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Trabajo de investigación Tema: Acero Estructural Alumno; Juan Gerardo Hernandez Chang Docente: Ing. Marlon Cabrera Gr

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Trabajo de investigación Tema: Acero Estructural

Alumno; Juan Gerardo Hernandez Chang

Docente: Ing. Marlon Cabrera

Grupo: 1

INTRODUCCION

Esta información nos ayudara a saber todo tipo de acero que existen, también sus propiedades, su composición química, las normas que debemos seguir, las clases y otras cosas mas

Este trabajo está dedicado a mis padres que que siempre me apoyan

INDICE Introducción……………………………………………………………..2 Concepto……………………………………………………………………..4 Fabricación del acero……………………………………………….5 Tipos de Perfiles……………………………………………………….6 Clases de acero…………………………………………………………6 Propiedades Físicas y Mecánicas del Acero……….7 Características del Acero ……………………………………..8 Normas del acero…………………………………………………….10 Conclusiones……………………………………………………………..11 Recomendaciones…………………………………………………….12

Concepto del Acero A36

El acero A36 es una aleación de acero al carbono de propósito general muy comúnmente usado en los Estados Unidos, aunque existen muchos otros aceros, superiores en resistencia, cuya demanda está creciendo rápidamente. 1 La denominación A36 fue establecida por la ASTM (American Society for Testing and Materials).

Fabricación del Acero A partir del mineral de hierro (formado por óxidos de Fe y ganga) se obtiene en los altos hornos el arrabio (hierro con un 4 % aproximadamente de carbono). El arrabio es duro pero muy frágil (interesa más un material dúctil, que “avisa” de su estado tensional), para reducir el % de carbono sin perder resistencia se afina el arrabio en convertidores (se quema el carbono sobrante), obteniéndose el acero en bruto con un % de carbono en torno al 2 %. Posteriormente se vierte en lingoteras para su enfriamiento y posterior acabado. El proceso de acabado puede ser por: forja, moldeo, trefilado o laminación; para ello se calienta previamente (o bien viene directamente del convertidor mediante un proceso de colada continua, con lo que se evitan las lingoteras, el desmoldeado y posterior calentamiento). Tras este proceso se pueden aplicar tratamientos térmicos (templado, recocido, revenido ...) para alcanzar las propiedades mecánicas y químicas deseadas.

Tipos de Perfiles

El Perfil de acero estructural, tamaño, composición, fuerza, almacenamiento, etc, está regulada en los países más industrializados, sus nombres varían en américa y europa. Los tipos de perfil de acero estructural más comunes son: 1. Perfil HEB: Es un perfil muy usado en construcción, se utiliza para columnas, pilotes, vigas, refuerzo y otros usos de gran resistencia. 2. Perfil tipo U o Canal El perfil tipo U o canal como su nombre lo indica es en forma de canal o C, se utiliza para vigas y columnas que se unen y sueldan, en usos de rendimiento medio. 3. Perfil angular o ángulos Puede ser de lados iguales o desiguales, se utiliza en dinteles, columnas, vigas de rendimiento, estructuras secundarias.

Clases de Acero Los diferentes tipos de acero se agrupan en cinco clases principales: 1234-

Aceros al Carbono Aceros Alegados Aceros de baja aleación ultrarresistentes Aceros Inoxidables 5- Acero de Herramientas

Propiedades Físicas y Mecánicas del Acero Propiedades mecanicas: Resistencia: es la oposicion al cambio de forma y a la fuerzas externas que pueden presentarse como cargas son traccion,compresion, cizalle, flexion y torsion. Elasticidad: corresponde a la capacidad de un cuerpo para recobrar su forma al dejar de actuar la fuerza quelo ha deformado Plasticidad: es la capacidad de deformacion de un metal sin que llegue a romperse si la deformacion se produce por alargamiento se llama ductilidad y por compresion maleabilidad. Fragilidad: es la propiedad que expresa falta de plasticidad y por lo tanto tenacidad los metales fragiles se rompen en el limite elastico su rotura se produce cuando sobrepasa la carga del limite elastico. Tenasidad:se define como la resistencia a la rotura por esfuerzos que deforman el metal;por lo tanto un metal es tenaz si posee cierta capacidad de dilatacion. Dureza: Es la propiedad que expresa el grado de deformacion permanente que sufre un metal bajo la accion directa de una fuerza determinada.existen dos Dureza fisica y dureza tecnica. Ductilidad: es la capacidad que tienen los materiales para sufrir deformaciones a traccion relativamente alta, hasta llegar al punto de fractura. Resilencia:Es la capacidad que presentan los materiales para absorber energia por unidad de volumen en la zona elastica. Propiedades Fisicas: Propiedades de los cuerpos: encontramos entre otras Materia,Cuerpo,Estado de agregacion,Peso,Masa,Volumen,Densidad,peso espesifico(m/v)

