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UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

INGENIERÍA MECÁNICA

Normalización de aceros ASTM

Docente:

Curso ingeniería de materiales 2

Ciclo: V Integrantes

AREQUIPA – PERU

NORMATIVAS DE ACERO ASTM

Objetivo - Recopilar información relevante sobre las normativas de acero ASTM para dar un uso adecuado de estas normativas en diferentes tipos de proyectos e investigaciones que realizamos como INGENIEROS MECANICOS

Problema - Poco conocimiento de las normas de acero ASTM por nuestra persona, por lo cual se hace un poco más complicado tener una información exacta de las normativas ASTM y también por la gran información que se encuentra en libros, revistas, páginas web, etc.

Hipótesis - Tener el amplio conocimiento del mercado de los aceros de acuerdo a las normas (ASTM) para evitar futuros problemas en la utilización de los aceros en los respectivos trabajos que se realicen con estas ya sean proyectos de construcción, estructuras o componentes mecánicos

Marco teórico Es imposible determinar a ciencia cierta dónde y cómo el hombre descubrió el hierro, pero es cierto que su historia está estrechamente ligada con el desarrollo de la cultura y la civilización. Los metales inician su historia cuando el hombre se siente atraído por su brillo y se da cuenta de que golpeándolos puede darles forma y fabricar así utensilios tan necesarios para su supervivencia. La humanidad se sucede en Edades, a las que se ha dado nombres de metales, y cuando se cierran las Edades del Cobre y Bronce, a las que se atribuye una duración de 500 a 2000 años, comienza la Edad del Hierro. Con la excepción del aluminio, el hierro se encuentra en la naturaleza en cantidades mayores que cualquier otro metal; se explota con métodos relativamente sencillos, y se puede trabajar y transformar tanto como se quiera. La razón del retraso en la aparición del hierro respecto al bronce hay que buscarla en el elevado punto de fusión del hierro puro, lo que hacía prácticamente imposible que una vez tratados sus minerales se pudiese ofrecer en forma líquida, separado de la escoria. Las primeras producciones se obtuvieron seguramente rodeando al mineral totalmente con carbón de leña con el que no era posible alcanzar la temperatura suficiente para fundir el metal, obteniéndose en su lugar una masa esponjosa y pastosa, mezcla de hierro y escoria, que había que martillear repetidamente al rojo vivo para eliminar la escoria y las impurezas. Este martilleo producía dos efectos, por un lado conseguía obtener un hierro puro al eliminar las escorias e impurezas, endureciéndolo por forja al mismo tiempo. Se obtenían así barras de hierro forjado resistente y maleable, que no eran otra cosa que un tipo muy primitivo de acero. Con el paso del tiempo, se fue comprobando que la obtención accidental del hierro colado no era una desgracia, sino que por el contrario se trataba de una materia prima mejor para obtener posteriormente el acero, con todas las ventajas técnicas y económicas que implica el proceso. En 1855 se produce un hecho trascendental en la producción y el futuro del acero: el invento del convertidor ideado por Henry Bessemer, que supuso el paso revolucionario de la obtención del acero a partir del hierro producido en el alto horno. Este invento trascendental se completa por Thomas en 1873, al conseguir convertir el hierro colado, de alto contenido en fósforo, en acero de alta calidad mediante un convertidor con recubrimiento básico. A partir de entonces las innovaciones en la producción del acero se han ido sucediendo hasta nuestros días, gracias a la participación de figuras como las de Martín, Siemens, Héroult, los técnicos de Linz y Donawitz y tantos otros. ACERO

