión original. Este conocimiento conduce a la posibilidad de probar una estructura existente mediante carga, descarga y medición de deflexiones. Sí después de que las cargas se han retirado, la estructura no recobra sus dimensiones originales, es porque se ha visto sometida a esfuerzos mayores que su punto de fluencia. El acero es un compuesto que consiste casi totalmente de hierro (normalmente más de 98%). Contiene también pequeñas cantidades de carbono, sílice, manganeso, azufre, fósforo y otros elementos. El carbono es el material que tiene mayor efecto en las propiedades del acero. La dureza y resistencia aumentan a medida que el porcentaje de carbono se eleva, pero desgraciadamente el acero resultante es más quebradizo y su soldabilidad disminuye considerablemente. Una menor cantidad de carbono hace al acero más suave y más dúctil pero también menos resistente. La adición de elementos tales como cromo, sílice y níquel produce aceros considerablemente más resistentes. Estos aceros, por lo tanto, son apreciablemente más costosos y a menudo no son fáciles de elaborar. Un diagrama típico de esfuerzo-deformación para un acero frágil; Tal material muestra muy

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poca deformación permanente al fracturarse. Desgraciadamente, la baja ductibilidad o fragilidad es una propiedad asociada comúnmente con las altas resistencias de los aceros (aunque no necesariamente limitada a aceros de alta resistencia). Es de desearse el tener tanta resistencia, como ductibilidad en el acero, pero el diseñador habrá de decidir entre estos dos extremos o por un término medio conveniente. Un acero frágil puede fallar repentinamente por sobrecarga, o durante el montaje es posible la falla debido a impacto por golpes durante el proceso de erección o montaje. En las estructuras de acero diseñadas en el pasado, y en la mayoría de las que actualmente se diseñan, se han usado y usan los llamados métodos de diseño elástico. El diseñador estima la “carga de trabajo”, o cargas que la estructura posiblemente deba soportar, y dimensiona los miembros, sobre la base de ciertos esfuerzos permisibles. Estos esfuerzos permisibles son usualmente una fracción del esfuerzo en el límite de fluencia del acero. Aunque el término “diseño elástico” es utilizado comúnmente para describir este procedimiento, los términos diseño por esfuerzo permisible o diseño por esfuerzo de trabajo son en definitiva más apropiados. Muchas de las estipulaciones de las especificaciones para este método se basan realmente en el comportamiento plástico o en la capacidad última, más que en el comportamiento elástico. La ductibilidad del acero ha sido usada como una reserva de resistencia, y la utilización de este hecho constituye la base de la teoría conocida como el diseño plástico. En este método las cargas de trabajo se estiman y multiplican por ciertos factores y los miembros se diseñan basándose en las resistencias a la falla o al colapso. Se usan también otros nombres para este método como son: diseño al límite o diseño a la falta o a la ruptura. Aunque sólo unos cuantos centenares de estructuras se han diseñado en el mundo por los métodos del diseño plástico, los profesionales se están moviendo decididamente en ese sentido. Esta tendencia se refleja particularmente en las últimas especificaciones de la AISC. El ingeniero diseñador está bien enterado de que la mayor porción de la curva esfuerzo-deformación queda más allá del límite elástico del acero. Además, las pruebas realizadas durante años, han puesto en claro que los aceros dúctiles pueden resistir esfuerzos apreciablemente mayores que los correspondientes a su límite de fluencia, y que en casos de sobrecargas, las estructuras hiperestáticas tienen la propiedad, feliz de redistribuir las cargas debido a la ductilidad del acero. Teniendo en cuenta esta información, se han hecho recientemente muchas proposiciones de diseño plástico. Es indudable que en algunos tipos de estructuras, el diseño por plasticidad conduce a la utilización más económica del acero, que la que se logra con el diseño por elasticidad. El acero estructural puede laminarse económicamente en una variedad de formas y tamaños sin un cambio apreciable de sus propiedades físicas. Normalmente los miembros mas ventajosos son aquellos que tienen grandes módulos de sección en proporción con sus áreas de sus secciones transversales. Las formas I, T, y canal, tan comúnmente usadas pertenecen a esta clase. Los perfiles de acero se identifican por la forma de su sección transversal, como ejemplos están los ángulos, tes., zetas, y placas. Es necesario por tanto establecer una clara distinción entre las vigas estándar

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americanas ( vigas I ) y las vigas de patín ancho ( vigas W), ya que ambas tienen sección en I. El lado interno de los patines de una viga W, puede ser paralelo al lado externo, o casi paralelo, con una pendiente máxima de 1:20, en la superficie interior dependiendo del fabricante.

V CLASIFICACIÓN DEL ACERO: Los aceros se clasifican en cinco grupos principales: aceros al carbono, aceros aleados, aceros de baja aleación ultra resistente, aceros inoxidables y aceros de herramientas. 

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ACEROS AL CARBONO: El 90% de los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen una cantidad diversa de carbono, menos de un 1,65% de manganeso, un 0,6% de silicio y un 0,6% de cobre. Con este tipo de acero se fabrican maquinas, carrocerías de automóvil, estructuras de construcción, pasadores de pelo, etc. ACEROS ALEADOS: Estos aceros están compuestos por una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos; además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono. Estos aceros se emplean para fabricar engranajes, ejes, cuchillos, etc. ACEROS DE BAJA ALEACIÓN ULTRA RESISTENTES: Es la familia de aceros mas 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. ACEROS INOXIDABLES: Estos aceros contienen cromo, níquel, y otros elementos de aleación que los mantiene brillantes y resistentes a la oxidación. Algunos 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.

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ACEROS DE HERRAMIENTAS: Estos aceros se emplean para fabricar herramientas y cabezales de corte y modelado de maquinas. Contiene wolframio, molibdeno y otros elementos de aleación que le proporcionan una alta resistencia, dureza y durabilidad.

 PROCESOS Y ACABADOS: Existen distintos tipos de acabados para el acero, por lo tanto tiene una

Salida al mercado de gran variedad de formas y de tamaños, como varillas, tubos, raíles de ferrocarril o perfiles en H o en T. Estas formas se obtienen en las instalaciones siderúrgicas laminado los lingotes calientes o modelándolos de algún otro modo. El acabado del acero mejora también su calidad al refinar su estructura cristalina y aumentar su resistencia. El método principal de trabajar el acero se conoce como laminado en caliente. En este proceso, el lingote colado se calienta al rojo vivo en un horno denominado foso de termodifusión y a continuación se hace pasar entre una serie de rodillos metálicos colocados en pares que lo aplastan hasta darle la forma y tamaño deseados. La distancia entre los rodillos va disminuyendo a medida que se reduce el espesor del acero.

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El primer par de rodillos por el que pasa el lingote se conoce como tren de desbaste o de eliminación de asperezas. Después del tren de devaste, el acero pasa a trenes de laminado en bruto y a los trenes de acabado que lo reducen a láminas con la sección transversal correcta. Los rodillos para producir raíles o ríeles de ferrocarril o perfiles en H, en T o en L tienen estrías para proporcionar la forma adecuada.

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

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A).- TUBOS: Los tubos más baratos se forman doblando una tira plana de acero caliente en forma cilíndrica y soldando los bordes para cerrar el tubo. En los tubos más pequeños, los bordes de la tira suelen superponerse y se pasan entre un par de

rodillos curvados según el diámetro externo del tubo. La presión de los rodillos es suficiente para soldar los bordes. Los tubos sin soldaduras se fabrican a partir de barras sólidas haciéndolas pasar entre un par de rodillos inclinados entre los que está situada una barra metálica con punta que perfora las barras y forma el interior del tubo mientras los rodillos forman el exterior.

TRATAMIENTO TÉRMICO DE LOS ACEROS: El proceso básico de endurecimiento de los aceros consiste en calentar el metal hasta una temperatura en la que se forma austenita, que suele ser entre 750 y 850 ºC, y enfriarlo rápidamente sumergiéndolo en agua o aceite. Este tratamiento de endurecimiento forma martensita y crea grandes tensiones internas en el metal. Para eliminar estas tensiones se emplea el temple que consiste en recalentar la pieza a una temperatura menor. Con este sistema se reduce la dureza y resistencia pero aumenta la ductilidad y la tenacidad. El objetivo principal del proceso de tratamiento térmico en controlar la cantidad, tamaño, forma y distribución de las partículas de cementita contenidas en una ferrita, determinando así las propiedades físicas del acero. Hay muchas variaciones del proceso básico. Los ingenieros metalúrgicos han descubierto que el cambio de austenita a martensita se produce en la ultima fase del enfriamiento y que este cambio esta acompañado de un aumento de volumen que en caso de que el

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enfriamiento sea demasiado rápido hace agrietarse al metal. Para evitar esto, se han desarrollado tres procesos distintos.

TEMPLADO PROLONGADO: El acero se retira del baño de enfriamiento cuando alcanza la temperatura en que comienza a formarse la martensita y se enfría lentamente mediante un chorro de aire. El acero se retira del baño de enfriamiento en el mismo momento que en el templado prolongado y se coloca en un baño de temperatura constante hasta que alcanza una temperatura uniforme en su sección transversal. A continuación se enfría lentamente con aire desde los 300 ºC hasta la temperatura ambiente AUSTEMPLADO: El material se enfría hasta la temperatura en la que se forma la martensita y se mantiene a esa temperatura hasta que acaba el proceso. A continuación se enfría a temperatura ambiente. Hay otros métodos de tratamiento térmico para endurecer el acero. Cementación: Las superficies de las piezas de acero terminadas se endurecen al calentarlas con compuestos de carbono o nitrógeno. CARBURIZACIÓN: La pieza se calienta manteniéndola rodeada de carbón vegetal, coque o gases de carbono. CIANURIZACIÓN: Se introduce el metal en un baño de sales de cianuro, logrando así que endurezca. NITRURIZACIÓN: Se emplea para endurecer aceros de composición especial mediante su calentamiento en amoniaco gaseoso. USOS: La estructura de la pirámide den Louvre, las latas de conserva, las plataformas petroleras, las camaras catalíticas, los clips de las oficinas, y los soportes de los circuitos integrados son de acero. Una relación completa seria imposible: desde el objeto mas corriente hasta el instrumento mas sofisticado, desde lo microscopico (piezas menores de un gramo en los micromotores de relojes eléctricos) hasta lo gigantesco (cubas de metanero, capaces de alojar el volumen del arco del triunfo), el acero esta en el origen de la infinidad de productos elaborados por la industria humana.

EN LA CONSTRUCCIÓN DE PUENTES O DE EDIFICIOS: El acero puede tener múltiples papeles. Sirve para armar el hormigón, reforzar los cimientos, transportar el agua, el gas u otros fluidos. Permite igualmente formar el armazón de edificios, sean estos de oficinas, escuelas, fabricas, residenciales o polideportivos. Y también vestirlos (fachadas, tejados). En una palabra, es el elemento esencial de la arquitectura y de la estética de un proyecto. EN EL SECTOR DE LA AUTOMOCIÓN: Este sector constituye el segundo mercado acero, después de la construcción y las obras publicas. Chasis y carrocerías, piezas de motor, de la dirección o de la transmisión, instalaciones de

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escape, carcasas de neumáticos,.... el acero representa del 55 al 70% del peso de un automóvil.

