Aplicaciones del acero

APLICACIONES DEL ACERO.

MARTÍNEZ DELGADO JULIÁN

PASSOS GRANADOS DANNY

VÁSQUEZ SEBASTIÁN

ZULUAGA HENAO LINA

DOCENTE:

JORGE HERNANDO ACEVEDO

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

FACULTAD DE INGENIERÍA

MEDELLÍN - ANTIOQUIA

2014.

Índice.

1. Introducción ………………………………………………………3

2. Historia Del Acero ………………………………………………..4

3. Definición Y Clasificación Del Acero……………………...…....6

3.1. Definición………………………………………………..........6

3.2. Clasificación…………………………………………………..6

3.2.1. Acero No Aleado………………………………………6

3.2.2. Acero Aleado…………………………………………..7

3.2.3. Acero Tenaz…………………………………………...7

3.2.4. Acero Estructural ……………………………………..7

3.2.5. Acero Para Cables De Puentes……………………...8

3.2.6. Revestimiento De Acero ……………………………..8

3.2.7. Acero De Raíles O Tranvía …………………………..9

4. Aplicaciones Del Acero ……………………………………..…...10

4.1. Puentes ……………………………………………………….11

4.2. Estructuras …………………………………………………...13

5. Ventajas Y Desventajas Del Acero…………………….............16

6. Conclusiones………………………………………………………17

7. Anexos……………………………………………………………..18

8. Referencia Bibliográfica.…………………….……………………19

1. INTRODUCCIÓN.

A lo largo de la historia, desde su aparición en la tierra el hombre siempre ha buscado la manera de suplir sus necesidades ayudándose de los materiales que lo rodean para poder así ir modificando su entorno a su favor.

Desde el inicio el hombre utilizo todos los materiales disponibles en su entorno: piedras, palos, huesos, ramas… para fabricar todo tipo de armas o herramientas y también la construcción de casas a partir de barro y piedras, de aquí en adelante el ser humano empieza su recorrido en la búsqueda de materiales cada vez mas actos para sus necesidades pasando de construir casas a base de barro a edificaciones con estructuras de vigas de acero.

Actualmente el hombre cuenta con una gran gamma de materiales a su disposición pero sin lugar a duda el acero ha jugado un rol muy importante en el desarrollo de este, debido que es uno de los materiales de fabricación y construcción mas versátil y utilizado porque posee un precio relativamente bajo y además cuanta con unas excelentes propiedades físicas, mecánicas y químicas que pueden ser modificadas según su necesidad.

2. HISTORIA DEL ACERO.

La fecha en que se descubrió la técnica de fundir el mineral de hierro no es conocida con exactitud. Los primeros artefactos encontrados por arqueólogos datan del año 3.000 A. de C. en Egipto. Sin embargo, los griegos a través de un tratamiento térmico, endurecían armas de hierro hacia el 1.000 A. de C.

Los primeros artesanos en trabajar el hierro, producían aleaciones que hoy se clasificarían como hierro forjado, esto mediante una técnica que implicaba calentar una masa de mineral de hierro y carbón vegetal en un gran horno con tiro forzado, de esta manera se reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro metálico llena de una escoria de impurezas metálicas, junto con cenizas de carbón vegetal. Esta esponja de hierro se retiraba mientras permanecía incandescente, dándole fuertes golpes con pesados martillos para poder expulsar la escoria y soldar el hierro. Ocasionalmente esta técnica de fabricación, producía accidentalmente auténtico acero en lugar de hierros forjado.

Eventualmente los artesanos que trabajaban el hierro aprendieron a fabricar acero con hierro forjado y carbón vegetal en recipientes de arcilla durante varios días, con lo que el hierro absorbía suficiente carbono para convertirse en acero real.

A partir del siglo XIV el tamaño de los hornos para la fundición aumentó considerablemente, al igual que el tiro para forzar el paso de los gases de combustión para carga o mezcla de materias primas.

En estos hornos de mayor tamaño el mineral de hierro de la parte superior del horno se reducía a hierro metálico y a continuación absorbía más carbono como resultado de los gases que lo atravesaban. El producto de estos hornos era el llamado arrabio, una aleación que funde a una temperatura menor que el acero o el hierro forjado. El arrabio se refinaba después para fabricar acero.