El término acero sirve comúnmente para denominar, en ingeniería metalúrgica, a una mezcla de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,03 % y el 2,14 % en masa de su composición, dependiendo del grado. Si la aleación posee una concentración de carbono mayor del 2,14 %, se producen fundiciones que, en oposición al acero, son mucho más frágiles y no es posible forjarlas, sino que tienen que ser moldeadas. No se debe confundir el acero con el hierro, que es un metal duro y relativamente dúctil, con diámetro atómico (dA) de 2,48 Å, con temperatura de fusión de 1535 °C y punto de ebullición 2740 °C. Por su parte, el carbono es un no metal de diámetro menor (dA = 1,54 Å), blando y frágil en la mayoría de sus formas alotrópicas (excepto en la forma de diamante). La difusión de este elemento en la estructura cristalina del anterior se logra gracias a la diferencia en diámetros atómicos, formándose un compuesto intersticial. La diferencia principal entre el hierro y el acero se halla en el porcentaje del carbono: el acero es hierro con un porcentaje de carbono de entre el 0,03 % y el 1,075 %; a partir de este porcentaje se consideran otras aleaciones con hierro. Cabe destacar que el acero posee diferentes constituyentes según su temperatura, concretamente, de mayor a menor dureza, perlita, cementita y ferrita; además de la austenita (para mayor información consultar el artículo Diagrama hierro-carbono). El acero conserva las características metálicas del hierro en estado puro, pero la adición de carbono y de otros elementos tanto metálicos como no metálicos mejora sus propiedades físico-químicas. Existen muchos tipos de acero en función del elemento o los elementos aleantes que estén presentes. La definición en porcentaje de carbono corresponde a los aceros al carbono, en los cuales este no metal es el único aleante, o hay otros pero en menores concentraciones. Otras composiciones específicas reciben denominaciones particulares en función de múltiples variables como por ejemplo los elementos que predominan en su composición (aceros al silicio), de su susceptibilidad a ciertos tratamientos (aceros de cementación), de alguna característica potenciada (aceros inoxidables) e incluso en función de su uso

(aceros estructurales). Usualmente estas aleaciones de hierro se engloban bajo la denominación genérica de aceros especiales, razón por la que aquí se ha adoptado la definición de los comunes o "al carbono" que además de ser los primeros fabricados y los más empleados, sirvieron de base para los demás. Esta gran variedad de aceros llevó a Siemens a definir el acero como «un compuesto de hierro y otra sustancia que incrementa su resistencia».

Prensas en acerías.

Acerías.

PROPIEDADES DE LOS ACEROS Podemos decir que los últimos cien años, se han caracterizado por la masiva utilización del acero. El motivo principal está centrado en la enormidad de usos que se le puede dar, y la versatilidad de sus propiedades mecánicas. Otra ventaja, es que algunas de estas propiedades pueden ser modificadas para ajustarse al destino final que se le quiera dar al producto. Dentro de las propiedades podemos mencionar las siguientes: • Ductilidad • Dureza • Resistencia • Maleabilidad • Tenacidad La primera de ellas, la ductilidad, se refiere a la capacidad del acero para deformarse, al soportar esfuerzos de tracción sin llegar a la rotura. La dureza se define como la propiedad del acero a oponerse a la penetración de otro material. Analizando el caso de la resistencia, específicamente el de la resistencia a la tracción, tendremos que ésta es la fuerza máxima por unidad de área, que puede soportar el acero al ser estirado. La maleabilidad es la capacidad que presenta el acero de soportar la deformación, sin romperse, al ser sometido a un esfuerzo de comprensión. Finalmente, la tenacidad viene siendo la conjugación de dos propiedades: ductilidad y resistencia. Un material tenaz será aquel que posee una buena ductilidad y una buena resistencia al mismo tiempo. La forma en que se determinan con qué propiedades cuenta un material, es mediante la realización de diferentes pruebas o ensayos. En base a ellos es posible determinar qué material es el que emplearemos, por ejemplo, en levantar determinada estructura o edificio. Dentro de los ensayos a que se someten los aceros, destacaremos los más utilizados: • Ensayo de tracción • Ensayo de dureza • Ensayo de impacto • Ensayo de doblado

