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UNIVERSIDAD TECNICA ESTATAL DE QUEVEDO FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA

NOMBRE: SUAREZ TAIPE FELIX ANTONIO MATERIA: SELECCIÓN DE MATERIALES CARRERA: INGENIERIA MECANICA DOCENTE: ING. GABRIEL ARELLANO ORTIZ SEMESTRE: 5 “B” FECHA: 13-NOVIEMBRE-2017

QUEVEDO -LOS RIOS - ECUADOR

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CLASIFICACIÓN DEL ACERO SEGÚN EL CONTENIDO DE CARBONO Los aceros se denominan hipoeutectoides cuando su contenido en carbono varía de 0 al 0.87%; eutectoides, cuando el carbono alcanza el 0.88%, e hipereutectoides, si el contenido de carbono oscila de 0.88 al 1.70%. [1] El porcentaje de carbono en las fundiciones clasifica a estas como de: hipoeutecticas, si su contenido en carbono es de 1.7 a 4.3%; de eutecticas, cuando el porcentaje de carbono es del 4.3%, y de hipereutecticas si contienen de 4.30 a 6.67% de carbono. [1] En las siguientes figuras se muestra esquemáticamente los 3 tipos de aceros.

Clasificación de los aceros desde un punto de vista de sus aplicaciones. Los aceros se clasifican en cinco grupos principales: aceros al carbono, aceros aleados, aceros de baja aleación ultrarresistentes, aceros inoxidables y aceros de herramientas. [1] Aceros al carbono El 90% de los aceros son al carbono. Estos aceros contienen una cantidad diversa de carbono, menos de 1,65% de manganeso y 0,6% de silicio, aproximadamente. Con este tipo de acero se fabrican maquinas, carrocerías de automóvil, estructuras de construcción, pasadores de pelo, ganchos para ropa, etc. [1] Aceros de baja aleación ultrarresistentes Es la familia de aceros más reciente de las cinco. Estos aceros son más baratos que los aceros convencionales, debido a que contienen menor cantidad de materiales costosos de aleación. Sin embargo, se les da un tratamiento especial que hace que su resistencia sea mucho mayor que la del acero al carbono. Este material se emplea para la fabricación de vagones, porque al ser más resistente, sus paredes son más delgadas, con lo que la capacidad de carga es mayor. [1] Aceros inoxidables Estos aceros contienen cromo, níquel, y otros elementos de aleación que los mantiene 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

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resistencia a la oxidación y para la fabricación de instrumentos quirúrgicos o sustitución de huesos, porque resiste a la acción de los fluidos corporales. [1] Clasificación de Acero por su composición química: Acero al carbono. Se trata del tipo básico de acero que contiene menos del 3% de elementos que no son hierro ni carbono. [1] Acero de alto carbono. El Acero al carbono que contiene más de 0.5% de carbono. [1] Acero de bajo carbono. Acero al carbono que contiene menos de 0.3% de carbono. [1] Acero de mediano carbono. Acero al carbono que contiene entre 0.3 y 0.5% de carbono. [1] Acero aleado. Acero que contiene otro metal que fue añadido intencionalmente con el fin de mejorar ciertas propiedades del metal. [1] Acero inoxidable. Tipo de acero que contiene más del 15% de cromo y demuestra excelente resistencia a la corrosión. [1] Principales componentes de los Aceros En los aceros, el carbono se encuentra en general, o combinado en forma de cementita o disuelto, rara vez en forma de grafito. Este es el motivo por el cual solo se emplea el diagrama de equilibrio metaestable Fe – Fe3C para el estudio de los aceros. Los constituyentes estructurales de equilibrio de los aceros son: [1] Austenita: Se define como una solución sólida de carbono en hierro gamma. Solo es estable a temperaturas superiores a 723º C, desdoblándose por reacción eutectoide, a temperaturas inferiores, en ferrita y cementita. [1] La resistencia de la austenita retenida a la temperatura ambiente oscila entre 800 y 1000 N/mm2 y el alargamiento entre 20 y 25 %. Puede disolver hasta 1,7-1,8 % de carbono. Presenta red cristalográfica cúbica centrada en las caras, con los siguientes parámetros de red, a = 3,67 Ǻ y d = 2,52 Ǻ. [1] Ferrita: Este constituyente está formado por una solución sólida de inserción de carbono en hierro alfa. Es el constituyente más blando de los aceros pero es el más tenaz, es el más maleable, su resistencia a la tracción es de 2800 N/mm2 y su alargamiento de 35%. [1]