EN LO COTIDIANO: LATAS, BOTES, BIDONES. Numerosos envases son fabricados a partir de hojas de acero, revestidas en ambas caras de una fina capa de estaño que les hace inalterables. Denominados durante largo tiempo “hierro blanco” (debido al blanco del estaño), los aceros para envase se convierten en latas de conserva o de bebidas y también en botes de aerosol para laca, tubos para carmín de labios, botes, y latas o bidones para pinturas, grasas, disolventes u otros productos que requieren un medio hermético de conservación. EN EL CORAZÓN DE LA CONSERVACIÓN ALIMENTARÍA: El acero no aleado, llamado al carbono, requiere una protección contra la corrosión: una capa de zinc y pintura para las carrocerías de automóvil, una capa de estaño y barniz para las latas de conserva o de bebidas. El inox, acero aleado al níquel y al cromo, puede permanecer desnudo: es inalterable en la masa. Platos, cazos, cuberterías.... el acero inoxidable resiste indefinidamente al agua y alos detergentes, es perfectamente sano y no altera ni el sabor ni el color de los alimentos. EN LA COMUNICACIÓN: Los componentes electrónicos utilizados en la informática o en las telecomunicaciones, así como los elementos funcionales del tubo de los televisores en colero, son piezas delicadas con exigencias particulares: por ello, se fabrican en aleaciones adaptadas a cada coso. EN LA ENERGÍA: El petróleo y la industria nuclear requieren infraestructuras, equipos y redes de conductos de fluidos muy específicos. El acero se muestra como un material clave en este mundo que, como la industria química, debe hacer frente a numerosos desafíos: medios altamente corrosivos, altas temperaturas, condiciones mecánicas altamente exigentes. EN LA SANIDAD: Inalterable y perfectamente neutro de cara al los tejidos humanos, el acero inoxidable es idóneo para convertirse en prótesis de cadera, rotulas, tornillos, pacas, bisturís..... Y hasta agujas, que se fabrican a partir de una hoja de acero inoxidable de 0.15 a 0.45 mm de grosor. En fin el acero esta en todas partes, “En el numeral 4.6 en procesos y acabados, hay una pequeña ampliación de los maravillosos usos del acero” VI CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS Y TECNOLÓGICAS DEL ACERO:

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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 encoger, estirar o derretir.  El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación. El de su componente principal, el hierro es de alrededor de 1510 ºC, sin embargo el acero presenta frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1375 ºC (2500 ºF). Por otra parte el acero rápido funde a 1650ºC 17  Su punto de ebullición es de alrededor de 3000 ºC(5400ºF). 18  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 temple, aplicable a aceros con alto contenido en carbono, que permite, cuando es superficial, conservar un núcleo tenaz en la pieza que evite fracturas frágiles (véase también endurecimiento del acero). 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.

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 La corrosión es la mayor desventaja de los acero 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 de19 3*106 S m-1. 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.  Posee una alta conductividad eléctrica. Aunque depende de su composición es aproximadamente de19 3*106 S m-1. 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 debido a que en su composición hay un alto porcentaje de cromo y níquel.  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.20 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.

FORMACIÓN DEL ACERO. DIAGRAMA HIERRO-CARBONO (FE-C). En el diagrama de equilibro, o de fases, Fe-C se representan las transformaciones que sufren los aceros al carbono con la temperatura, admitiendo que el calentamiento (o enfriamiento) de la mezcla se realiza muy lentamente de modo que los procesos de difusión (homogeneización) tienen tiempo para completarse.

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Dicho diagrama se obtiene experimentalmente identificando los puntos críticos temperaturas a las que se producen las sucesivas transformaciones por métodos diversos. FASES DE LA ALEACIÓN DE HIERRO-CARBONO Austenita (hierro-ɣ. duro) Ferrita (hierro-α. blando) Cementita (carburo de hierro. Fe3C) Perlita (88% ferrita, 12% cementita) Ledeburita (ferrita - cementita eutectica, 4.3% carbón) Bainita Martensita TIPOS DE ACERO

Acero Acero Acero Acero Acero

al carbono (0,03-2.1% C) corten (para intemperie) inoxidable (aleado con cromo) microaleado («HSLA», baja aleación alta resistencia) rápido (muy duro, tratamiento térmico) OTRAS ALEACIONES FE-C

Hierro dulce (prácticamente sin carbón) Fundición (>2.1% C) Fundición dúctil (grafito esferoidal)

MICROCONSTITUYENTES: El hierro puro presenta tres estados alotrópicos a medida que se incrementa la temperatura desde la ambiente: 

Hasta los 911 °C, el hierro ordinario, cristaliza en el sistema cúbico de cuerpo centrado y recibe la denominación de hierro α o ferrita. Es un material dúctil y maleable responsable de la buena forjabilidad de la

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

aleaciones con bajo contenido en carbono y es ferromagnético hasta los 770 °C (temperatura de Curie a la que pierde dicha cualidad). La ferrita puede disolver muy pequeñas cantidades de carbono. Entre 911 y 1400 °C cristaliza en el sistema cúbico de caras centradas y recibe la denominación de hierro γ o austenita. Dada su mayor compacidad la austenita se deforma con mayor facilidad y es paramagnética. Entre 1400 y 1538 °C cristaliza de nuevo en el sistema cúbico de cuerpo centrado y recibe la denominación de hierro δ que es en esencia el mismo hierro alfa pero con parámetro de red mayor por efecto de la temperatura.

A mayor temperatura el hierro se encuentra en estado líquido. Si se añade carbono al hierro, sus átomos podrían situarse simplemente en los instersticios de la red cristalina de éste último; sin embargo en los aceros aparece combinado formando carburo de hierro (Fe 3C), es decir, un compuesto químico definido y que recibe la denominación de cementita de modo que los aceros al carbono están constituidos realmente por ferrita y cementita. TRANSFORMACIÓN DE LA AUSTENITA:

Zona de los aceros (hasta 2% de carbono) del diagrama de equilibrio metaestable hierro-carbono. Dado que en los aceros el carbono se encuentra formando carburo de hierro se han incluido en abcisas las escalas de los porcentajes en peso de carbono y de carburo de hierro (en azul).

El diagrama de fases Fe-C muestra dos composiciones singulares: 

Un eutéctico (composición para la cual el punto de fusión es mínimo) que se denomina ledeburita y contiene un 4,3% de carbono (64,5 % de cementita).

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



La ledeburita aparece entre los constituyentes de la aleación cuando el contenido en carbono supera el 2% (región del diagrama no mostrada) y es la responsable de la mala forjabilidad de la aleación marcando la frontera entre los aceros con menos del 2% de C (forjables) y las fundiciones con porcentajes de carbono superiores (no forjables y fabricadas por moldeo). De este modo se observa que por encima de la temperatura crítica A 321los aceros están constituidos sólo por austenita, una solución sólida de carbono en hierro γ y su microestructura en condiciones de enfriamiento lento dependerá por tanto de las transformaciones que sufra ésta. Un eutectoide en la zona de los aceros, equivalente al eutéctico pero en estado sólido, donde la temperatura de transformación de la austenita es mínima. El eutectoide contiene un 0,77 %C (13,5% de cementita) y se denomina perlita. Está constituido por capas alternas de ferrita y cementita, siendo sus propiedades mecánicas intermedias entre las de la ferrita y la cementita. La existencia del eutectoide permite distinguir dos tipos de aleaciones de acero: Aceros hipoeutectoides (< 0,77% C). Al enfriarse por debajo de la temperatura crítica A3 comienza a precipitar la ferrita entre los granos (cristales) de austenita y al alcanzar la temperatura crítica A 1 la austenita restante se transforma en perlita. Se obtiene por tanto a temperatura ambiente una estructura de cristales de perlita embebidos en una matriz de ferrita. Aceros hipereutectoides (>0,77% C). Al enfriarse por debajo de la temperatura crítica se precipita el carburo de hierro resultando a temperatura ambiente cristales de perlita embebidos en una matriz de cementita.

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.

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Antaño se identificaron también la sorbita y la troostita que han resultado ser en realidad perlitas de muy pequeña distancia interlaminar por lo que dichas denominaciones han caído en desuso. VII OTROS ELEMENTOS EN EL ACERO: ELEMENTOS ALEANTES DEL ACERO Y MEJORAS OBTENIDAS CON LA ALEACIÓN: Aunque la composición química de cada fabricante de aceros es casi secreta, certificando a sus clientes solo la resistencia y dureza de los aceros que producen, sí se conocen los compuestos agregados y sus porcentajes admisibles 22. 23 

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Aluminio: se emplea como elemento de aleación en los aceros de nitruracion, que suele tener 1% aproximadamente de aluminio. Como desoxidante se suele emplear frecuentemente en la fabricación de muchos aceros. Todos los aceros aleados en calidad contienen aluminio en porcentajes pequeñísimos, variables generalmente desde 0.001 a 0.008%. Boro: logra aumentar la capacidad de endurecimiento cuando el acero está totalmente desoxidado.

Acería. Nótese la tonalidad del vertido. Cobalto: muy endurecedor. Disminuye la templabilidad. Mejora la dureza en caliente. El cobalto es un elemento poco habitual en los aceros.Se usa en los aceros rápidos para herramientas, aumenta la dureza de la herramienta en caliente. Se utiliza para aceros refractarios. Aumenta las propiedades magnéticas de los aceros. Cromo: es uno de los elementos especiales más empleados para la fabricación de aceros aleados, usándose indistintamente en los aceros de construcción, en los de herramientas, en los inoxidables y los de resistencia en caliente. Se emplea en cantidades diversas desde 0.30% a 30%, según los casos y sirve para aumentar la dureza y la resistencia a la tracción de los aceros, mejora la templabilidad, impide las deformaciones en el temple, aumenta la resistencia al desgaste, la inoxidabilidad, etc.Forma carburos muy duros y comunica al acero mayor dureza, resistencia y tenacidad a cualquier temperatura. Solo o aleado con otros elementos, proporciona a los

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aceros características de inoxidables y refractarios; también se utiliza en revestimientos embellecedores o recubrimientos duros de gran resistencia al desgaste, como émbolos, ejes, etc. Estaño: es el elemento que se utiliza para recubrir láminas muy delgadas de acero que conforman la hojalata. Manganeso: aparece prácticamente en todos los aceros, debido, principalmente, a que se añade como elemento de adición para neutralizar la perniciosa influencia del azufre y del oxigeno, que siempre suelen contener los aceros cuando se encuentran en estado líquido en los hornos durante los procesos de fabricación. El manganeso actúa también como desoxidante y evita, en parte, que en la solidificación del acero que se desprendan gases que den lugar a porosidades perjudiciales en el material.Si los aceros no tuvieran manganeso, no se podrían laminar ni forjar, porque el azufre que suele encontrarse en mayor o menor cantidad en los aceros, formarían sulfuros de hierro, que son cuerpos de muy bajo punto de fusión (981º aprox.) que a las temperaturas de trabajo en caliente (forja o laminación) funden, y al encontrarse contorneando los granos de acero crean zonas de debilidad y las piezas y barras se abren en esas operaciones de transformación. Los aceros ordinarios y los aceros aleados en los que el manganeso no es elemento fundamental, suelen contener generalmente porcentajes de manganeso variables de 0.30 a 0.80%. Molibdeno: es un elemento habitual del acero y aumenta mucho la profundidad de endurecimiento de acero, así como su tenacidad. Los aceros inoxidables austeníticos contienen molibdeno para mejorar la resistencia a la corrosión. Nitrógeno: se agrega a algunos aceros para promover la formación de austenita. Níquel: una de las mayores ventajas que reporta el empleo del níquel, es evitar el crecimiento del grano en los tratamientos térmicos, lo que sirve para producir en ellos gran tenacidad. El níquel además hace descender los puntos críticos y por ello los tratamientos pueden hacerse a temperaturas ligeramente más bajas que la que corresponde a los aceros ordinarios. Experimentalmente se observa que con los aceros aleados con níquel se obtiene para una misma dureza, un limite de elasticidad ligeramente más elevado y mayores alargamientos y resistencias que con los aceros al carbono o de baja aleación. En la actualidad se ha restringido mucho su empleo, pero sigue siendo un elemento de aleación indiscutible para los aceros de construcción empleados en la fabricación de piezas para maquinas y motores de gran responsabilidad, se destacan sobre todo en los aceros cromo-níquel y cromo-níquel-molibdeno.El níquel es un elemento de extraordinaria importancia en la fabricación de aceros inoxidables y resistentes a altas temperaturas, en los que además de cromo se emplean porcentajes de níquel variables de 8 a 20%. Es el principal formador de austenita, que aumenta la tenacidad y resistencia al impacto. El níquel se utiliza mucho para producir acero inoxidable, porque aumenta la resistencia a la corrosión.