TIPOS DE ACERO 1. Acero Corten: El Acero Corten es un Acero común al que no le afecta la corrosión . Es una aleación de Acero con níquel, cromo, cobre y fósforo que, tras un proceso de humectación y secado alternativos forma una delgadísima película de óxido de apariencia rojizo-púrpura. Aplicaciones: Se utiliza en la Industria cementera, silos, tolvas, cribadoras, chimeneas, tuberías, lavaderos de carbón, depósitos de agua, petróleo, fuel-oil, etc. Construcciones metálicas, puentes, estructuras, fachadas de edificios, puertas metálicas, hormigoneras, grúas, palas excavadoras. Vagones ferrocarril, chasis de camiones, basculantes, cisternas, semirremolques. 2. Acero Calmado: El Acero Calmado o Reposado es aquel que ha sido desoxidado por completo previamente a la colada, por medio de la adición de metales. Mediante este procedimiento se consiguen piezas perfectas pues no produce gases durante la solidificación, evitando las sopladuras. 3. Acero Corrugado: Barra de Acero cuya superficie presenta resaltos o corrugas que mejoran la adherencia con el hormigón, que forman estructuras de hormigón armado.

4. Acero Galvanizado: El Acero Galvanizado por inmersión en caliente es un producto que combina las características de resistencia mecánica del Acero y la resistencia a la corrosión generada por el Cinc. Propiedades del Acero Galvanizado: 

Resistencia a la abrasión



Resistencia a la corrosión

Aplicaciones: El acero galvanizado se utiliza para la Edificación, Instalaciones Industriales, Grandes Estructuras, Automoción, Armaduras galvanizadas para hormigón, Agricultura y Ganadería, Equipamientos de Carreteras, Elementos de unión, Mobiliario Urbano, estructuras para el deporte y tiempo libre, Electricidad y comunicaciones, Transporte. 5.Acero Inoxidable: Se denomina Acero Inoxidable a cualquier tipo de Acero aleado cuyo peso contenga como mínimo 10,50 % de Cromo, pero no más de 1,20 % de Carbono, con cualquier otro elemento de aleación o sin él.

Contiene cromo, níquel y otros elementos de aleación, que lo mantienen brillantes y resistente a la corrosión a pesar de la acción de la humedad o de ácidos y gases.

6. Acero Laminado: una barra de acero sometida a tracción, con los esfuerzos se deforma aumentando su longitud. Si se quita la tensión, la barra de acero recupera su posición inicial y su longitud primera, sin sufrir deformaciones remanentes. Todo esto dentro de ciertos márgenes, es decir dentro de cierto límite al que denominamos Límite Elástico.

7. Acero al Carbono: Acero constituido por un mínimo no especificado de elementos de aleación; el aumento de la proporción de carbono reduce su ductilidad y soldabilidad aunque aumenta su resistencia.

8. Acero Aleado: Acero que en su constitución posee el agregado de varios elementos que sirven para mejorar sus propiedades físicas, mecánicas o químicas especiales. Los elementos que se pueden agregar son: carbono, cromo, molibdeno, o níquel (en cantidades que exceden el mínimo establecido). 9. Acero Dulce o Acero Suave: Tipo de acero cuyos niveles de carbono se sitúan entre el 0,15% y el 0,25%; es casi hierro puro, de gran ductilidad y resistencia a la corrosión.

10. Acero Efervescente: Acero que no ha sido desoxidado por completo antes de ser vertido en moldes; contiene muchas sopladuras pero no aparecen grietas. Aplicaciones: El acero efervescente se emplea para grandes requisitos superficiales; suele usarse en perfiles, chapas finas y alambres.