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Perlita: Está formada por una mezcla eutectoide de dos fases, ferrita y cementita, se produce a 723º C cuando la composición es de 0,80%. Su estructura está constituida por láminas alternadas de ferrita y cementita, siendo el espesor de las láminas de ferrita superior al de las de cementita, estas últimas quedan en relieve después del ataque con ácido nítrico, lo cual hace que en la observación microscópica se revelen por las sombras que proyectan sobre las láminas de ferrita. La perlita es más dura y resistente que la ferrita, pero más blanda y maleable que la cementita. Se presenta en forma laminar, reticular y globular. [1] Cementita: Es un constituyente que aparece en fundiciones y aceros. Es el carburo de hierro, de fórmula Fe3C, que cristaliza en el sistema ortorrómbico. Es muy frágil y duro, teniendo sobre 840 Vickers, y es muy resistente al rozamiento en las fundiciones atruchadas. A bajas temperaturas es ferromagnético y pierde esta propiedad a 212ºC (punto de Curie). Se piensa que funde por encima de 1950ºC, y es termodinámicamente inestable a temperaturas inferiores a 1200ºC. Se puede presentar en forma reticular, laminar y globular. [1] Los átomos de carbono están en las caras y en las aristas, presenta por tanto una red distorsionada. Esta distorsión de la red es la responsable de la dureza de la martensita. Presenta una red tetragonal. Sus características mecánicas son resistencia a la tracción entre 170-250 Kg/mm2, dureza HRc entre 50-60, alargamiento de 0,5 % y es magnética. [1]

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ACEROS DE BONIFICACIÓN Alto límite de fluencia, resistencias a la tracción, fatiga, excelente tenacidad; luego de ser bonificados (Templados y revenidos). Uniformidad de las propiedades mecánicas a través de toda la sección. [3] Para dimensiones pequeñas, los aceros al carbono, para elementos de máquinas con mayores secciones transversales: aleaciones de cromo, níquel o molibdeno, entre otros. [3] APLICACIONES VCN (BÖHLER V155) Acero de alta resistencia. Piezas exigidas de grandes secciones transversales. Ejes de propulsión, barras de conexión, eje piñón, ejes de torsión, cigüeñales, rotores, ejes de transmisión, pernos SAE grado8, DIN grado 10 y 12. [3] VCL (BÖHLER V320) Acero de alta resistencia. Piezas exigidas de medianas secciones transversales. Cigüeñales de prensas excéntricas, engranajes de alta velocidad, ejes de bombas, ejes dentados, pernos SAE grado8, DIN grado 10y 12. [3]

H (BÖHLER V945) Acero al carbono. Elementos de máquinas de pocas exigencias mecánicas. Ejes, árboles de transmisión, pasadores, chavetas, pernos SAE grado 2 (recocido), grado 5 (bonificado). [3] TEMPLE Y REVENIDO (BONIFICACIÓN)  Aumenta la dureza del material  Aumenta resistencia mecánica  Aumenta resistencia al desgaste

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ACEROS DE CEMENTACIÓN Aceros con bajo contenido de carbono (de 0,05 a 0,25). Se utilizan en partes de máquinas que giran o deslizan a velocidad y por tanto, requieren una gran dureza superficial que le otorgue resistencia al desgaste y simultáneamente buena tenacidad o resistencia al impacto debido a los esfuerzos dinámicos a que están sometidos. [3]

APLICACIONES BÖHLER E230–ECN: De alta tenacidad hasta el núcleo y alta resistencia al desgaste (cementado). [3] Ejemplos Ruedas dentadas, engranajes, chavetas, piñones, cigüeñales, ejes piñón de alta exigencia. [3]

BÖHLER BP280–BARRA PERFORADA De buena tenacidad hasta el núcleo y resistencia al desgaste (cementado). También es posible de bonificar para algunas aplicaciones. [3] Ejemplos: Engranajes, cremalleras, cuerpos de bombas, anillos, separadores, ejes huecos, rodillos, levas, bocinas. [3]

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BÖHLER E920 – SAE 1020 Acero de bajo carbono (no aleado). Limitada resistencia al desgaste y muy escasa tenacidad en el núcleo. Se aplica en piezas pequeñas y de formas regulares en las que pueden admitirse mayores deformaciones en tratamiento térmico. [3] Ejemplos Palancas, acoples, tornillos, bocinas, partes prensadas o matrizadas, partes de cadenas. [3] EMPRESA NOVACERO VARILLA RECTA