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Plomo: el plomo no se combina con el acero, se encuentra en él en forma de pequeñísimos glóbulos, como si estuviese emulsionado, lo que favorece la fácil mecanización por arranque de viruta, (torneado, cepillado, taladrado, etc.) ya que el plomo es un buen lubricante de corte, el porcentaje oscila entre 0.15 y 0.30 % debiendo limitarse el contenido de carbono a valores inferiores al 0.5 % debido a que dificulta el templado y disminuye la tenacidad en caliente.se añade a algunos aceros para mejorar mucho la maquinabilidad. Silicio: aumenta moderadamente la templabilidad. Se usa como elemento desoxidante. Aumenta la resistencia de los aceros bajos en carbono. Titanio: se usa para estabilizar y desoxidar el acero. Tungsteno: también conocido como wolframio. Forma con el hierro carburos muy complejos estables y durísimos, soportando bien altas temperaturas. En porcentajes del 14 al 18 %, proporciona aceros rápidos con los que es posible triplicar la velocidad de corte de loa aceros al carbono para herramientas. Vanadio: posee una enérgica acción desoxidante y forma carburos complejos con el hierro, que proporcionan al acero una buena resistencia a la fatiga, tracción y poder cortante en los aceros para herramientas. Zinc: es elemento clave para producir chapa de acero galvanizado.

Los porcentajes de cada uno de los aleantes que pueden configurar un tipo determinado de acero están normalizados. VIII 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 hierro 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 5 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 de mayor calidad.

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* 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 la ductilidad, 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.

NORMALIZACIÓN DE LAS DIFERENTES CLASES DE ACERO: Como existe una variedad muy grande de clases de acero diferentes que se pueden producir en función de los elementos aleantes que constituyan la aleación, se ha impuesto, en cada país, en cada fabricante de acero, y en muchos casos en los mayores consumidores de aceros, unas Normas que regulan la composición de los aceros y las prestaciones de los mismos. Por ejemplo en España actualmente están regulados por la norma UNE-EN 10020:2001 y antiguamente estaban reguladas por la norma UNE-3601024. Existen otras normas reguladoras del acero, como la clasificación de AISI (de hace 70 años, y de uso mucho más extenso internacionalmente), ASTM25, DIN, o la ISO 3506. A modo de ejemplo se expone la clasificación regulada por la norma UNE-36010, que ya ha sido sustituida por la norma UNE-EN10020:2001, y están editadas por AENOR:

Norma UNE-36010: La norma española UNE-36010 es una normalización o clasificación de los aceros para que sea posible conocer las propiedades de los mismos. Esta Norma indica la cantidad mínima o máxima de cada componente y las propiedades mecánicas que tiene el acero resultante. En España, el Instituto del Hierro y del Acero (IHA) creó esta norma que clasifica a los aceros en cinco series diferentes a las que identifica por un número. Cada serie de aceros se divide a su vez en grupos, que especifica las características técnicas de cada acero, matizando sus aplicaciones específicas. El grupo de un acero se designa con un número que acompaña a la serie a la que pertenece. La clasificación de grupos por serie, sus propiedades y sus aplicaciones se recogen en la Tabla siguiente.

Clasificación de los Aceros según la Norma UNE-36010 Serie

Grupo

Denominación

Descripción

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Serie 1

Serie 2

Grupo 1

Acero al carbono.

Grupos 2 y 3

Acero aleado de gran resistencia.

Grupo 4

Acero aleado de gran elasticidad.

Grupo 5 y 6

Aceros para cementación.

Grupo 7

Aceros para nitruración.

Grupo 1

Aceros de fácil mecanización.

Grupo 2

Aceros

Grupo 3

Aceros

Grupo 4

Aceros

Grupo 5

Aceros

Son aceros al carbono y por tanto no aleados. Cuanto más carbono tienen sus respectivos grupos son más duros y menos soldables, pero también son más resistentes a los choques. Son aceros aptos para tratamientos térmicos que aumentan su resistencia, tenacidad y dureza. Son los aceros que cubren las necesidades generales de la Ingeniería de construcción tanto industrial como civil y comunicaciones.

Son aceros a los que se incorporan para soldadura. elementos aleantes que mejoran las magnéticos. propiedades de dilatación térmica. necesarias que se resistentes a la fluencia. exigen las piezas que se van a fabricar con ellos como, por ejemplo, tornillería, tubos y perfiles en los grupos 1 y 2. Núcleos de transformadores y motores en los aceros del grupo 3, piezas de unión de materiales

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Serie 3

Serie 5

Grupo 1

Aceros inoxidables.

Grupos 2 y 3

Aceros resistentes al calor.

Grupo 1

Acero al carbono para herramientas.

férricos con no férricos sometidos a temperatura en el grupo 4, piezas instaladas en instalaciones Estos aceros están basados en la adición de cantidades considerables de cromo y níquel a los que se suman otros elementos para otras propiedades más específicas. Son resistentes a ambientes húmedos, a agentes químicos y a altas temperaturas. Sus aplicaciones más importantes son para la fabricación de depósitos de agua, cámaras frigoríficas industriales, material clínico e instrumentos quirúrgicos, pequeños electrodomésticos, material doméstico como cuberterías, cuchillería, etc.. Son aceros aleados con tratamientos

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Grupos 2, 3 y Acero aleado para 4 herramientas.

Serie 8

Grupo 5

Aceros rápidos.

Grupo 1

Aceros para moldeo.

Grupo 3 Grupo 4

térmicos que les dan características muy particulares de dureza, tenacidad y resistencia al desgaste y a la deformación por calor. Los aceros del grupo 1 de esta serie se utilizan para construir maquinaria de trabajos ligeros en general, desde la carpintería y la agrícola (aperos). Los grupos 2 ,3 y 4 se utilizan para construir máquinas y herramientas más pesadas. El grupo 5 se utiliza para construir herramientas de corte.

Son aceros adecuados para Aceros de baja radiación. moldear piezas por Aceros para moldeo inoxidables. vertido en moldes de arena, por lo que requieren cierto contenido mínimo de carbono que les dé estabilidad. Se utilizan para el moldeo de piezas geométricas complicadas, con características muy variadas, que posteriormente son acabadas en

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procesos de

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 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 son: 

Temple.

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     

Cementación. Nitruración. Revenido. Recocido. Cianuración. Normalizado.

Entre los factores que afectan a los procesos de tratamiento térmico del acero se encuentran la temperatura y el tiempo durante el que se expone a dichas condiciones al material. Otro factor determinante es la forma en la que el acero vuelve a la temperatura ambiente. El enfriamiento del proceso puede incluir su inmersión en aceite o el uso del aire como refrigerante. El método del tratamiento térmico, incluyendo su enfriamiento, influye en que el acero tome sus propiedades comerciales. Según ese método, en algunos sistemas de clasificación, se le asigna un prefijo indicativo del tipo. Por ejemplo, el acero O-1, o A2, A6 (o S7) donde la letra "O" es indicativo del uso de aceite (del inglés: oil quenched), y "A" es la inicial de aire; el prefijo "S" es indicativo que el acero ha sido tratado y considerado resistente al golpeo (Shock resistant).

MECANIZADO 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 de acuerdo a las Normas Técnicas de Edificación. El proceso de laminado consiste en calentar previamente los lingotes de acero fundido a una temperatura que permita la deformación del lingote por un proceso de estiramiento y desbaste que se produce en una cadena de cilindros a presión llamado tren de laminación. Esto cilindros van conformando el perfil deseado hasta conseguir las medidas adecuadas. Las dimensiones del acero que se consigue no tienen tolerancias muy ajustadas y por eso muchas veces a los productos laminados hay que someterlos a fases de mecanizado para ajustar su tolerancia. 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 armar hormigón armado, y cimentaciones de obra civil y pública, se trata de barras de acero que presentan resaltos o corrugas que mejoran la adherencia con el hormigón está dotado de una gran ductilidad, la Pág.

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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 corrugado, están normalizadas, por ejemplo es España las regulan las normas (UNE 36068:1994- UNE 36065:2000 –UNE36811:1996) 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 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:

Estampado del acero: 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: 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

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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. 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. Un tipo de acero laminado que se utiliza para las estructuras de hormigón armado son barras de diferentes diámetros con unos resaltes, que se llama acero corrugado. .

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El acero en sus distintas clases está presente de forma abrumadora en nuestra vida cotidiana en forma de herramientas, utensilios, equipos mecánicos y formando parte de electrodomésticos y maquinaria en general así como en las estructuras de las viviendas que habitamos y en la gran mayoría de los edificios modernos. Los fabricantes de medios de transporte de mercancías (camiones) y los de maquinaria agrícola son grandes consumidores de acero.

También son grandes consumidores de acero las actividades constructoras de índole ferroviario desde la construcción de infraestructuras viarias así como la fabricación de todo tipo de material rodante. Otro tanto cabe decir de la industria fabricante de armamento, especialmente la dedicada a construir armamento pesado, vehículos blindados y acorazados. También consumen mucho acero los grandes astilleros constructores de barcos especialmente petroleros, y gasistas u otros buques cisternas. Como consumidores destacados de acero cabe citar a los fabricantes de automóviles porque muchos de sus componentes significativos son de acero. A modo de ejemplo cabe citar los siguientes componentes del automóvil que son de acero: 

     

Son de acero forjado entre otros componentes: cigüeñal, bielas, piñones, ejes de transmisión de caja de velocidades y brazos de articulación de la dirección. De chapa de estampación son las puertas y demás componentes de la carrocería. De acero laminado son los perfiles que conforman el bastidor. Son de acero todos los muelles que incorporan como por ejemplo; muelles de válvulas, de asientos, de prensa embrague, de amortiguadores, etc. De acero de gran calidad son todos los rodamientos que montan los automóviles. De chapa troquelada son las llantas de las ruedas, excepto las de alta gama que son de aleaciones de aluminio. De acero son todos los tornillos y tuercas.