11. Acero Estirado en frío: Acero sometido a un tratamiento especial mediante el cual se ha mejorado su límite elástico. 12. Acero Estructural: Acero laminado en caliente y moldeado en frío; se lo usa como elemento portante. 13. Acero Intemperizado: Acero de gran resistencia que desarrolla una capa de óxido sobre sus superficies cuando se lo expone a las lluvias y a la humedad; tiene la ventaja de adherirse al elemento metálico principal protegiéndolo de la posterior corrosión. 14. Acero Negro: Es un acero con un contenido bajo de carbono, y sin ningún tratamiento superficial adicional. Debido a eso, el proceso de fabricación final y la ausencia de tratamiento hacen que se oscurezca la superficie, por la fina capa de carbono que suele quedar encima. APLICACIONES GENERALES DEL ACERO El acero en sus distintas clases está presente de forma abrumadora en nuestra vida cotidiana en forma de herramientas, utensilios, equipos mecánicos y formando parte de electrodomésticos y maquinaria en general así como en las estructuras de las viviendas que habitamos y en la gran mayoría de los edificios modernos. En este contexto existe la versión moderna de perfiles de acero denominada Metalcón. El Acero también es muy usado en automóviles y maquinaria agraria, aparte de para actividades ferroviarias. También cabe decir de la industria fabricante de armamento, especialmente la dedicada a construir armamento pesado, vehículos blindados y acorazados.

La clasificación del acero Acero templado al horno, lámina de acero en la cual se nota un incremento significativo de su resistencia a la fluencia cuando se aplica un tratamiento térmico moderado, como el que se usa para el curado de pintura, seguido de una deformación o trabajo en frío. Acero de alta resistencia y baja aleación, -un grupo específico de lámina de acero cuya resistencia se alcanza por medio del uso de elementos de microaleación, como el columbio (niobio), vanadio, titanio y molibdeno, lo que resulta en una mejor maleabilidad y soldabilidad de lo que se obtiene de los aceros convencionales de carbono-manganeso. Los fabricantes utilizan uno o una combinación de elementos de micro aleación para lograr las propiedades deseadas. El producto está disponible en dos designaciones, HSLAS y HSLAS-F. Ambos productos están reforzados con microaleaciones, pero HSLAS-F además está tratado para lograr control de las inclusiones de sulfuro. El acero está clasificado de la siguiente forma: 

Acero comercial (CS). Tipos: - A, B y C - Dureza total (dura, full hard) (JIS G3141, calidad SPCC, grado de temple “1”) - Recocida (suave, temple grado estándar) (JIS G3141, calidad SPCC, grado de temple “S”)



Acero para embutido (FS, tipos: A y B)



Acero para embutido profundo (DDS tipos A y C)



Acero para embutido extra profundo (EDDS)



Acero estructural (SS)



Acero de alta resistencia y baja aleación (HSLAS)



Acero de alta resistencia, baja aleación y maleabilidad mejorada (HSLASF)



Acero templado por medio de solución (SHS)



Acero templado al horno (BHS)

El acero estructural, el acero de alta resistencia y de baja aleación, el acero templado por medio de solución y acero templado al horno están disponibles en

varios grados en base a las propiedades mecánicas.



El acero estructural de grado 340 [50] está disponible en cuatro clases en base en su resistencia a la tracción.



El acero estructural grado 550 [80] está disponible en tres clases, en base a la química.



El material está disponible, ya sea en revestimiento de zinc o en revestimiento de aleación zinc-hierro, en distintas masas [pesos] de revestimiento o designaciones de revestimiento.

La tabla siguiente muestra la composición química del acero según el tipo.



A En donde aparecen puntos suspensivos (...) en la tabla anterior, no hay requisito, pero se debe informar sobre el análisis.



B Para los aceros que contienen 0.02% de carbono o más, se permite utilizar titanio, a opción del fabricante, hasta 3.4N + 1.5S ó 0.025%.



C Cuando se requiera acero desoxidado para la aplicación, el comprador tiene la opción de ordenar CS y FS a un mínimo de 0.01% de aluminio total.



D Se permite que se suministre el acero como acero estabilizado químicamente o desgasificado al vacío, o ambos, a opción del fabricante.



