PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS ACEROS

Comportamiento y propiedades mecánicas del acero

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS ACEROS

* Resistencia: es la oposición al cambio de forma y a la fuerzas externas que pueden presentarse como cargas son tracción, compresión, cizalle, flexión y torsión.

* Elasticidad: corresponde a la capacidad de un cuerpo para recobrar su forma al dejar de actuar la fuerza que lo ha deformado

* Plasticidad: es la capacidad de deformación de un metal sin que llegue a romperse si la deformación se produce por alargamiento se llama ductilidad y por compresión maleabilidad.

* Fragilidad: es la propiedad que expresa falta de plasticidad y por lo tanto tenacidad los metales frágiles se rompen en el límite elástico su rotura se produce cuando sobrepasa la carga del límite elástico.

* Tenacidad: 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 dilatación.

* Dureza: Es la propiedad que expresa el grado de deformación permanente que sufre un metal bajo la acción directa de una fuerza determinada. existen dos Dureza física y dureza técnica.

* Ductilidad: es la capacidad que tienen los materiales para sufrir deformaciones a tracción relativamente alta, hasta llegar al punto de fractura.

* Resilencia: Es la capacidad que presentan los materiales para absorber energía por unidad de volumen en la zona elástica.

Clasificación del acero estructural o de refuerzo:

El acero estructural, según su forma, se clasifica en:

a. PERFILES ESTRUCTURALES: Los perfiles estructurales son piezas de acero laminado cuya sección transversal puede ser en forma de I, H, T, canal o ángulo.

b. BARRAS: Las barras de acero estructural son piezas de acero laminado, cuya sección transversal puede ser circular, hexagonal o cuadrada en todos los tamaños.

c. PLANCHAS: Las planchas de acero estructural son productos planos de acero laminado en caliente con anchos de 203 mm y 219 mm, y espesores mayores de 5,8 mm y mayores de 4,5 mm, respectivamente.

Aceros para Hormigón – Acero de refuerzo para armaduras

- Barras corrugadas

- Alambrón

- Alambres trefilados ( lisos y corrugados)

- Mallas electro soldables de acero – Mallazo

- Armaduras básicas en celosía.

- Alambres, torzales y cordones para hormigón pretensado.

- Armaduras pasivas de acero

- Redondo liso para Hormigón Armado

- Aceros para estructuras en zonas de alto riesgo sísmico.

Para estructuras de hormigón se utilizan barras lisas y corrugadas, con diámetros que oscilan entre los 6mm y los 40mm, aunque lo común en una armadura de hormigón es que difícilmente superen los 32mm. Además el acero de refuerzo se utiliza en las mallas electro soldadas o mallazo constituidos por alambres de diámetros entre 4mm a 12mm.

Clasificación de acuerdo a su composición:

Acero carbonizado: es la aplicación de un recubrimiento de zinc a una lámina, solera, alambre o productos metálicos prefabricados de hierro o acero, para protegerlo contra muchos tipos de corrosión.

Acero inoxidable: son acero de alta aleación que contiene más del 10% de cromo. Se caracteriza por su resistencia al calor, a la oxidación y la corrosión. Resistencia a tensión, o límite de fluencia de los aceros usados en nuestro país.

Proceso constructivo de acero

Presentación Transcripta

1. INSTITUTO POLITECNICO ¨SANTIAGO MARIÑO¨ EXT. BARINASPROCESO CONSTRUCTIVO DE ESTRUCTURAS DE ACERO BACHILLER: ALCIDES J. SANTELIZ C; C.I.:13.842.402

2. EL ACERO, SU OBTENCION Y MATERIA PRIMA El hierro : Metal tenaz , dúctil y maleable, que funde a 1535 °C, es de color grisáceo y negruzco. Metal más importante del mundo ya que es la materia prima para la fabricación del acero. El acero : Metal que resulta de la mezcla de hierro y menos del 1.76% de carbono

3. El descubrimiento del hierro es el acontecimiento que marcó el punto de partida de la civilización actual. Aplicación de calor a altas temperaturas Etapa artesanal Hornos primitivos (hierro dulce) Obtención del hierro Altos hornos (hierro impuro o arrabio) Segundo proceso Etapa de fundición afinación ACERO

4. BREVE SEMBLANZA DE LA INDUSTRIA SIDERURGICA Henry Cort 1747 Pudelado: técnica fatigosa y de bajo rendimiento Henry Bessemer segunda mitad XIX Producción de acero a gran escala a precios competitivos Siemens-Martin 1864 Empleo de chatarra de acero Gillchrist Thomas 1876 Revestimientos refractarios básicos Horno de arco fines siglo XIX Gran capacidad de producción eléctrico Oxiconvertidores 1953 Adelanto más notable en la tecnología si de rúrgica La tendencia a nivel mundial busca mejorar los procesos tecnológicos y eficientar los sistemas de recolección de chatarra con el fin de reciclarla Tasa de re uso del acero (25 al 100% reciclado) Económico Menor contaminación Menor utilización de recursos naturales