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

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Todos los metales, y el acero entre ellos, tienen una propiedad que desde el punto de vista medioambiental es muy buena: pueden ser reciclados una vez que su uso inicial ha llegado a su término De esta manera todas las máquinas, estructuras, barcos, automóviles, trenes, etc., se desguazan al final de su vida útil y se separan los diferentes materiales que los componen, originando unos desechos seleccionados que se conocen con el nombre de chatarra. Esta chatarra se prensa y se hacen grandes compactos en las zonas de desguace que se envían nuevamente a las acerías, donde se consiguen de nuevo nuevos productos siderúrgicos, tanto aceros como fundiciones. Se estima que la chatarra reciclada cubre el 40% de las necesidades mundiales de acero (cifra de 2006). El acero se puede obtener a partir de mineral (ciclo integral) en instalaciones que disponen de Altos Hornos o partiendo de chatarras férricas (ciclo electrosiderúrgico) en Hornos Eléctricos. Las chatarras seleccionadas contenidas en la cesta de carga se introducen en el horno eléctrico por su parte superior, en unión de agentes reactivos y escorificantes, desplazando la bóveda giratoria del mismo. Se funde la chatarra de una o varias cargas por medio de corriente eléctrica hasta completar la capacidad del horno. Este acero es el que va a constituir una colada. Se analiza el baño fundido y se procede a un primer afino para eliminar impurezas, haciendo un primer ajuste de la composición química por adición de ferroaleaciones que contienen los elementos necesarios. EL acero líquido obtenido se vuelca en un recipiente revestido de material refractario, denominado cuchara de colada. Este recipiente hace de cuba de un segundo horno de afino denominado (horno cuchara) en el que se termina de purificar el acero, se ajusta su composición química y se calienta a la temperatura adecuada. La cuchara se lleva sobre una máquina de colada continua, en cuya artesa receptora vierte (cuela) el acero fundido por el orificio del fondo o buza. La artesa lo distribuye en varias líneas, cada una con su molde o lingotera, en donde se enfría de forma controlada para formar las palanquillas, que son los semiproductos de sección cuadrada que se someterán a las operaciones de forja y conformación subsiguientes. En todo el proceso de reciclado hay que respetar las normas sobre prevención de riesgos laborales y las de carácter medioambiental. Al ser muy alto el consumo de electricidad, el funcionamiento del horno de fundir debe programarse hacerse cuando la demanda de electricidad es menor. Por otro lado, en la entrada de los camiones que transportan la chatarra a las industrias de reciclaje tiene que haber detectores de radioactividad, así como en diferentes fases del proceso. El comercio de chatarra es un buen negocio que suministra materiales de segunda mano para su reutilización o reciclaje. La chatarra es un recurso importante, sobre todo porque recorta el gasto de materias primas y el de energía empleado en procesos como la fabricación del acero. En el año 2006, debido al gran auge y gran demanda en el proceso constructivo en edificación, el precio del acero se está incrementando considerablemente, suponiendo el coste de la chatarra de acero un 20% del precio de mercado.

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IX ACERO INOXIDABLE:

Lavabos de acero inoxidable El acero inoxidable es un tipo de acero resistente a la corrosión, dado que el cromo que contiene posee gran afinidad por el oxígeno y reacciona con él formando una capa pasivadora, evitando así la corrosión del hierro. Sin embargo, esta capa puede ser afectada por algunos ácidos, dando lugar a que el hierro sea atacado y oxidado por mecanismos intergranulares o picaduras generalizadas. Contiene, por definición, un mínimo de 10,5% de cromo. Algunos tipos de acero inoxidable contienen además otros elementos aleantes; los principales son el níquel y el molibdeno. Al igual que la mayoría de los aceros, vienen regulados en España por la norma UNE 36001 que los clasifica dentro de la serie F310. A.

HISTORIA:

Los primeros trabajos realizados para la fabricación de los hierros y aceros inoxidables datan del siglo XIX. Ya en aquellos días se sabía que el hierro aleado con ciertos metales, como el cobre y el níquel resistía mejor a la oxidación que el hierro ordinario. En 1865 ya se hacían, aunque en cantidades muy limitadas, aceros con 25 y 35% de níquel que resistían muy bien la acción de la humedad del aire y, en general, del medio ambiente; pero se trataba de fabricaciones en muy pequeña escala que nunca se continuaron. En esa época no se llegó a estudiar ni a conocer bien esta clase de aceros. En 1872 Woods y Clark fabricaron aceros con 5% de cromo que tenían también mayor resistencia a la corrosión que los hierros ordinarios de esa época. Posteriormente en 1892 Hadfield, en Sheffield, estudió las propiedades de ciertos aceros aleados con cromo y dio a conocer en sus escritos que el cromo mejoraba sensiblemente la resistencia a la corrosión. En 1904-1910, Guillet y Portevin, en Francia, realizaron numerosos estudios sobre aceros aleados con cromo y níquel, determinando microestructuras y tratamientos de muchos de ellos. Llegaron a fabricar aceros muy similares a los típicos aceros inoxidables que se usan en la actualidad, pero hasta entonces nunca le dieron especial atención a la inoxidabilidad. El desarrollo original de lo que son actualmente los aceros inoxidables aconteció en los albores de la primera guerra mundial. En forma independiente y casi simultánea, en Inglaterra y en Alemania se descubrieron los aceros inoxidables tal como los

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conocemos ahora. El metalúrgico inglés Harry Brearly investigando cómo mejorar una aleación para proteger los cilindros de los cañones, encontró que agregando cromo a los aceros de bajo carbono, obtenía aceros resistentes a las manchas (stainless) o resistentes a la oxidación. Los doctores Strauss y Maurer, de Alemania, en 1912 patentaron dos grupos de aceros inoxidables al cromo-níquel de bajo contenido de carbono; uno de éstos, con la denominación 18-8, ha sido utilizado desde entonces en numerosas aplicaciones. Las propiedades y composiciones de los aceros inoxidables se mantuvieron en secreto por los países beligerantes mientras duró la primera guerra mundial. Posteriormente, a partir de las pocas aleaciones experimentadas en 1920. y de un limitado número de grados comercialmente disponibles en 1930, la familia de los aceros inoxidables ha crecido en forma impresionante. En la actualidad se cuenta con un gran número de tipos y grados de acero inoxidable en diversas presentaciones, y con una gran variedad de acabados, dimensiones, tratamientos, etc. B. UN METAL MUY DIFERENTE: Como todos los tipos de aceros, el acero inoxidable no es un metal simple sino una aleación. Lo que tienen en común todos los aceros es que el principal ingrediente (elemento de aleación) es hierro, al que se añade una pequeña cantidad de carbono. El acero inoxidable fue inventado a principios del siglo XX cuando se descubrió que una pequeña cantidad de cromo (habitualmente un mínimo de 11%) añadido al acero común, le daba un aspecto brillante y lo hacía altamente resistente a la suciedad y a la oxidación. Esta resistencia a la oxidación, denominada «resistencia a la corrosión», es lo que hace al acero inoxidable diferente de otros tipos de acero. C. NO ES UN REVESTIMIENTO : El acero inoxidable es un material sólido y no un revestimiento especial aplicado al acero común para darle características “inoxidables”. Aceros comunes, e incluso otros metales, son a menudo cubiertos o “bañados” con metales blancos como el cromo, níquel o zinc para proteger sus superficies o darles otras características superficiales. Mientras que estos baños tienen sus propias ventajas y son muy utilizados, el peligro radica en que la capa puede ser dañada o deteriorarse de algún modo, lo que anularía su efecto protector. La apariencia del acero inoxidable puede, sin embargo, variar y dependerá en la manera que esté fabricado y en su acabado superficial. D. EL ACERO INOXIDABLE ESTÁ EN TODAS PARTES: Su resistencia a la corrosión es lo que da al acero inoxidable su nombre. Sin embargo, justo después de su descubrimiento se apreció que el material tenía otras muchas valiosas propiedades que lo hacen idóneo para una amplia gama de usos diversos. Las posibles aplicaciones del acero inoxidable son casi ilimitadas, hecho que puede comprobarse con tan solo unos ejemplos:

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En el hogar: cubertería y menaje, fregaderos, sartenes y baterías de cocina, hornos y barbacoas, equipamiento de jardín y mobiliario.  En la ciudad: paradas de autobús, cabinas telefónicas y resto de mobiliario urbano, fachadas de edificios, ascensores y escaleras, vagones de metro e infraestructuras de las estaciones.  En la industria: equipamiento para la fabricación de productos alimentarios y farmacéuticos, plantas para el tratamiento de aguas potables y residuales, plantas químicas y petroquímicas, componentes para la automoción y aeronáutica, depósitos de combustible y productos químicos. E. TIPOS DE ACEROS INOXIDABLES: 

Los aceros inoxidables que contienen solamente cromo se llaman ferríticos, ya que tienen una estructura metalográfica formada básicamente por ferrita. Son magnéticos y se distinguen porque son atraídos por un imán. Con elevados porcentajes de carbono, estos aceros son templables y pueden, por tanto, endurecerse por tratamiento térmico. A estos aceros endurecidos se llaman aceros inoxidables "martensíticos", por tener martensita en su estructura metalográfica. Los aceros inoxidables que contienen más de un 7% de níquel se llaman austeníticos, ya que tienen una estructura metalográfica en estado recocido, formada básicamente por austenita. No son magnéticos en estado recocido y, por tanto, no son atraídos por un imán. Los aceros inoxidables austeníticos se pueden endurecer por deformación, pasando su estructura metalográfica a contener martensita. Se convierten en parcialmente magnéticos, lo que en algunos casos dificulta el trabajo en los artefactos eléctricos. A todos los aceros inoxidables se les puede añadir un pequeño porcentaje de molibdeno, para mejorar su resistencia a la corrosión por cloruros. F. FAMILIAS DE LOS ACEROS INOXIDABLES : A modo de ejemplo cabe citar las siguientes aleaciones de acero inoxidable que se comercializan: 







Acero inoxidable extrasuave: Contiene un 13% de Cr y un 0,15% de C. Se utiliza en la fabricación de: elementos de máquinas, álabes de turbinas, válvulas, etc. Tiene una resistencia mecánica de 80 kg/mm2 y una dureza de 175-205 HB. Acero inoxidable 16Cr-2Ni: Tiene un porcentaje de 0,20% de C, 16% de Cr y 2% de Ni. Alcanza una resistencia mecánica de 95 kg/mm2 y un dureza de 275-300 HB. Se suelda con dificultad, y se utiliza para la construcción de álabes de turbinas , ejes de bombas,utensilios de cocina, cuchillería, etc. Acero inoxidable al cromo níquel 18-8: tiene un 0,18 de C, un 18% de Cr y un 8% de Ni Tiene una resistencia mecánica de 60 kg/mm2 y una dureza de 175-200Hb, Es un acero inoxidable muy utilizado porque resiste bien el calor hasta 400ºC. Tiene una gran cantidad de aplicaciones. Acero inoxidable al Cr- Mn: Tiene un 0,14% de C, un 11% de Cr y un 18% de Mn. Alcanza una resistencia mecánica de 65 kg/mm2 y una dureza de

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175-200HB. Es soldable y resiste bien altas temperaturas. Es amagnético. Se utiliza en colectores de escape y elementos parecidos. Mientras la forma original del acero inoxidable (aleación de hierro con aproximadamente 12% cromo) todavía es muy utilizada, los ingenieros tienen ahora muchas opciones en cuanto a los diferentes tipos. Entre todos, hay más de 100 tipos diferentes pero están clasificados normalmente en diferentes “familias” metalúrgicas, tales como austeníticos, ferríticos, martensíticos y dúplex. La proporción de hierro y cromo puede variar y otros elementos como el níquel, molibdeno, manganeso y nitrógeno, pueden ser incorporados para ampliar la gama de posibilidades. Cada tipo de acero inoxidable tiene sus propias características mecánicas y físicas y será fabricado de acuerdo con la normativa nacional o internacional establecida. G. USOS DEL ACERO INOXIDABLE : Los aceros inoxidables se utilizan principalmente en cuatro tipos de mercados:    

Electrodomésticos: grandes electrodomésticos y pequeños aparatos para el hogar. Automoción: especialmente tubos de escape. Construcción: edificios y mobiliario urbano (fachadas y material). Industria: alimentación, productos químicos y petróleo.