Propiedades Termicas: estan referidas a los mecanismos de calor existen tres mecanismos: Conduccion:se produce cuando la fuente emisora esta en contacto directo con el que se decea aumenta Tº Conveccion: para que ocurra tranferencia de calor por conveccion es necesario que exista un fluido quien sea el encargado de transmitir el calor de la fuente emisora hacia el cuerpo o ambiente Radiacion: Se produce porque la fuente de calor se encuentra en contacto en forma directa con el ambiente.Esta fuente emisora genera rayos infrarrojos que sirven de medio de transferencia de calor. Propiedades Electricas: Estan relacionadas con la capacidad de conducir la corriente electrica. Propiedades Opticas: estan referidos a la capacidad que poseen los materiales para reflejar o absorver el calor de acuerdo a las siguientes caracteristicas: Color-BrilloPulido. Propiedades Magneticas: Estan referidas a la capacidad que poseen los materiales metalicos para inducir o ser inducidos por un campo electromagnetico, es decir actuar como iman o ser atraidos por un iman.

Características del Acero

Aunque es difícil establecer las propiedades físicas y mecánicas del acero debido a que estas varían con los ajustes en su composición y los diversos tratamientos térmicos, químicos o mecánicos, con los que pueden conseguirse aceros con combinaciones de características adecuadas para infinidad de aplicaciones, se pueden citar algunas propiedades genéricas: 

Su densidad media es de 7850 kg/m³.



En función de la temperatura el acero se puede contraer, dilatar o fundir.



El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación y los porcentajes de elementos aleantes. El de su componente principal, elhierro es de alrededor de 1.510 °C en estado puro (sin alear), sin embargo el acero presenta frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1.375 °C, y en general la temperatura necesaria para la fusión aumenta a medida que se aumenta el porcentaje de

carbono y de otros aleantes. (excepto las aleaciones eutécticas que funden de golpe). Por otra parte el acero rápido funde a 1.650 °C.18 

Su punto de ebullición es de alrededor de 3.000 °C.19



Es un material muy tenaz, especialmente en alguna de las aleaciones usadas para fabricar herramientas.



Relativamente dúctil. Con él se obtienen hilos delgados llamados alambres.



Es maleable. Se pueden obtener láminas delgadas llamadas hojalata. La hojalata es una lámina de acero, de entre 0,5 y 0,12 mm de espesor, recubierta, generalmente de forma electrolítica, por estaño.



Permite una buena mecanización en máquinas herramientas antes de recibir un tratamiento térmico.



Algunas composiciones y formas del acero mantienen mayor memoria, y se deforman al sobrepasar su límite elástico.



La dureza de los aceros varía entre la del hierro y la que se puede lograr mediante su aleación u otros procedimientos térmicos o químicos entre los cuales quizá el más conocido sea el templado del acero, aplicable a aceros con alto contenido en carbono, que permite, cuando es superficial, conservar un núcleo tenaz en la pieza que evite fracturas frágiles.



Se puede soldar con facilidad.



La corrosión es la mayor desventaja de los aceros ya que el hierro se oxida con suma facilidad incrementando su volumen y provocando grietas superficiales que posibilitan el progreso de la oxidación hasta que se consume la pieza por completo. Tradicionalmente los aceros se han venido protegiendo mediante tratamientos superficialesdiversos. Si bien existen aleaciones con resistencia a la corrosión mejorada como los aceros de construcción «corten» aptos para intemperie (en ciertos ambientes) o losaceros inoxidables.



Posee una alta conductividad eléctrica. Aunque depende de su composición es aproximadamente de20 3 · 106 S/m. En las líneas aéreas de alta tensión se utilizan

con frecuencia conductores de aluminio con alma de acero proporcionando éste último la resistencia mecánica necesaria para incrementar los vanos entre la torres y optimizar el coste de la instalación. Se utiliza para la fabricación de imanes permanentes artificiales, ya que una



pieza de acero imantada no pierde su imantación si no se la calienta hasta cierta temperatura. La magnetización artificial se hace por contacto, inducción o mediante procedimientos eléctricos. En lo que respecta al acero inoxidable, al acero inoxidable ferrítico sí se le pega el imán, pero al acero inoxidable austenítico no se le pega el imán ya que la fase del hierro conocida como austenita no

es

atraída

por

los

imanes.

Los

aceros

inoxidables

contienen

principalmente níquel y cromo en porcentajes del orden del 10 % además de algunos aleantes en menor proporción. 