5. GENERALIDADES DE LOS PROCESOS DE ACERACIONEl acero, es una aleación de hierro con un porcentaje de carbono inferior al1.76%.A partir de un arrabio cuya composición media es: Fe / 93 C / 4 Si / 0.5 – 2.0 Mn / 1 P / 2 - 0.1 S / 0.05Se desea obtener Fe / 98 C / 0.5 – 1.5 Si / 0 – 0.3 Mn / 0.3 – 0.6 P <0.5 S <0.05

6. En general el conjunto de procesos para convertir el arrabio en acero se denomina AFINO Oxigeno del aire (convertidores Bessemer y Thomas) Eliminar exceso de C Oxigeno puro Fase de oxidación e impurezas Si, Mn y P (oxiconvertidores) Oxido de hierro de laAfino chatarra (hornos Martin-Siemens y eléctricos) Fase de reducción Eliminar S y reducir el óxido de hierro

7. El afino para los aceros especiales requiere de las siguientes fases adicionales: Añaden elementos de aleación y Fase de dosificación completa el desoxidado del hierroAceros especiales Completa la eliminación de Fase de superafinado impurezas

8. PROPIEDADES DEL ACEROEl diagrama esfuerzo-deformación ofrece información necesaria para entendercomo se comporta el acero ante una condición de carga determinada.Esfuerzo de fluencia Límite de proporcionalidadDiagrama esfuerzo-deformación característico de un acero estructural con bajo contenido de carbono

9. El diagrama esfuerzo-deformación nos permite identificarel esfuerzo de fluencia, que es el para el proyectista lapropiedad del acero más importante en la etapa de diseñode estructuras.El análisis que resulta de dicha gráfica nos permitepredecir el comportamiento del acero y por tanto, formaparte del conjunto de factores que nos conducen a laelección del material idóneo para cada situación.

10. ACEROS ESTRUCTURALES MODERNOS Variación en el contenido Propiedades de carbono Estructurales Composición Adición de otros elementos •Soldabilidad química Si, Ni, Mn, Cu •Resistencia •Dureza Acero aleado •Ductilidad Endurecimiento del metal de maneraPropiedades Templado profunda obtenido al calentarlo y enfriarlo del acero rápidamente al sumergirlo en un líquido Tratamientos frío térmicos Calentamiento del metal a temperaturas Revenido elevadas prolongando su enfriamiento para que al efectuarse lentamente no engendre tensiones internas. Proceso de laminado Procesos mecánicos Estiramiento térmico

11. Resistencia Esfuerzo mínimo deDesignación Elementos especificada mínima Tipo de acero Usos recomendados fluencia *, Fy ende la ASTM resistentes a la tensión **. Fu klb/pulg2 en klb/pulg2 Puentes, edificios y otras 36 pero 32 si el Carbono 1.70 A 36 Al carbono estructuras atornilladas, soldadas espesor es mayor a 50 - 80 Mn 1 .65 o remachadas 8 plg A529 Al carbono Cu 0.60 Similar al A36 42 60 - 85 De alta resistencia y baja A441 Similar al A36 40 - 50 60 - 70 aleación Carbono Construcciones atornilladas, Manganeso De alta resistencia y baja soldadas o remachadas. No para A572 Columbio 42 - 65 60 - 80 aleación puentes soldados de acero con Vanadio Fy= 55 o mayores De alta resistencia, baja Cromo Construcciones atornilladas, A242 aleación y resistente a la . soldadas o remachadas, técnica 42 - 50 63 - 70 corrosión atmosférica Silicio de soldado muy importante De alta resistencia, baja Cobre Construcciones atornilladas y A588 aleación y resistente a la . 42 - 50 63 - 70 remachadas. corrosión atmosférica Niquel Construcción soldada, remachada o atornillada; principalmente para De baja aleación, A852 puentes y edificios soldados. 70 90 - 110 templado y revenido Técnica de soldado de importancia fundamental. Estructuras soldadas con mucha Aleados templados y Agentes aleantes atención a la técnica empleada; A514 90 - 100 100 - 130 revenidos en exceso no se use si la ductilidad es importante.

12. Aceros de ultraresistenciaSon aquellos que tienen altos niveles de esfuerzo de fluencia, suuso se recomienda en elementos sujetos a tensión.Cuanto mayor sea el límite de fluencia mayor será el precio delacero.Con el objeto de obtener ahorros en la construcción se recomienda unaconstrucción híbrida, que supone una combinación de aceros deultraresistencia y aceros de resistencia media.Factores que pueden conducir al uso de aceros de alta resistencia: Alta resistencia a la corrosión Ahorros en los costos de montaje, transporte y cimentaciones Reducción de las alturas de entrepisos Ahorro en la protección contra fuego

13. EL ACERO ESTRUCTURAL COMO MATERIAL DE CONSTRUCCION Si bien es cierto que en México siempre se ha edificado más con concreto reforzado que con acero estructural, hoy día este material tiene un lugar bien merecido en la industria de la construcción y resulta cada vez más común ver edificaciones de gran altura

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