Su resistencia a la corrosión, sus propiedades higiénicas y sus propiedades estéticas hacen del acero inoxidable un material muy atractivo para satisfacer diversos tipos de demandas, como lo es la industria médica. H. ACERO INOXIDABLE EN LA INDUSTRIA MÉDICA: Existe una diversidad de composiciones químicas para el acero inoxidable, las cuales le otorgan cualidades particulares y deseadas; desde el grado de implante médico, hasta la facilitación de manufactura de instrumentos quirúrgicos. Entre los aceros empleados en la industria médica se encuentran comúnmente los siguientes: Muchos de éstos pueden ser sometidos a un tratamiento térmico con el fin de modificar sus cualidades físicas. Por ejemplo, el acero inoxidable 17-4 puede ser tratado al calor, por una duración determinada, con el fin de lograr cierto grado de dureza y así, hacer que el objeto funcione adecuadamente por más largo tiempo. Es importante que las condiciones sean controladas, desde la temperatura y tiempo de horneado, hasta la limpieza de la atmósfera del horno y del acero en sí. La dureza del acero inoxidable puede ser medida en la escala Brinell, Rockwell u otras. Adicionalmente, una capa pasiva puede ser aplicada para la inhibición del óxido o de reacciones con algún elemento, mas no siempre es el caso pues no siempre es ni necesario ni requerido, por razones de costo o porque no todos los aceros inoxidables pueden ser tratados. X TIPOS DE ACEROS:

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

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 ( 825% ). 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.

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

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

XI. CLASIFICACIÓN OBTENCIÓN:

DE

LOS

MODERNOS

PROCESOS

DE

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.

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CORROSIÓN: Podemos definir la corrosión como el deterioro que sufre un material (habitualmente un metal) en sus propiedades debido a una reacción con el medio. Si se pretenden comprender los métodos de control de la corrosión es necesario describir primero en un cierto grado de profundidad las reacciones y los factores que influyen en el fenómeno. El fenómeno corrosión puede ser definido también como el deterioro de los materiales, a causa de alguna reacción con el medio ambiente en que son usados. Este fenómeno no siempre involucra un cambio de peso o un deterioro visible, ya que muchas formas de corrosión se manifiestan por un cambio de las propiedades de los materiales, disminuyendo su resistencia. Corrosión es un proceso de destrucción o deterioro electroquímico de un metal por acción y reacción de éste con el medio que lo rodea (reacciones de oxidación y reducción simultánea). MÉTODOS PREVENTIVOS PARA LA CORROSIÓN. La tendencia de los metales a corroerse es un hecho natural y permanente. El problema radica en controlar este efecto destructivo con la mayor economía posible, en la forma técnicamente adecuada, optimizando los recursos existentes. Son cinco los principales métodos para esto; pero son cuatro los mas usados: 

Eliminación de los elementos corrosivos.



Mejores materiales de construcción, resistente a la corrosión.



Protección eléctrica.



Colocar una barrera entre el material y el ambiente



Sobre-dimencionamiento de las estructuras.

Cada uno de estos métodos tiene sus ventajas y desventajas, y cierta área de uso en la cual es el más económico.

ELIMINACIÓN DE LOS ELEMENTOS CORROSIVOS: Este procedimiento abarca, evitar descargas accidentales de líquidos corrosivos o agregando inhibidores a líquidos dentro de circuitos cerrados. El uso de inhibidores químicos normalmente se restringe a sistemas de circulación o abastecimiento de agua, a líneas de vapor y condensado y a líneas de salmuera. Como todos estos sistemas actúan por inmersión en soluciones, su uso en el campo de la manutención es limitado. Además de ello, deberán tenerse precauciones en cuanto al tipo y cantidad de los productos químicos agregados como inhibidores. Una mala selección de ello o la manutención inadecuada de las concentraciones puede acelerar mas la corrosión que evitarla. Sin embargo, si se usa en buena forma dentro de su campo limitado ayudaran eficientemente a minimizar al problema a un costo relativamente bajo. El procedimiento de alterar el ambiente engloba también otros sistemas, como por ejemplo la instalación de sistemas de aire acondicionado o el uso de disecantes para mantener un ambiente seco. Este ultimo es solamente una protección temporal.

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MATERIALES RESISTENTES A LA CORROSIÓN: Principalmente a su bajo costo y sus buenas propiedades mecánicas, el fierro y el acero, son los materiales mas ampliamente usados en construcción industrial. Desafortunadamente, estos materiales n la mayoría tienden a corroerse y a volver a su estado primitivo. Por ello en ciertos casos de corrosión, se prefiere el empleo de materiales menos activos o aleaciones especiales, para retardar el proceso de degradación. En solicitaciones en extremo severas esta es la única solución posible. El trabajo a alta temperatura, combinado con elementos químicos altamente corrosivos, produce una solicitación demasiado severa para los materiales o las protecciones corrientes, y en este caso el alto costo inicial de estos productos o aleaciones especiales, es fácilmente justificable por el largo periodo en que prestan servicios satisfactorios. Entre los metales comúnmente usados en aleaciones con aceros se encuentra: el Cromo, el Cobre, el Níquel y el Molibdeno. En otros casos se usan metales como Aluminio, cuyo precio es muy razonable. Materiales menos comunes como Titanio y Tantalio se emplean solamente bajo condiciones muy severas. La decisión sobre cual de estos materiales se usar o que tipo de protección se empleara, dependerá en gran parte del tipo de protección se empleara, dependerá en gran parte del tipo de ambiente y del costo de los métodos de alternativa. Además de las aleaciones especiales se usa hoy en día una gran cantidad de materiales plásticos. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS METALES: Resistencia a la rotura: Resistencia que opone el material a romperse por un esfuerzo mecánico exterior. Depende de la cohesión entre sus moléculas. Deformabilidad: Es una propiedad que da a los materiales la posibilidad de deformarse antes de su rotura. Esta deformación puede ser permanente (plasticidad) o no (elasticidad). La elasticidad: Es la propiedad de algunos materiales de deformarse proporcionalmente a las cargas y volver a su estado primitivo cuando deja de actuar dicha carga. Estos materiales siguen la ley de Hooke. La plasticidad: Es la propiedad de los materiales para deformarse sin fisuras no recuperando su estado primitivo al cesar las cargas. Ductilidad: Es la aptitud que presenta un metal para ser deformado en forma de alambre mediante esfuerzos de tracción, estando el mismo en estado plástico. Maleabilidad: es la aptitud que presenta un metal para ser deformado en láminas mediante esfuerzos de compresión, estando el mismo en estado plástico. La acritud: Es propiedad de un metal de aumentar su dureza y su resistencia a tracción por efecto de las deformaciones. La fragilidad: propiedad de algunos metales de no poder experimentar deformaciones plásticas, de forma que al superar su límite elástico se rompen bruscamente. Pág.

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La fluencia es la pérdida de resistencia que sufre un metal al pasar el tiempo sometido a cargas inferiores a la de rotura Tenacidad: La tenacidad nos expresa el trabajo que realiza un metal cuando es sometido a esfuerzos exteriores que lo deforman hasta la rotura. Esta característica nos define la trabajabilidad del metal Dureza: Es la capacidad que presenta el metal a ser deformado en su superficie por la acción de otro material. Distinguimos varios tipos de dureza: al rayado, a la penetración, al corte y dureza elástica. Soldabilidad: Propiedad que presentan algunos metales por la que dos piezas en contacto pueden unirse íntimamente formando un conjunto rígido.con la soldadura se produce una recristalización de los materiales mediante la acción de calor y de una fuerza de compresión. Hay tres tipos de soldadura: Soldadura eléctrica: la unión se calienta mediante el paso de corriente eléctrica. Soldadura por fusión: las piezas se ponen en contacto, se calientan y provocan un estado de fusión consiguiendo una intima unión. Soldadura autógena: En la operación no interviene ningún otro metal. ROPIEDADES TÉRMICAS:

1. Conductividad eléctrica: Es la facilidad que presenta un material para

dejar pasar a través de él la corriente eléctrica. Este fenómeno se produce por una diferencia de potencial entre los extremos del metal. 2. Conductividad térmica: Es la facilidad que presenta un material para dejar pasar a través de él una cantidad de calor. El coeficiente de conductividad térmica k nos da la cantidad de calor que pasaría a través de un determinado metal en función de su espesor y sección.

3. Dilatación: Es el aumento de las dimensiones de un metal al incrementarse la temperatura. No es uniforme ni sigue leyes determinadas.

PROPIEDADES QUÍMICAS: La actividad química del metal depende de las impurezas que contenga y de la presencia de elementos que reaccionan con estas, dependiendo también en menor medida de la temperatura y zonas de contacto. Distinguimos fundamentalmente dos reacciones: oxidación y corrosión.

1. Oxidación: La oxidación se produce cuando se combina el oxigeno del aire y

el metal. La oxidación es superficial, produciéndose en la capa más externa del metal y protegiendo a las capas interiores de la llamada oxidación total. El óxido no es destructivo.

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2. Corrosión: Se considera corrosión a toda acción que ejercen los diversos agentes químicos sobre los metales, primeramente en la capa superficial y posteriormente en el resto.

Cuando es producida por el oxígeno y usando como catalizador el agua, la corrosión es progresiva desde la capa superficial hasta el interior del metal lo que provoca su total destrucción.

Corrosión general: Cuando es en toda la superficie, se protege con facilidad.

vista.

Corrosión intercristalina: Se debe a las impurezas y no se advierte a simple

Corrosión localizada: Se localiza en sitios poco visibles y pasa desapercibida hasta que se rompe la pieza. XII. TIPO DE FIERROS DE CONSTRUCCION: INTRODUCCION: Productos laminados en caliente de diversas seccione stransversales que tienen en común las siguientes características: la altura h, es igual o mayor de 80mm; las superficies del alma se empalman con las caras interiores de las alas; las alas son generlamente simétricas y de igual ancho; las caras exteriores de las alas son paralelas; las alas pueden ser de espesor decreciente desde el alma hacia los bordes, en este caso los perfiles se denominan de "alas inclinadas", o de espesor uniforme las que se denominan de "alas paralelas".

A). FIERROS INDUSTRIALES: BARRAS Y PERFILES: DENOMINACION: L A36. DESCRIPCION: Producto de acero laminado en caliente cuya sección transversal está formada por dos alas de igual longitud, en ángulo recto. USOS: En la fabricación de estructuras de acero para plantas industriales, almacenes, techados de grandes luces, industria naval, carrocerías, torres de transmisión. También se utiliza para la fabricación de puertas, ventanas, rejas, etc. NORMAS TECNICAS:   

Sistema Inglés: ASTM A36 / A36M - 96. Sistema Métrico : Propiedades Mecánicas : ASTM A36 / A36M - 96; Tolerancias Dimensionales: ISO 657/V - 1976 (E).