E Se permite que se utilicen elementos estabilizadores como vanadio, columbio, titanio o sus combinaciones, cuando los niveles de carbono son menores o iguales a 0.02%, y queda a opción del fabricante. En tales casos, el límite aplicable de vanadio y columbio debe ser de 0.10% máximo y el límite del titanio debe ser de 0.15% máximo.



F Para CS y FS, especificar el tipo B para evitar niveles de carbono debajo de 0.02%.



G No se debe suministrar como un acero estabilizado.



H Se debe suministrar como acero estabilizado.



I Composición según JIS G3141:2005, grado SPCC

El Manual de la Normalización LAS NORMAS SON UNA PARTE FUNDAMENTAL de nuestras vidas diarias por una multitud de razones. Abren canales de comunicación y comercio, fomentan la comprensión de productos, aseguran la compatibilidad, permiten la producción en masa y, lo más importante de todo, forman la base para el mantenimiento de la salud y el logro de la seguridad y un nivel más alto de vida. ¿Qué Es Una Norma? UNA NORMA ES UN IDIOMA EN COMÚN QUE FOMENTA EL FLUJO DE BIENES entre el comprador y el vendedor y que protege el bienestar general. El diseño de edificios provee un ejemplo de esto. Cuando los arquitectos diseñan un edificio, estipulan exactamente el acero que se requiere haciendo referencia en los planos a la especificación de la norma. Por ejemplo, puede que hagan referencia a “ASTM A 36”, que es una especificación del acero estructural. Este documento en particular es la mejor y más simple forma posible para comunicar a un contratista el tipo de acero deseado en términos de composición, solidez y calidad. La especificación A 36 de ASTM es un documento de tres páginas que describe los requisitos con los que debe cumplir el acero. Los arquitectos no tienen que consultar volúmenes de libros de referencia y gastar resmas de papel y costosas horas para describir el espesor del acero, la resistencia a la tensión y otras características. El Sistema De Normas De EE.UU. LOS ESTADOS UNIDOS SON MUY DIFERENTES DE LOS OTROS PAÍSES DEL MUNDO, EN LOS QUE NORMALMENTE se designa a una organización principal para el desarrollo de las normas y esa organización está ligada estrechamente al gobierno, si no es parte del mismo. El sistema de normalización de EE.UU. se compone de varias organizaciones entre las que se incluyen organizaciones gubernamentales y no gubernamentales. En los Estados Unidos esencialmente existen dos amplias categorías de normas en referencia a la regulación — las obligatorias y las voluntarias. ¿Qué es una norma internacional? En años recientes, ha habido un gran número de discusiones en referencia a la definición de lo que es una norma internacional. Esto empezó a mediados de la década de los 90 debido a la falta de una definición clara de lo que significaba el término “norma internacional” en el Acuerdo de Obstáculos Técnicos al Comercio (Technical Barriers to Trade – TBT) de la Organización Mundial del Comercio (World Trade Organization – WTO) firmado en 1994 por representantes comerciales de mucho más de 120 países de todo el mundo

Sobre ASTM International FUNDADA EN 1898, ASTM INTERNATIONAL ES UNA ORGANIZACIÓN sin fines de lucro que proporciona un foro mundial para el desarrollo y publicación de normas de consenso voluntario para materiales, productos, sistemas y servicios. Las normas de ASTM se aceptan y se usan en la investigación y el desarrollo, la prueba de productos, los sistemas de calidad y las transacciones comerciales en todo el mundo. Acceso A Las Normas UN ÍNDICE ONLINE DE 11.000 NORMAS DE ASTM LE PERMITE UBICAR normas de ASTM en 130 áreas diferentes de la industria. Disponible en el Website de ASTM (www.astm.org), el índice online facilita la búsqueda de normas por palabra clave o por su número de norma, y permite el acceso a los títulos y los ámbitos de todas las normas de ASTM. El texto completo de cualquier norma de ASTM se encuentra disponible en forma electrónica o impresa a través del Website o a través del Departamento de Servicios al Cliente de ASTM International.

