El Acero

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA DE MARACAIBO

INGENIERÍA EN CONSTRUCCIÓN CIVIL

ACERO Y MADERA

EL ACERO

REALIZADO POR:

T.S.U. Colina, Pedro

C.I. 9.725.981

T.S.U. Alter, Sonia

C.I. 7.893.944

DOCENTE:

Ing. Wilmer Salas

Maracaibo, Julio, 2013

EL ACERO

INTRODUCCIÓN

1.- ORIGEN DEL ACERO

2.- COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ACERO

3.- CLASIFICACIÓN DEL ACERO

4.- PROPIEDADES FÍSICAS DEL ACERO

5.- PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO

6.- USOS Y APLICACIONES DEL ACERO

7.- JUNTAS EN ACERO

7.1.- SOLDADAS

7.2.- APERNADAS

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

INTRODUCCION

Al hablar de acero, lo primero que aparece en la mente es una aleación de hierro y carbono que, de acuerdo a su tratamiento y a las proporciones, puede adquirir distinta resistencia, elasticidad y dureza

A través de la historia el hombre a tratado de mejorar las materias primas, añadiendo materiales tanto orgánicos como inorgánicos, para obtener los resultados ideales para las diversas construcciones.

Dado el caso de que los materiales más usados en la construcción no se encuentran en la naturaleza en estado puro, por lo que para su empleo hay que someterlos a una serie de operaciones metalúrgicas cuyo fin es separar el metal de las impurezas u otros minerales que lo acompañen. Pero esto no basta para alcanzar las condiciones optimas, entonces para que los metales tengan buenos resultados, se someten a ciertos tratamientos con el fin de hacer una aleación que reúna una serie de propiedades que los hagan aptos para adoptar sus formas futuras y ser capaces de soportar los esfuerzos a los que van a estar sometidos.

Acero es la denominación que comúnmente se le da, en ingeniería metalúrgica, a una aleación de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,03% y el 1,76% en peso de su composición, dependiendo del grado. Si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,0% se producen fundiciones que, en oposición al acero, son mucho más frágiles y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas.

No se debe confundir el acero con el hierro, que es un metal relativamente duro y tenaz, con diámetro atómico (dA) de 2,48 Å, con temperatura de fusión de 1.535 °C y punto de ebullición 2.740 °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. 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 1,76%, 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.

1.- ORIGEN DEL ACERO

No se conoce con exactitud la fecha en que se descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para producir un metal susceptible de ser utilizado. Los primeros utensilios de hierro descubierto por los arqueólogos en Egipto datan del año 3000 a.C., y se sabe que antes de esa época se empleaban adornos de hierro. Los griegos ya conocían hacia el 1000 a.C. la técnica, de cierta complejidad, para endurecer armas de hierro mediante tratamiento térmico.

Aunque en la antigüedad fue usado eventual y accidentalmente como elemento de trabazón, el hierro no es usado como material propio de la construcción hasta el siglo XVII. Durante el período gótico y el Renacimiento se le encuentra como material complementario de componentes de madera (clavos y herrajes hechos en forma manual) y en la construcción de algunas máquinas y herramientas que facilitaron tanto la elaboración como el montaje de los elementos y partes de las construcciones. El hierro fundido se usa en función de su alta resistencia a la compresión pero su escasa capacidad de tomar esfuerzos de flexión debido a su fragilidad, limitan su aplicación en elementos mayores en la arquitectura. En una segunda fase de su uso es en la sustitución de estructuras o partes sometidas a compresión, como el pilar y el arco. Un ejemplo del uso temprano de elementos aislados de hierro son las columnas que sostienen la campana de las cocinas del Monasterio de Santa María de Alcobaza, en Portugal, construidas en 1752. Comenta A. Montealegre que existen pocas excepciones a lo anterior, como “el uso que hace Vasari en los Ufizi para refuerzo en los pisos superiores, consiguiendo con ello un aligeramiento de la fachada y mayor transparencia e iluminación”. Por su parte, Claude Perrault y Charles Le Brun utilizan refuerzos de hierro en la columnata del Louvre (1670). Ambos ejemplos ponen de manifiesto los atributos del material y los aportes que han representado el hierro y el acero a la arquitectura y la construcción hasta el presente.