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PRESENTACION: Se produce en longitudes de 6 metros. Se suministra en paquetes de 4 TM, los cuales están formados por 4 paquetes de 1 TM c/u. DIMENSIONES Y PESOS NOMINALES: 

SISTEMA INGLÉS: Dimensiones (pulg.)

Peso Estimado lb/pie kg/m kg/6m

1 1/2 x 1 1/2 x 1/8 1.230 1.830 10.983 1 1/2 x 1 1/2 x 3/16 1.800 2.679 16.072 1 1/2 x 1 1/2 x 1/4 2.340 3.482 20.894 1 3/4 x 1 3/4 x 1/8 1.440 2.143 12.858 1 3/4 x 1 3/4 x 3/16 2.120 3.155 18.929 1 3/4 x 1 3/4 x 1/4 2.770 4.122 24.733 2 x 2 x 1/8

1.650 2.455 14.733

2 x 2 x 3/16

2.440 3.631 21.787

2 x 2 x 1/4

3.190 4.747 28.483

2 x 2 x 5/16

3.920 5.834 35.002

2 x 2 x 3/8

4.700 6.994 41.966

2 1/2 x 2 1/2 x 3/16 3.070 4.569 27.412 2 1/2 x 2 1/2 x 1/4 4.100 6.101 36.609 2 1/2 x 2 1/2 x 5/16 5.000 7.441 44.645 2 1/2 x 2 1/2 x 3/8 5.900 8.780 52.681



3 x 3 x 1/4

4.900 7.292 43.752

3 x 3 x 5/16

6.100 9.078 54.467

3 x 3 x 3/8

7.200 10.715 64.289

3 x 3 x 1/2

9.400 13.989 83.932

SISTEMA MÉTRICO : Dimensiones Peso Estimado (mm) kg/m kg/6m 20 x 20 x 2.5

0.736

4.416

20 x 20 x 3.0

0.871

5.226

25 x 25 x 2.5

0.932

5.592

25 x 25 x 3.0

1.106

6.636

25 x 2 5 x 4.5

1.606

9.636

Pág.

57

25 x 25 x 6.0

2.070 12.420

30 x 30 x 2.5

1.128

6.768

30 x 30 x 3.5

1.341

8.046

30 x 30 x 4.5

1.959 11.754

30 x 30 x 6.0

2.541 15.246

100 x 100 x 9.234 55.458 6.0 100 x 100 x 15.011 90.066 10.0 100 x 100 x 17.801 106.806 12.0

REQUERIMIENTOS QUIMICOS (%): C = 0.26 máx. Si = 4.40 máx. P = 0.040 máx. S = 0.050 máx. PROPIEDADES MECÁNICAS:   



Límite de Fluencia mínimo = 2530 kg/cm². Resistencia a la Tracción = 4080 - 5620 kg/cm² (*). Alargamiento en 200 mm Espesores: - 2.5mm , 3.0mm y 1/8" = 12.5 % mínimo - 4.5 mm = 14.5 % mínimo - 3/16" = 15.0 % mínimo - 6,0 mm = 17.0 % mínimo - 1/4" = 17.5 % mínimo Soldabilidad = Buena soldabilidad.

(*) Para el espesor de 2.5 mm la resistencia a la tracción mínima es de 3500 kg/cm². TOLERANCIAS DIMENSIONALES DE FORMA:

Sistema Métrico

Dimensiones Nominales

Longitud del Ala (mm)

Espesor (e)

20, 25, y 30

+ 1.0

+ 1.50 mm

Pág.

58

(mm) ISO 675/V 1976 (E)

Sistema Inglés ASTM A36 / A36M - 96

-

-

e < 3/16"

e < 3/16" < e < 3/8"

e > 3/8"

1 1/2", 1 3/4" y 2"2

+ 1.2

+ 0.25

+ 0.25

+ 0.30

2 1/2" y 3 "

+ 1.6

+ 0.30

+ 0.40

+ 0.40

3 1/2" y 4"

+ 3.2, - 2.4

-

-

-

Flecha Máxima: 12 mm. Tolerancia de Longitud: + 50 mm

ANGULOS KAMERO: DESCRIPCION: Producto de acero laminado en caliente cuya sección transversal está formada por dos alas de igual longitud, en ángulo recto y cuyo espesor es menor a 1/8 pulg. ó 3mm. Producto de acero laminado en caliente cuya sección transversal está formada por dos alas de igual longitud, en ángulo recto y cuyo espesor es menor a 1/8 pulg. ó 3mm. USOS: En la fabricación de puertas, ventanas, barandas, rejas y trabajos de carpintera metálica en general. NOTA: No se recomienda utilizar estos ángulos para la fabricación de estructuras sometidas a esfuerzos importantes. Ejm. techos, tijerales, etc. por estar fuera de norma. DIMENSIONES Y PESOS NOMINALES: 

SISTEMA INGLÉS : Dimensiones (pulg.)

Peso Estimado lb/pie kg/m kg/6m

1 1/2 x 1 1/2 x 3/32 0.929 1.382 8.292 

SISTEMA MÉTRICO: Dimensiones Peso Estimado (mm) kg/m kg/6m 20 x 20 x 2.5

0.736 4.416

25 x 25 x

0.932 5.592

Pág.

59

2.5 30 x 30 x 2.5

1.128 6.768

DENOMINACION: L A572. DESCRIPCION: Producto de acero laminado en caliente cuya sección transversal está formada por dos alas de igual longitud, en ángulo recto. Producto de acero laminado en caliente cuya sección transversal está formada por dos alas de igual longitud, en ángulo recto. USOS: En la fabricación de estructuras de acero de alta resistencia y poco de peso, tales como: torres de transmisión, vigas, viguetas, pórticos de celosía. También se utiliza en plantas industriales, almacenes, techados de grandes luces, industria naval, carrocerías, etc. NORMAS TECNICAS: 

ASTM A572 Grado 50.

PRESENTACION: Se produce en longitudes de 6 metros. Se suministra en paquetes de 4 TM, los cuales están formados por 4 paquetes de 1 TM c/u. DIMENSIONES Y PESOS NOMINALES: 

SISTEMA INGLÉS : Dimensiones (pulg.)

Peso Estimado

2 x 2 x 3/16

2.440 3.631 21.787

2 x 2 x 1/4

3.190 4.747 28.483

lb/pie kg/m kg/6m

2 1/2 x 2 1/2 x 3/16 3.070 4.569 27.412 2 1/2 x 2 1/2 x 1/4 4.100 6.101 36.609 3 x 3 x 1/4

4.900 7.292 43.752

3 x 3 x 5/16

6.100 9.078 54.467

REQUERIMIENTOS QUIMICOS (%): C = 0.23 máx. Mn = 1.35 máx. P = 0.04 máx. S = 0.05 máx. Si = 0.40 máx. Nb = 0.005 - 0.050 PROPIEDADES MECÁNICAS:  

Límite de Fluencia mínimo = 3520 kg/cm² (50000 lbs/pulg²). Resistencia a la Tracción = 4580 kg/cm² (65000 lbs/pulg²) mínimo.

Pág.

60





Alargamiento en 200 mm: Espesores: - 3/16" = 13% mínimo - 1/4" = 15.5% mínimo - 5/16" = 18.0% mínimo Soldabilidad = Buena soldabilidad, sin precausiones

TOLERANCIAS DIMENSIONALES DE FORMA: Según ASTM A572 Grado 50.

BARRAS CALIBRADAS: DENOMINACION: redo cali sae 1022; redo cali 1213; hexag cali sae 1022; hexag cali 1213. DESCRIPCION: Barra de acero laminado en caliente y calibrado en frío; se caracteriza por su alta exactitud dimensional y buena calidad superficial. PRESENTACION: Se produce en longitudes de 6 metros. Se suministra en paquetes de 2 TM, los cuales están formados por 2 paquetes de 1TM c/u. Las barras para su conservación son untadas con aceite de protección. Los paquetes tienen una protección de plástico. NORMAS TECNICAS Y USOS: Normas Técnicas Usos

Composición Química

Tolerancias Dimensionales

Propiedades Mecánicas

SAE 1022

JIS G3123 - 98 h11 (REDO) h12 (HEXAG)

-

Construcciones navales, elementos de maquinarias de alta resistencia y buena tenacidad.

1213

JIS G3123 - 98 h11 (REDO) h12 (HEXAG)

-

Tornillos, bulones, piezas de maquinarias.

DIMENSIONES Y PESOS NOMINALES: 

BARRAS REDONDAS:

Diámetro (pulg.)

Calidad

Peso Estimado kg/m

kg/6m

Pág.

61

1/4"



1016

0.249

1.492

5/16"

1213 - 1022 0.388

2.331

3/8"

1213 - 1022 0.559

3.356

7/16"

1213 - 1022

0.761

4.568

1/2"

1213 - 1022 0.994

5.966

9/16"

1213 - 1022

1.259

7.551

5/8"

1213 - 1022

1.554

9.323

3/4"

1213 - 1022 2.237 13.425

7/8"

1213 - 1022 3.045 18.272

1"

1213 - 1022 3.978 23.866

1 1/8"

1022

5.034 30.205

1 1/4"

1022

6.215

1 3/8"

1022

7.520 45.122

1 1/2"

1022

8.950 53.698

1 3/4"

1022

12.182 73.090

2"

1022

15.911 95.464

2 1/4"

1022

20.137 120.822

1 1/2"

1022

24.860 149.162

37.291

BARRAS HEXAGONALES:

Diámetro (pulg.)

Calidad

Peso Estimado kg/m kg/6m

11/16"

1022

2.073 12.438

3/4"

1213 - 1022 2.467 14.802

13/16"

1213 - 1022 2.895 17.372

7/8"

1213 - 1022 3.358 20.148

15/16"

1213 - 1022 3.855 23.129

1"

1213

4.386 26.315

1 1/16" 1213 - 1022 4.951 29.707 1 1/8"

1213

5.551 33.305

1 1/4"

1213

6.853 41.117

1 3/8" 1 1/2" 

1213 - 1022 8.292 49.752 1213

9.868 59.209

COMPOSICION QUIMICA EN LA CUCHARA (%): Composición Química (%) Calidad

C

Mn

P

S

Pág.

62

SAE 1022 0.18 / 0.23 0.70 / 1.00 0.040 máx. 0.50 máx. 1213 

0.10 máx. 1.15 / 1.30 0.06 / 0.10

0.18 / 0.25

PROPIEDADES MECANICAS TIPICAS: Límite Resistencia Alargamiento de a la Calidad en 200 mm Fluencia Traccón (%) (kg/cm²) (kg/cm²)



SAE 1022

5500 7500

6000 8000

6.0 - 12.0

1213

5500 7500

5500 7000

6.0 - 12.0

TOLERANCIAS DIMENSIONALES: Dimensiones (d) Redondos Hexágonos mm h11 (mm) h12 (mm) 33/4")

0.90 máx.

P

0.035

0.040 máx.

0.035 máx.

S

0.040

0.050 máx.

0.40 máx.

Si

-

0.40 máx.

0.40 máx.

PROPIEDADES MECANICAS: LIMITE RESISTENCIA DE A ALARGAMIENTO CALIDAD NORMA DOBLADO FLUENCIA LA TRACCION (%) (Kg/cm²) (Kg/cm²) Comercial

ASTM A569

Estructural ASTM

-

-

-

a 180º

2550 mín.