ASTM ASTM o ASTM International es una organización de normas internacionales que desarrolla y publica acuerdos voluntarios de normas técnicas para una amplia gama de materiales, productos, sistemas y servicios. Existen alrededor de 12.575 acuerdos voluntarios de normas de aplicación mundial. Las oficinas principales de la organización ASTM internacional están ubicadas en West Conshohocken, Pennsylvania, Estados Unidos, al noroeste de la ciudad de Filadelfia. ASTM hoy en día La ASTM está entre los mayores contribuyentes técnicos del ISO, y mantiene un sólido liderazgo en la definición de los materiales y métodos de prueba en casi todas las industrias, con un casi monopolio en las industrias petrolera y petroquímica.

Algunas normas de uso común Algunos elementos de uso común, tales como los que conectan el contador de agua potable a la tubería, probablemente están elaborados con un procedimiento de forjado conforme a ASTM A 105, en la práctica, un acero de buena calidad, mientras que los tubos quizás respondan a la norma ASTM A 589. Las láminas de plástico que se usan para envolver los alimentos, si no se rompen, probablemente han sido fabricadas y comprobadas con la norma ASTM D 682. Las ollas de acero

inoxidable, posiblemente respondan a la ASTM A 240 Tp 304 o 321; y si son de calidad superior, cumplirán la norma 316. Aceros estructurales

Entre los materiales de construcción, como es de conocimiento general, el acero tiene una posición relevante; combina la resistencia mecánica, su capacidad de ser trabajado, disponibilidad y su bajo costo. Siendo así, es fácil comprender la importancia y el amplio uso de los aceros en todos los campos de la ingeniería, en las estructuras, sean éstas fijas, como los edificios, puentes, etc. o sean móviles, en la industria ferroviaria, automotriz, naval, aeronáutica, etc.

Para la mayoría de las aplicaciones consideradas, la importancia de la resistencia mecánica es, en cierto modo, relativamente pequeña, del mismo modo que el factor peso no es primordial. De esta forma, los aceros al Carbono comunes, simplemente laminados y sin ningún tratamiento térmico, son plenamente satisfactorios y constituyen un porcentaje considerable dentro de los aceros estructurales. En otras aplicaciones, se exige una relación resistencia/peso más satisfactoria. Es el caso de la industria del transporte, en donde el equipo utilizado –camiones, buses, equipo ferroviario, naval, etc.- debido a las condiciones propias del servicio, debe caracterizarse por un peso relativamente bajo y una alta resistencia. Esta condición es fundamental ya que estas estructuras están sujetas a esfuerzos e impactos severos, además de una resistencia a la corrosión adecuada.

Para todas estas aplicaciones, los aceros indicados son los de baja aleación, más conocidos como los de “alta resistencia y baja aleación”. De esta forma, se puede establecer la siguiente división de los aceros empleados en estructuras: • Aceros al Carbono • Aceros de alta resistencia y baja aleación Por razones de importancia para nosotros, se dará especial énfasis a los aceros al Carbono.

Aceros al Carbono

Los requisitos fundamentales que deben cumplir estos aceros, son los siguientes: • Ductilidad y homogeneidad. • Valor elevado de la relación resistencia mecánica/límite de fluencia. • Soldabilidad. • Apto para ser cortado por llama, sin endurecimiento. • Resistencia a la corrosión, razonable.