La actual producción de acero emplea altos hornos que son modelos perfeccionados de los usados antiguamente. El proceso de refinado del arrabio mediante chorros de aire se debe al inventor británico Henry Bessemer, que en 1855 desarrolló el horno o convertidor que lleva su nombre. Desde la década de 1960 funcionan varios mini hornos que emplean electricidad para producir acero a partir de chatarra. Sin embargo, las grandes instalaciones de altos hornos continúan siendo esenciales para producir acero a partir de mineral de hierro.

Hoy en día los arquitectos realizan sus diseños contemplando el uso intensivo del acero, tratando de crear nuevas formas y lograr volúmenes a la vez caprichosos y funcionales. Toman las bondades del metal como un reto para su imaginación. Si algunas veces llegan al límite de la creatividad al proyectar y construir enormes rascacielos con el acero como material principal, en otras ocasiones debe recurrir al acero por necesidad, como en la construcción de enormes puentes requeridos para superar obstáculos naturales.

Más allá de la monumentalidad, en sus aplicaciones para la industria de la construcción el acero es un material cotidiano, versátil y amigable, que cada día encuentra nuevos y variados usos a partir del desarrollo de productos con propiedades mejoradas, acabados y formas diferentes, nuevas aleaciones y recubrimientos.

3. DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DEL ACERO.

3.1. Definición:

El Acero es básicamente una aleación o combinación de hierro y carbono (alrededor de 0,05% hasta menos de un 2%). Algunas veces otros elementos de aleación específicos tales como el Cr (Cromo) o Ni (Níquel) se agregan con propósitos determinados.

Ya que el acero es básicamente hierro altamente refinado (más de un 98%), su fabricación comienza con la reducción de hierro (producción de arrabio) el cual se convierte más tarde en acero.

3.2. Clasificación Del Acero:

3.2.1. Acero No Aleado:

Este es el acero que más abunda en Edificación e Ingeniería civil.

Composición:

• 1.6% C.

• Baja cantidad de Mn, Silicio, azufre y fósforo.

• El azufre y fósforo son impurezas. Su cantidad ha de ser < 0.05%.

• Manganeso (Mn), < 1.6%: le da resistencia y pasa a ser un material dúctil a temperaturas bajas.

• Silicio: mejora la resistencia, Cantidad ha de ser < 0.6% porque puede ocurrir la fragilidad (Fe3C).

Muchos aceros contienen: 0.2-0.3 % C; 0.3- 0.5% silicio; 0.5-1.0% Mn, pero presentan deficiencias como:

• Baja dureza y por debajo de 21ºC es un material frágil.

• Bajo límite elástico

• Baja resistencia a la corrosión

• La dureza, puede prever de una catástrofe producida por una concentración de tensiones puntuales. Coste por el material y transporte (debido al peso) aumentan con aceros de bajo límite elástico, por la necesidad de piezas de dimensiones grandes. Los costes de mantenimiento se reducirán si el acero no se oxida. Se puede mejorar: pintando, recubrimiento metálico, protección catódica, añadiendo la aleación Cobre o Cromo (el coste de estos aceros es de un 20%, pero no necesita mantenimiento).

3.2.2. Acero Aleado:

Unión íntima entre dos o más metales en mezcla homogénea): <= 1.6% C, >= 0.6 % silicio, >= 1.6 % manganeso, + algún otro elemento, entre los cuales está: E cobre y el cromo mejoran la corrosión del acero. Un acero con >= 12% Cr, es un acero inoxidable.

• A cantidades altas de Ni y Mn: acero austenítico (resistencia alta y ductilidad) a todas las temperaturas.

• Aceros con >= %12 Cr, y >= 7% Ni, forman el grupo de acero inoxidable austenítico.

• Pequeñas cantidades de Vanadium hace formar cristales muy pequeños en la microestructura, consiguiendo mejores propiedades.

3.2.3. Acero Tenaz:

Alta capacidad de absorber energía si se reduce la cantidad de C o aumenta

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