PROPIEDADES TENACIDAD: La capacidad de absorber la energía de deformación de la varilla microaleada de novacero le permite soportar sismos de mayor magnitud que la varilla común. [4] FLEXIBILIDAD: La varilla microaleada de novacero posee una mayor capacidad deformación elástica, lo que garantiza un mejor comportamiento durante los eventos sísmicos. [4] DUCTILIDAD: El mayor rango de deformación inelástica que posee la varilla microaleada de novacero, le otorga mayor tiempo de reacción antes del colapso de una estructura. [4] SOLDABILIDAD: La varilla microaleada de novacero es la única que permite realizar uniones soldadas con material de aporte sin necesidad de pre-calentamiento. [4]

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NORMAS TÉCNICAS NTE INEN 102 NTE INEN 2167 Norma Ecuatoriana de Construcción NEC LONGITUDES: 6, 9 y 12 metros [4]

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SU USO Construcción de toda clase de elementos de hormigón armado para casas, edificios, puentes, etc. [4]

FLEJES Y PERFILES ESPECIALES

NORMAS TÉCNICAS NTE INEN 2222 ASTM A572 Gr 50 LONGITUDES: 6 metros Otras longitudes bajo pedido. [4] PERFILES ESPECIALES ESTRUCTURALES NORMAS TÉCNICAS NTE INEN 1623 ASTM A572 Gr 50 LONGITUDES: 6 metros Otras longitudes bajo pedido. [4]

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ÁNGULOS ESTRUCTURALES

NORMAS TÉCNICAS NTE INEN 2215 NTE INEN 2224 ASTM A 36 ASTM A572 GRADO 50 LONGITUDES: 6 metros otras longitudes bajo pedido. [4]

PLATINAS

NORMAS TÉCNICAS PLATINA COMERCIAL NTE INEN 2215 10

NTE INEN 2222 GRADO E 185 (fy= 185 MP) [4] PLATINA ESTRUCTURAL NORMAS TÉCNICAS: NTE INEN 2215 NTE INEN 2222 ASTM A36 (fy= 250 MP) [4] BARRA CUADRADA

USO DEL PRODUCTO Principalmente en el sector metalmecánico para la elaboración de muebles, cerrajería ornamental, rejas, puertas, ventanas, carrocería, pasamanos, etc. [4]

BARRA CUADRADA COMERCIAL NTE INEN 2215 NTE INEN 2222 GRADO E 185 (fy= 185 MP) [4] BARRA CUADRADA ESTRUCTURAL NORMAS TÉCNICAS: 11

NTE INEN 2215 NTE INEN 2222 ASTM A36 (fy= 250 MP) [4] EMPRESA KUBIEC Perfiles pared seca y cielo falso Perfil fabricado con acero estructural bajo norma ASTM – A653, con recubrimiento de galvanizado, también disponible en acero galvalume o prepintado (más durables), ideal para paredes, cielo falso, canaletas, campamentos, resistente a la corrosión y su instalación ahorra tiempo y mano de obra, se fabrica en longitudes estándar y especiales. Los espesores van desde 0.40 – 0.45 - 0.50, 0.90 mm. [5] Canales, correas y omegas Elementos de acero estructural fabricados según norma ASTM 1011SS36, ideal para estructuras metálicas en construcción de galpones, edificios, vivienda, para el sector metalmecánico en carrocerías, bases de automotores. En espesores correctos desde 1.5 hasta 15 mm. [5]

VARILLAS DE CONSTRUCCIÓN Las varillas se fabrican de acuerdo a las siguientes normas:  NTE-INEN-2167  ASTM A-706.  NTE INEN 102

PARA PERFILES LAMINADOS FRIO, CALIENTE ASTM A36 ALAMBRE  ASTM A227  ASTM A407  ASTM B498 12

Según normas INEN

Bibliografía [1] F. G. ORNELAS, «ANÁLISIS DE ACEROS POR MICROSCOPIA ÓPTICA,» 15 Junio 2013. [En línea]. Available: http://tesis.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/12065/ANALISISACERO.pdf. [Último acceso: 16 Julio 2017]. [3] Bohler, «Tipos de materiales,» S.F. [En línea]. Available: http://www.bohlerperu.com/files/CIP_APM.pdf. [Último acceso: 18 Julio 2017]. [4] Novacero, «Tipos de materiales,» 23 Mayo 2014. [En línea]. Available: http://www.novacero.com/. [Último acceso: 17 Julio 2017]. [5] Kubiec, «Tipos de materiales,» S.F. [En línea]. Available: http://www.kubiec.com/index.php?option=com_wrapper&view=wrapper&Itemid=55. [Último acceso: 17 Julio 2017].

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