Con excepción de la resistencia a la corrosión, todos los otros requisitos son satisfechos en mayor o menor grado, por los aceros al Carbono de bajo a medio Carbono, que son obtenidos por laminación y cuyos límites de resistencia varían de 40 a 50 Kgf/mm2 y alargamientos que están en torno al 20%. De hecho, un contenido relativamente bajo de Carbono y el trabajado en caliente de laminación de los per files estructurales, garantizan la ductilidad necesaria, además de la homogeneidad en todo el producto. La ductilidad de estos aceros garantiza una excelente trabajabilidad en operaciones como el corte, doblado, perforado, etc., sin que se originen fisuras u otros defectos. El límite de fluencia, así como el módulo de elasticidad, son las características del acero que se utilizan en el proyecto y el cálculo de una estructura. La soldabilidad por otra parte, es otra característica muy importante en este tipo de material de construcción, ya que la soldadura de los elementos y piezas en una estructura, es práctica común. Los aceros al Carbono comunes también satisfacen este requisito, pues deben ser soldados sin alterar su microestructura. Del mismo modo, el corte por llama, muy empleado en piezas estructurales, poco afecta a estos aceros, desde el punto de vista de sus alteraciones micro estructural en las proximidades de la zona de corte.

Finalmente, la resistencia a la corrosión sólo es alcanzada por la adición de pequeñas cantidades de cobre, elemento que adicionado en cantidades muy bajas (0,25%) mejora esta propiedad en dos veces en relación al mismo acero sin cobre.

Para la mayoría de las aplicaciones estructurales, la cantidad de Carbono de estos aceros varía entre 0,15% a 0,40%, con otros elementos (Mn, Si, P y S) en cantidades consideradas normales. Un acero con Carbono y Manganeso de un 0,20% y 0,50% respectivamente, presenta un límite de fluencia de 25 Kgf/mm2 y una resistencia mecánica de 42 Kgf/mm2. Un aumento del contenido de Carbono eleva estos límites, actuando en el mismo sentido pero en menor grado, del aumento de contenido de Manganeso. En las estructuras, los perfiles de acero al Carbono utilizados son los más diversos, sobresaliendo los siguientes: barras redondas, cuadradas, hexagonales, planas, ángulos, canales, perfiles doble T, etc. Todos estos productos son laminados en caliente y empleados en ese estado, sin otro tratamiento térmico o mecánico posterior.

Normas para aceros estructurales En nuestro país, los aceros estructurales están normalizados por el Instituto Nacional de Normalización y sus requisitos se describen en la Norma Chilena Oficial NCh 203. Of77. Dicha norma se aplica a los productos planos, perfiles y barras de uso en la construcción de estructuras.

De acuerdo a las designaciones adoptadas, los aceros estructurales nacionales han adoptado tres grados de aceros, según sus características mecánicas; estos son el A37-24ES, A42-27ES y A52-34ES.

En esta nomenclatura, la letra A significa que el material es cero al Carbono; los números se refieren a la resistencia a la tracción y al límite de fluencia mínimo por tracción, respectivamente expresados en Kgf/mm2; la letra E indica que el acero es para usos estructurales y la letra S que el acero es de soldabilidad garantizada.

A continuación, en la tabla 3, se muestran algunas recomendaciones de soldaduras para aceros estructurales y para uso de cerrajería.

Recomendaciones para soldar principales aceros estructurales.

Clasificación de los electrodos según AWS Norma E601 E60 E60 E60 E60 E70 E70 E70 E70 Designac 0 o 11 12 13 27 14 24 18 18 ión el (*) (***) (*) (**) (**) Especifi Acero 203 Of A42• • • • • • • • A1 c. A52• 78 27ES ASTM A36 • • • • • • • • 34ES SAE o 1010 al • • • • • • • • • 1033 al • AISI 1020 1045 (*)

Posición a soldar; Plana, horizontal y Filete

(**)

Electrodos con bajo Hidrógeno

Precal E80 enta16 mient o 90recom • 90150 en90150 dado 150 C1 Sobre °C • 15090 260

(***) Electrodo con contenido de Carbono 0,08% A1 Electrodo de acero con 0,5% de Molibdeno C1

Electrodo de acero con 2,5% de Níquel y 1,2% de Manganeso.

Las propiedades mecánicas que deben cumplir los productos de acero laminados, de acuerdo a esta norma, se indican en la siguiente .: Propiedades mecánicas mínimas de aceros estructurales.