4080-5610

20 mín.

a 180º

Pág.

94

A36 ASTM 2090 mín. A283-C

3870-5240

Diámetro Pin = 3e Sentido Laminación

20 mín.

TOLERANCIAS DIMENSIONALES: TOLERANCIAS (mm) ESPESOR Camber NOMINAL Espesor Aplanado Ancho Longitud Longitud (mm) Longitud 2400 6000 2.0, 2.3

+ 0.20

16

2.5, 3.0

+ 0.22

16

4.0, 4.5

+ 0.45

14

+ 10 -0

+ 25 0

3

8

BOBINAS LAC: DENOMINACION: BLAC A569, BLAC A36, BLAC A283 GC. DESCRIPCION: Bobinas de acero laminadas en caliente. Se usa en la fabricación de tubos, perfiles plegados, así como luego de su corte en planchas, se usa para la construcción de silos, carrocerías y construcción en general. NORMA TECNICA: 

ASTM A569, ASTM A36 - 96, ASTM A283 - 93a grado C

PRESENTACION: Se presenta en la calidad comercial y en la calidad estructural. Las bobinas se entregan con peso mínimo de 5 TM. DIMENSIONES NOMINALES: DIMENSIONES NOMINALES:

A569 A36 A283 GC

A36 A283 GC

2.0 x 1100

4.0 x 1220

3.0 x 1500

2.0 x 1220

4.4 x 1220

4.0 x 1500

2.3 x 1220

4.5 x 1220

4.5 x 1500

2.5 x 1220

5.9 x 1220

6.0 x 1500

2.9 x 1220

6.0 x 1220

3.0 x 1220

Pág.

95

TOLERANCIAS DIMENSIONALES: ESPESOR NOMINAL (mm)

TOLERANCIAS (mm) Espesor

2.0, 2.3

+ 0.20

2.5, 3.0

+ 0.22

4.0, 4.5

+ 0.45

6.0

+ 0.50

EMBALAJE. Las transversalmente.

bobinas

deben

Ancho

+ 10 -0

ser

Camber 5 mm en cualquier longitud de 2000 mm.

ensunchadas

longitudinalmente

y

PLANCHAS Y BOBINAS LAF: DENOMINACION: PDLAF A366, BLAF A366. DESCRIPCION: Planchas y bobinas de acero laminadas en frío calidad comercial. USOS: En partes expuestas donde se requiere un buen acabado superficial; como por ejemplo: muebles, tubos, paneles, carrocerías, artefactos electrodomésticos, tc. NORMA TECNICA: 

ASTM A366 .

PRESENTACION: - ACABADO: Las planchas y bobinas laminadas en frío son aceitadas. - EMPAQUETADO: Las planchas se entregan en paquetes de 2 TM. Las bobinas se entregan con peso mínimo de 5 TM. DIMENSIONES NOMINALES:

PLANCHAS LAMINADAS EN FRIO (PDLAF A366)

BOBINAS LAMINADAS EN FRIO (BLAF A366)

0.40 x 905 x 2400 mm

0.40 x 905 mm

0.50 x 905 x 2400 mm

0.50 x 905 mm

Pág.

96

0.50 x 1200 x 2400 mm

0.50 x 1200 mm

0.60 x 1200 x 2400 mm

0.60 x 1200 mm

0.75 x 1200 x 2400 mm

0.75 x 1200 mm

0.80 x 1200 x 2400 mm

0.80 x 1200 mm

0.90 x 1200 x 2400 mm

0.90 x 1200 mm

1.00 x 1200 x 2400 mm

1.00 x 1200 mm

1.20 x 1200 x 2400 mm

1.20 x 1200 mm

1.20 x 1200 x 3000 mm

1.50 x 1200 mm

1.50 x 1200 x 2400 mm

1.90 x 1200 mm

1.50 x 1200 x 3000 mm 1.90 x 1200 x 2400 mm

REQUERIMIENTOS QUIMICOS (%): C = 0.15 máx. Mn = 0.60 máx. P = 0.030 máx. S = 0.035 max. PROPIEDADES MECANICAS: Dureza: HRB 60 máx. Boblado a 180º: Bueno. TOLERANCIAS DIMENSIONALES: ESPESOR NOMINAL (mm)

TOLERANCIAS (mm) Espesor Ancho Longitud

0.40, 0.45, 0.50

+ 0.05

0.60, 0.75

+ 0.06

0.80, 0.90

+ 0.07

1.0, 1.2

+ 0.08

1.5

+ 0.10

1.9

+ 0.12

+7 -0

Camber

2 mm en cualquier longuitud de 2000 mm

+ 15 -0

TOLERANCIAS DE APLANADO: TOLERANCIAS (mm)

ANCHO NOMINAL (mm)

Ondulado Borde

Ondulado Centro

905

8

6

1200

9

8

Pág.

97

E). BARRA Y ACCESORIOS DE FORTIFICACION INTRODUCCIÓN: La Barra Helicoidal tiene como principal ventaja el haber sido diseñada específicamente para el sostenimeinto y fortificacón de terrenos, ha sido concebida para incrementar los niveles de seguridad en minas subterráneas y a cielo abierto, protegiendo al personal y a los equipos y permitiéndole obtener interesantes beneficios técnicos y económicos.

BARRAS HELICOIDALES: DENOMINACION: BAHE A615-G75 DESCRIPCION: Barras laminadas en caliente con resaltes en forma de rosca helicoidal de amplio pasó. USOS: Actúa en conjunto con una placa y una tuerca para reforzar y preservar la resistencia natural que presentan los estratos rocosos, suelos o taludes. La inyección de concreto, mortero o resina en la perforación del estrato en que se introduce la barra sirve de anclaje, actuando la rosca como resalte para evitar el desplazamiento de la barra. NORMA TECNICA: La composición química y las propiedades mecánicas cumplen con lo establecido en la norma ASTM A615 Grado 75. PRESENTACION: Se produce en longitudes de 9 y 12 metros y en diámetros de 22mm y 25mm. También se suministra a pedido en otras longitudes y en POSIMIX. Otros diámetros pueden ser desarrollados según requerimiento. Vienen en paquetes de 1 tonelada. COMPOSICION QUIMICA: Fósforo = 0.050% máximo DIMENSIONES Y TOLERANCIAS:

DIAMETRO MASA PASO DEL

ANCHO

Pág.

98

(*) NOMINAL kg/m mm

HILO, P mm

RESALTE, E mm

22

2.98

11.09 3.6 + 0.1 / - 0.2 + 0.5 / - 0.3

25

3.85

12.5 4.6 + 0.1 / - 0.2 + 0.5 / - 0.3

(*) La masa nominal aproximada de 2,98 kg/m corresponde a la de una barra de un diámetro nominal de 22mm. PROPIEDADES MECÁNICAS:   

Límite de Fluencia, mínimo = 52.7 kg/mm². Resistencia a la Tracción, mínimo = 70.3 kg/mm². Alargamiento, mínimo = 7%

PLACA DE SUJECIÓN (PARA PERNOS DE FORTIFICACIÓN): DESCRIPCION: La placa de sujeción está formada por una placa de acero estructural perforado, por el cual se desplaza la Barra Helicoidal. La placa conjuntamente con la tuerca constituye el sistema de sujeción entre la barra helicoidal y la parte del terreno que se quiere sujetar. NORMA TECNICA: La placa de sujeción está fabricada de planchas laminadas en caliente de calidad estructural, que cumplen con la norma ASTM A36 la cual establece las siguientes características mecánicas y químicas: REQUERIMIENTOS MECANICOS:

 

Resistencia a la tracción mín.: 58,000 - 80,000 lbs/pulg² Límite de fluencia mín.: 36,000 lbs/pulg²



Alargamiento en 2", mín.: 20%

REQUERIMIENTO QUIMICO:  

Carbono máx.: 0.26% Fósforo máx.: 0.040% Azufre máx.: 0.050% Silicio máx.: 0.40%

DIMENSIONES: En el siguiente diagrama se indican las dimensiones de la placa:

Pág.

99

TUERCA DE FIJACIÓN (PARA PERNOS DE FORTIFICACIÓN): DESCRIPCION: Es una tuerca fabricada en fundición nodular, material en el cual el grafito está presente en forma esferoidal otorgándole buenas características de ductibilidad. NORMA TECNICA: 

ASTM A536, GRADO 60-42-10

REQUERIMIENTOS MECANICOS:

 

Resistencia a la tracción mín.: 60,000 lbs/pulg² Límite de fluencia mín.: 42,000 lbs/pulg²



Alargamiento en 50 mm, mín.: 10%

DIMENSIONES: En el siguiente gráfico se muestran las principales dimensiones de la tuerca:

Pág.

100

TUBOS LAF ASTM A513 DENOMINACION: T LAF RED A513, T LAF CUA A513, T LAF REC A513 DESCRIPCION: Tubo electro soldado fabricado con acero al carbono laminado en frío (LAF), utilizando el sistema de soldadura por resistencia eléctrica por inducción de alta frecuencia longitudinal (ERW). USOS: Tubos para estructuras ligeras, muebles, cerrajería en general y usos ornamentales. NORMA TECNICA DE FABRICACION: Las secciones de fabricación pueden ser redondas, cuadradas y rectangulares. Las dimensiones y espesores se fabrican según la norma ASTM A513 Tipo 2. MATERIA PRIMA: Acero laminado en frío calidad comercial, según ASTM A36696. TOLERANCIAS:  

Longitud: + 20 mm, - 5 mm Espesor: Según Norma ASTM A513



Rectitud



Redondo: Variación máxima 0.76 mm / m



Cuadrado y Rectangular : Variación máxima 1.7 mm / m

SECCIÓN: 1.- CUADRADO Y RECTANGULAR: Dimensiones exteriores (pulg) Variación + / - (pulg) 1/2” a 5/8” incl.

0.004

5/8” a 1 1/8” incl.

0.005

1 1/8” a 1 1/2” incl.

0.006

1 1/2” a 2” incl.

0.008

2.- REDONDO: Diámetro exterior (pulg) Tolerancia + / - (pulg) 1/2” a 5/8” incl.

0.0030

Pág.

101

5/8” a 1 1/8” incl.

0.0035

1 1/8” a 2” incl.

0.0050

2” a 2 1/2” incl.

0.0060

2 1/2” a 3” incl.

0.0080

PRESENTACION:  

Longitud: 6.00 m. Otras longitudes a pedido. Acabado de extremos : Refrentado (plano), limpios de rebordes.



Recubrimiento: Aceitado.