Un aumento de la temperatura en un elemento de acero provoca un aumento en la longitud del mismo. Este aumento en la longitud puede valorarse por la expresión: δL = α δ t° L, siendo a el coeficiente de dilatación, que para el acero vale aproximadamente 1,2 · 10−5 (es decir α = 0,000012).

Normas para el acero En los últimos años, la producción del acero a nivel mundial ha tenido cambios significativos. Actualmente existen en el mercado nacional e internacional una gran variedad de tipos de acero que se usan profusamente en la industria de la construcción, naval, mecánica, petrolera y en diversas estructuras especiales, y que evolucionaron debido a las necesidades derivadas de los avances tecnológicos acelerados en los diversos campos de la ingeniería. En este capítulo se indican los tipos de acero que pueden utilizarse en estructuras diseñadas de acuerdo con las Especificaciones

del

Instituto

Mexicano

de

la

Construcción

en

Acero

(Especificaciones IMCA-2003), Normas Técnicas Complementarias del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal (NTC-RDF-2004) y las Specification for Structural

Steel

Buildings

del

American

Institute

of

Steel

Construction

(Especificaciones AISC 2005), así como los remaches, tornillos de alta resistencia, conectores de cortante para sistemas de piso compuestos acero-concreto, metales de aportación y fundentes para soldadura. Para los efectos de este manual, el término “acero estructural” se refiere a los elementos de acero que componen la estructura,

indispensable para soportar las cargas de diseño. El acero estructural consiste de los siguientes elementos: anclas, contraventeos y puntales, armaduras, bases, columnas, conectores de cortante, estructuras de soporte de tuberías, transportadores, largueros y polines, marquesinas, monorrieles, piezas de apoyo, tirantes, péndolas y colgantes, tornillos de alta resistencia de taller y de campo, vigas y trabes. Los aceros estructurales laminados en caliente, se producen en forma de placas, barras y perfiles de diversas formas. Las normas aprobadas por la ASTM para placas y perfiles laminados en caliente son A36, A529, A572, A242, A588, A709, A514, A852, A913 y A992. La norma A709 es especial, en ella se definen aceros convenientes para la construcción de puentes. ASTM A36. Esta norma es aplicable a una gran variedad de perfiles estructurales laminados en caliente y a placas de la misma calidad que aún están disponibles en el mercado mexicano. Tiene un esfuerzo de fluencia de 2 530 kg/cm2 (250 MPa, 36 ksi) y un esfuerzo mínimo de ruptura en tensión de 4 080 kg/cm2 a 5 620 kg/cm2 (400 a 550 MPa, 58 a 80 ksi), y su soldabilidad es adecuada. ASTM A529. El ASTM A529 se usa con mucha frecuencia en la construcción de edificios de acero, también es un grado de acero común en barras y perfiles (ángulos, canales de calidad estructural). El acero A529 básico incluye grado 50 para perfiles de los grupos 1 y 2 de la ASTM; placas hasta de una pulgada de grueso y 12 pulgadas de ancho (25x300 mm) y barras hasta de 2 1/2 in (64 mm) de grueso. Los esfuerzos Fy y Fu mínimos son 42 y 60-85 ksi (2 950 y 4 220 a 5 975 kg/cm2). ASTM A572. Este acero está disponible en varios grados dependiendo del tamaño del perfil y grueso de la placa. El grado 50, con Fy= 345 MPa o 50 ksi (3 515 kg/cm2 ) y Fu= 450 MPa o 65 ksi (4 570 kg/cm2) está disponible en todos los tamaños y espesores de placa hasta 100 mm (4 in) ASTM A992. El A992 es la adición más reciente (1998) de la lista de aceros estructurales en Estados Unidos. Se produjo para usarse en construcción de edificios, y está disponible solamente en perfiles tipo W. Para propósitos prácticos se trata de un acero A572 grado 50 con requisitos adicionales. Específicamente, además de un esfuerzo de fluencia mínimo especificado de 345 MPa o 50 ksi (3 515 kg/cm2), el A992 también proporciona un límite superior de Fy de 65 ksi (4 570 kg/cm2)

Conclusiones

-

Al paso de los años el acero va evolucionando, y se van usando profusamente en la industria de la construcción, naval, mecánica, petrolera y en diversas estructuras especiales

-

También sabemos que el acero no se hizo porque alguien lo quiso hacer si no que fue por una accidente de un experto en la fabricación de hierro

-

Hablar sobre el acero seria muy extensa y con mucha calidad, porque en nuestro país tenemos infinidad de materia prima del acero.

Recomendaciones

-

Que debemos saber qué tipo de acero debemos usar para cada tipo de construcción

-

También debemos hacer pruebas con ellos para saber si están normalizadas correctamente para que se puedan utilizar

-

Y también estar informado de las actualizaciones porque la tecnología avanza más y más cada vez