Poca o ninguna expresión en la arquitectura o la estructura es conocida del período, sin embargo, se hace presente en elementos ornamentales y de cerramientos, como rejas, protecciones, algunas de notable factura y complejo diseño.

Por otra parte, el sistema de cañerías de hierro fundido que surte las fuentes de los Jardines de Versalles construido a fines del siglo XVII y que sigue operativo hasta nuestros días, habla del desarrollo incipiente de una tecnología que impactará fuertemente en la arquitectura, la ingeniería y la construcción a partir de los siglos XVIII y XIX.

Luego de un intento fallido de construir un puente en hierro sobre el Ródano en 1755, limitado por la imposibilidad de fundir piezas de las dimensiones requeridas, se construye el primer puente sobre el río Severn, en Coalbrookdale, Shropshire, Inglaterra, en 1775. Reconocido como el primer puente estructurado en hierro, el Iron Bridge salva una luz de 30m y fue construido en dos medios arcos compuestos de 15m cada uno de hierro fundido cuyo concepto estructural se acerca más a la madera que al acero: la mayor parte de sus elementos estructurales están comprimidos y sus elaborados y complejos sistemas de uniones recuerdan mucho a los sistemas de caja y espiga propios de las uniones de elementos estructurales de madera.

El desarrollo del ferrocarril, que se inicia en las faenas mineras con rieles de madera a los que se les agregaba guías de hierro colado en las curvas para evitar que se salieran del carril, es un campo fértil para el uso del ingenio y del hierro. Con el tiempo, las huellas completas fueron elaboradas en hierro con una pestaña para conservar el curso de los carros, relegando a la madera a los durmientes que estabilizan las vías. A fines del siglo XVII el ingeniero John Smeaton concibe la idea -sada hasta el presente- de trasladar la pestaña del riel a la rueda. Por la misma época, se introducen los rieles de hierro colado.

Poco a poco se avanza en el uso del hierro en la construcción, en parte como respuesta a los riesgos de incendios de las estructuras de madera de la naciente industria. Un ejemplo destacado de este reemplazo es el Edificio de la Bolsa de Comercio de París. Esta búsqueda de la incombustibilidad resulta paradojal si se la contrasta con la preocupación actual de proteger las estructuras metálicas contra los efectos del fuego. Originalmente conocida como la Halle au Blé, cuyo domo se pierde en un incendio a principios del siglo XIX, la cúpula del edificio es reconstruida en hierro en 1811. En 1888 se transforma en Bolsa de Comercio.

2.- COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ACERO

Acero es una aleación de hierro y carbono que contiene otros elementos de aleación, los cuales le confieren propiedades mecánicas especificas para su utilización en la industria. Aunque el Carbono es el elemento básico a añadir al Hierro, los otros elementos, según su porcentaje, ofrecen características específicas para determinadas aplicaciones.

COMPONENTES:

• Aluminio - Al: EL Aluminio es usado principalmente como desoxidante en la elaboración de acero. También reduce el crecimiento del grano al formar óxidos y nitruros.

• Azufre - S: El Azufre se considera como un elemento perjudicial en las aleaciones de acero, una impureza. Sin embargo, en ocasiones se agrega hasta 0.25% de azufre para mejorar la maquinabilidad. Los aceros altos en azufre son difíciles de soldar.

• Carbono – C: Es el elemento de aleación más efectivo, eficiente y de bajo costo. En aceros enfriados lentamente, el carbón forma carburo de hierro y cementita, la cual con la ferrita forma a su vez la perlita. Cuando el acero se enfría más rápidamente, el acero al

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