DIMENSIONES Y PESOS NOMINALES en Kg/m: 1.- REDONDO: Dimensión

Espesores (mm) 0.6

0.7

0.75

0.8

0.9

1.0

1.2

1.5

1/2”

0.179 0.207 0.221 0.235 0.262 0.289

5/8"

0.226 0.262 0.280 0.298 0.332 0.367 0.434

3/4"

0.273 0.317 0.338 0.360 0.403 0.445 0.528 0.649

7/8"

2.0

0.372 0.397 0.423 0.473 0.523 0.622 0.766 0.997

1"

0.456 0.485 0.544 0.602 0.716 0.884 1.154

1 1/4"

0.573 0.611 0.685 0.758 0.904 1.119 1.467

1 1/2"

0.691 0.736 0.826 0.915 1.092 1.354 1.781

1 3/4"

0.808 0.861 0.967 1.072 1.280 1.589 2.094

2"

0.986 1.108 1.228 1.468 1.824 2.407

2 1/2"

1.541 1.844 2.294 3.033

3"

1.855 2.220 2.763 3.660

2.- CUADRADO: Dimensión 5/8”

Espesores (mm) 0.6

0.7 0.75

0.8

0.9

1.0

1.2

1.5

2.0

0.275 0.319 0.341 0.363 0.406 0.449 0.533

3/4"

0.425 0.452 0.507 0.560 0.666 0.822

7/8"

0.515 0.548 0.614 0.680 0.810 1.001

1"

0.572 0.609 0.683 0.756 0.901 1.115 1.462

1 1/4"

0.718 0.765 0.858 0.951 1.136 1.408 1.853

1 1/2"

0.922 1.035 1.148 1.371 1.703 2.246

2.- RECTANGULO:

Pág.

102

Dimensión

Espesores (mm) 0.6 0.7 0.75 0.8

1/2" x 1”

0.9

1.0

1.2

1.5

2.0

0.431 0.458 0.513 0.568 0.676 0.833

12" x 1 1/2"

0.615 0.689 0.763 0.910 1.126 1.477

1" x 2"

0.928 1.042 1.155 1.381 1.715 2.261

1 1/2" x 2"

1.085 1.218 1.315 1.615 2.008 2.653

TUBOS DE ACERO ASTM A53: DENOMINACION: TN A53, TG A53 DESCRIPCION: Tubos para alta presión (SCH 40) fabricados con acero al carbono de calidad estructural, utilizando el sistema de soldadura por resistencia eléctrica por inducción de alta frecuencia longitudinal (ERW). USOS: Conducción para alta presión de agua, gas, vapor, petróleo, aire presurizado y fluidos no corrosivos. NORMA TECNICA DE FABRICACION:         

Según Norma ASTM A53 Comprende dos tipos (grados) Grado A: Schedule 10 * Schedule 20 * Schedule 30 * Schedule 40 Grado B (Tratamiento Térmico): Schedule 40 *

MATERIA PRIMA: Acero estructural laminado en caliente. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA COLADA (MAX.%). C

Mn

P

S

Cu

Ni

Cr

Mo

V

Grado A 0.25 0.95 0.05 0.045 0.40 0.40 0.40 0.15 0.08 Grado B 0.30 1.20 0.05 0.045 0.40 0.40 0.40 0.15 0.08 PROPIEDADES MECÁNICAS: Resistencia Tracción Min. Mpa Límite de Fluencia Min. Mpa

Pág.

103

Grado A

330

205

Grado B

415

240

TOLERANCIAS:  

Espesor mínimo : - 12.5% del valor nominal Peso : + / - 10% del valor nominal



Diámetro : + / - 1% del valor nominal

PRUEBAS:  

Hidrostática: 1,000 PSI Doblado: Según Norma ASTM A53



Aplastamiento: Según Norma ASTM A53

PRESENTACION:

1.- Longitud : 6.40 m (21’) Otras longitudes * 2.- Acabado de extremos : Refrentado (plano), limpios de rebordes. Biselado * Roscado (según norma ANSI B1.20.1) Ranura tipo Victaulic * 3.- Recubrimiento : Negro. Galvanizado (Según ASTM A53) Pintado * Aceitado * Desengrasado * 4.- Acabado Interno : Escariado * Fabricación bajo pedido. DIMENSIONES Y PESOS NOMINALES: Designación Diámetro Exterior mm Espesor SCH-40 mm Peso SCH-40 kg/m 1/8

10.3

1.73

0.370

1/4

13.7

2.24

0.630

3/8

17.1

2.31

0.840

1/2

21.3

2.77

1.270

3/4

26.7

2.87

1.690

1

33.4

3.38

2.500

1 1/4

42.2

3.56

3.390

1 1/2

48.3

3.68

4.050

2

60.3

3.91

5.440

2 1/2

73.0

5.16

9.630

3

88.9

5.49

11.290

3 1/2

101.6

5.74

13.570

4

114.3

6.02

16.070

5

141.3

6.55

21.770

Pág.

104

6

168.3

7.11

28.260

TUBO DE ACERO ASTM A500: DENOMINACION: TNM RED ND A500, TNM RED OD A500, TGM RED ND A500 TGM RED OD A500, TNM CUA OD A500, TNM REC OD A500. DESCRIPCION: Tubo para estructura fabricado con acero al carbono laminado en caliente (LAC), utilizando el sistema de soldadura por resistencia eléctrica por inducción de alta frecuencia longitudinal (ERW), en dimensiones y pesos según norma ASTM A500. USOS: Estructuras diversas, tijerales, postes, etc. NORMA TECNICA DE FABRICACION: Las secciones de fabricación pueden ser redondas, cuadradas y rectangulares. Las dimensiones y espesores se fabrican según la norma ASTM A500 grado A. MATERIA PRIMA: Acero laminado en caliente calidad comercial. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA COLADA (MAX.%). C

P

S

Grado A 0.26 0.035 0.035 REQUERIMIENTOS MECÁNICOS: Sección

Resistencia a la tracción Min. Mp

Límite de fluencia Min. Mpa

Redondo

310

228

Cuadrado y Rectangular

310

269

TOLERANCIAS:  

Espesor: + / - 10% Longitud : + 20 mm, - 5 mm

Sección: 1.- Redondo:

Pág.

105

Diámetro Nominal (pulg) Tolerancia Dimensional + / - (pulg) Menores 1 1/2” incl.

0.5 %

Mayores 2”

0.75 %

2.- Cuadrados y Rectangulares: Lado Exterior del tubo (pulg) Variación máxima (pulg) Menores a 2 1/2” incl.

0.020

2 1/2” a 3 1/2” incl.

0.025

3 1/2” a 4 incl

0.030

PRESENTACION:

1.- Longitud:  Redondos : 6.40 m.  Cuadrados y Rectangulares : 6 m.  Otras longitudes a pedido. 2.- Acabado de extremos : Refrentado (plano), limpios de rebordes. 3.- Recubrimiento : Negro Galvanizado (solo tubo redondo)

TUBO DE ACERO ISO 65: DENOMINACION: TN ISO 65, TG ISO 65. DESCRIPCION: Tubos fabricados con acero al carbono, utilizando el sistema de soldadura por resistencia eléctrica por inducción de alta frecuencia longitudinal (ERW). USOS: Conducción de agua, gas, vapor, petróleo, aire presurizado y fluidos no corrosivos. NORMA TECNICA DE FABRICACION: Diámetros y espesores según Norma ISO 65  

Comprende cuatro series: Serie Liviana (L)



Serie Standard (S)



Serie Mediana (M)



Serie Pesada (H)

MATERIA PRIMA: Acero de bajo carbono laminado en caliente

Pág.

106

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA COLADA (MAX.%). P

C

0.06 0.06 PROPIEDADES MECÁNICAS: Resistencia Tracción Elongación min Elongación min Min. N/mm2 % 320 - 520

15

TOLERANCIAS:

Espesor mínimo: Serie S, Serie M y Serie H : - 12.5% del espesor nominal Serie L : - 8 % del espesor nominal

Diámetro: Serie Liviana (L) Designación Nominal

Max (mm)

Serie Standard (S)

Serie Mediana (M) y Pesada (H)

Min (mm)

Max (mm)

Min (mm)

Max (mm)

Min (mm)

1/4

13.6

13.2

13.9

13.2

-

-

3/8

17.1

16.7

17.4

16.7

-

-

1/2

21.4

21.0

21.7

21.0

-

-

3/4

26.9

26.4

27.1

26.4

-

-

1

33.8

33.2

34.0

33.2

-

-

1 1/4

42.5

41.9

42.7

41.9

-

-

1 1/2

48.4

47.8

48.6

47.9

-

-

2

60.2

59.6

60.7

59.6

-

-

2 1/2@

72.3

73.7

72.3

73.7

72.3

73.7

3

88.7

87.9

89.4

87.9

89.5

88.0

4

113.9

113.0

114.9

113.0

115.0

113.1

5

-

-

-

-

140.8

138.5

6

-

-

-

-

165.5

163.9

PRESENTACION:

1.- Longitud: 6.40 m Otras longitudes a pedido.

Pág.

107

2.- Acabado de extremos : Refrentado (plano), limpios de rebordes. Roscado (según norma ANSI B1.20.1) 3.- Recubrimiento: Negro Galvanizado (según norma ISO 1461) Aceitado * Desengrasado *

 

DIMENSIONES Y PESOS NOMINALES: Serie Liviana Serie Serie Mediana Serie Pesada Diámetr (L) Standard (S) (M)* (H)* Designació o n Exterior Espeso Peso Espeso Peso Espeso Peso Espeso Peso Nominal (mm) r (mm) Kg/m r (mm) Kg/m r (mm) Kg/m r (mm) Kg/m 1/4

13.5

1.8

0.515

2.0

0.570

-

-

-

-

3/8

17.2

1.8

0.67 0

2.0

0.742

-

-

-

-

1/2

21.3

2.0

0.94 7

2.3

1.080

-

-

-

-

3/4

26.99**

2.0

1.228

2.3

1.390

-

-

-

-

1

33.7

2.6

1.980

2.9

2.200

-

-

-

-

1 1/4

42.4

2.6

2.54 0

2.9

2.820

-

-

-

-

1 1/2

48.3**

2.65

2.98 3

2.9

3.240

-

-

-

-

2

60.3

2.9

4.08 0

3.2

4.490

-

-

-

-

2 1/2@

73.0**

3.0

5.179

3.2

5.730

3.6

6.420

4.5

7.930

3

88.9

3.2

6.72 0

3.6

7.550

4.0

8.360

5.0

10.30 0

4

114.0

3.6

9.75 0

4.0

10.80 0

4.5

12.20 0

5.4

14.50 0

5

139.7

-

-

-

-

5.0

16.60 0

5.4

17.90 0

6

165.1

-

-

-

-

5.0

19.80 0

5.4

21.30 0

XIII. CONCLUSIONES: 

El acero no es un material nuevo, se ha visto a través de la historia como se logro realizar esta aleación en el siglo XIX.

Pág.

108





   





La fabricación del acero comenzó por accidente ya que los expertos en la materia intentando fabricar hierro calentaron excesivamente la masa y la enfriaron muy rápido obteniendo la aleación del acero en lugar de hierro. El proceso que se necesita para lograr conseguir el acero y las complicaciones que tiene este proceso que es muy complejo. además las dificultades para lograr los diferentes tipos de acabados que se le pueden dar al acero. Los sistemas de obtención del acero son muy variados dependiendo de la cantidad del acero a obtener. La variedad de aceros es muy extensa dependiendo del método de fabricación y la cantidad de carbono que contenga. Algunos tipos de acero pueden volverse a fundir de forma que contaminan menos al ser reciclados y vueltos a utilizar. El uso del acero en la construcción es muy importante, ya que este es que le proporciona a las estructuras el refuerzo adicional, por ende es llamado el esqueleto de las estructuras. La industria sobre el acero es muy extensa y a la vez es de mucha calidad, por eso es uno de los sectores que predomina en nuestro país desde hace mucho tiempo. Existen hoy cerca de 3000 matices (composiciones químicas) catalogadas, sin contar aquellas que son creadas a media, todo lo cual contribuye a hacer que el acero sea el material mejor situado para afrontar los desafíos del futuro.

Pág.

109