Grados del acero Resistencia a la Límite de fluencia Alargamiento tracción Kgf/mm2 mín Kgf/mm2 mínimo % (**) A37-22ES A42- 37 a 42 27ES A52-34ES 42 a 52

24

22

27

20

*

52 a 62 34 18 Aplicable a productos con espesores menores o iguales a 16 mm

**

Para espesores de productos menores o iguales a 16 mm y mayores a 5 mm

Un segundo requisito que debe cumplirse en esta norma, es que los productos laminados deberán resistir un doblado a 180° sin que se observen grietas en la zona sometida a tracción.

Finalmente, para garantizar la soldabilidad del producto, sin que sea necesario someter a tratamientos especiales el cordón y dar garantías de unión bajo cargas de servicio, el acero debe cumplir exigencias en su composición química. Por ejemplo, el acero A4227ES admite como máximos en Carbono, Manganeso, Fósforo y Azufre 0,27%, 1,30%,

0,05% y 0,063% respectivamente. No obstante lo anterior, la soldabilidad puede estar limitada si no se toman precauciones, en especial cuando el material se emplea en un componente crítico, un mal diseño de la junta a soldar, baja temperatura ambiental, equipo de soldador defectuoso, procedimientos inconvenientes, electrodos inapropiados o el operador soldador no calificado. En los Estados Unidos, la Norma de aceros al Carbono estructurales más popular es la ASTM A36, que reemplazó desde 1960 los grados ASTM A-373 y A-7. A continuación, en la Tabla 5, se muestran los valores de propiedades mecánicas de acero ASTM A36 en comparación con los valores de la NCh 203 para el acero A42-27ES.

Comparación de propiedades mecánicas de aceros ASTM A36 Y A42-27ES.

Espesor, e al que se Unidad de Grados de aceros aplica, mm medida (*) Características A42-27ES ASTM A42-27ES ASTM A36 A36 Resistencia a la Todos (**) Kgf/mm2 42 ≤ Rm ≤ 41 ≤ Rm ≤ 56 Tracción, Rm 52 Límite de Fluencia mínimo, Re Alargamiento e ≤16 Porcentual de Rotura, A, en Probetas de e≤5

(**)

Kgf/mm2

27

% mín

22

= acuerdo 50 mm con 5 ≤NCh e ≤ 16 mín 20 * L0De 22, 1(**) Kgf/mm2 % =9,80665 MPa

25

19

e ≤ 50 inferior a 645 % mín ** Para perfiles16 de≤sección mm2, o 18 barras de diámetro inferior a 13 mm, no se exige ensayo de tracción al fabricante.

Respecto a los requisitos de esta norma en la composición química del acero, la siguiente muestra dichas especificaciones: ASTM A36: Requisitos de composición química según los productos.

Perfiles

Barras Hasta

Sobre 19

Elementos % C, máx

Todos 0,26

19 mm 0,26

hasta 38 mm 0,27

% Mn % P, máx % S, máx % Si % Cu mín

0,04 0,05 0,20

0,04 0,05 0,20

0,60 a 0,90 0,04 0,05 0,20

En Alemania, la norma DIN 17100 clasifica los aceros para construcción en general, en función de su resistencia a la tracción. De esta forma, la designación St 42 corresponda a un acero con resistencia a la tracción entre 42 a 50 Kgf/mm2; si es St 37, la resistencia a la tracción mínima es de 37 Kgf/mm2.

Dependiendo del contenido de Carbono, esta designación incluye un dígito separado por un guion. Por ejemplo, St 37-1 significa que dicho acero admite un %C de hasta0, 20%. Si el dígito es 2, entonces el máximo de Carbono es 0,18%; si es 3,0, 17% de Carbono. En el caso de los aceros St 42, el dígito 1 significa un contenido de Carbono máximo de 0,25%; 2 también significa un 0,25% y 3, un máximo de 0,23,