EL ACERO

INDICE GENERAL

ÍNDICE GENERAL 1

PRESENTACIÓN 2

INTRODUCCION 3

OBJETIVOS 3

1. EL ACERO 4

2. PROCESO DE FABRICACION 4

3. CLASIFICACIÓN DEL ACERO 5

4. FABRICAS EN EL PERÚ 6

5. DIMENCIONES DE VARILLAS DE ACERO 6

6. CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES 7

7. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ACERO 8

TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES INGENIERIA CIVIL II

TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES

PRESENTACIÓN

Este trabajo ha sido realizado por los estudiantes de la escuela profesional de ingeniería civil de la UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPAN, en el marco de un proyecto de enseñanza con el tema "EL ACERO ”.

Este proyecto de investigación está dirigido a los estudiantes de ingeniería civil, para tener conocimiento de las especificaciones técnicas, visita a obra, tipos y características del acero y diferentes temas abarcados en este informe.



INTRODUCCION

Durante la historia el hombre a tratado de mejorar sus materias primas para sus construcciones, añadiendo materiales orgánicos como inorgánicos, para obtener así los resultados ideales para sus diversas obras.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.

El ACERO, como material indispensable de refuerzo en las construcciones, es una aleación de hierro y carbono, en proporciones variables, y pueden llegar hasta el 2% de carbono, con el fin de mejorar algunas de sus propiedades, puede contener también otros elementos. Una de sus características es admitir el temple, con lo que aumenta su dureza y su flexibilidad.

En las décadas recientes, los ingenieros y arquitectos han estado pidiendo continuamente aceros cada vez más sofisticados, con propiedades de resistencia a la corrosión, aceros mas soldables y otros requisitos. La investigación llevada a cabo por la industria del acero durante este periodo ha conducido a la obtención de varios grupos de nuevos aceros que satisfacen muchos de los requisitos y existe ahora una amplia variedad cubierta gracias a las normas y especificaciones actuales.

Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribución. Antes del tratamiento térmico, la mayoría de los aceros son una mezcla de tres sustancias, Ferrita, Perlita y Cementita.

La Ferrita, blanda y dúctil, es hierro con pequeñas cantidades de carbono y otros elementos en disolución.La Cementita, es un compuesto de hierro con el 7% de carbono aproximadamente, es de gran dureza y muy quebradiza.La Perlita es una mezcla de ferrita y cementita, con una composición específica y una estructura característica, sus propiedades físicas con intermedias entre las de sus dos componentes.La resistencia y dureza de un acero que no ha sido tratado térmicamente depende de las proporciones de estos tres ingredientes, cuanto mayor es el contenido en carbono de un acero, menor es la cantidad de ferrita y mayor la de perlita: cuando el acero tiene un 0,8% de carbono, está por compuesto de perlita. El acero con cantidades de carbono aún mayores es una mezcla de perlita y cementita.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

ESTUDIO DE OBTENCIÓN Y PROPIEDADES DEL ACERO

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN EXISTENTE SOBRE EL ACERO Y PROCESOS DE FABRICACIÓN DEL ACERO

ANALIZAR LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO



EL ACERO

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.

El hierro puro es uno de los elementos del acero, por lo tanto consiste solamente de un tipo de átomos. No se encuentra libre en la naturaleza ya que químicamente reacciona con facilidad con el oxígeno del aire para formar óxido de hierro - herrumbre. El óxido se encuentra en cantidades significativas en el mineral de hierro, el cual es una concentración de óxido de hierro con impurezas y materiales térreos.

PROCESO DE FABRICACIÓN



CLASIFICACION

Según el modo de fabricación

Acero eléctrico.

Acero fundido.

Acero calmado.

Acero efervescente.

Acero fritado.

Según el modo de trabajarlo Acero moldeado. Acero laminado.

Según la composición y la estructura

Aceros ordinarios.

Aceros aleados o especiales.

Los aceros aleados o especiales contienen otros elementos, además de carbono, que modifican sus propiedades. Éstos se clasifican según su influencia:

Elementos que aumentan la dureza: fósforo, níquel, cobre, aluminio. En especial aquellos que conservan la dureza a elevadas temperaturas: titanio, vanadio, molibdeno, wolframio, cromo, manganeso y cobalto.

Elementos que limitan el crecimiento del tamaño de grano: aluminio, titanio y vanadio.

Elementos que determinan en la templabilidad: aumentan la templabilidad: manganeso, molibdeno, cromo, níquel y silicio. Disminuye la templabilidad: el cobalto.

Elementos que modifican la resistencia a la corrosión u oxidación: aumentan la resistencia a la oxidación: molibdeno y wolframio. Favorece la resistencia a la corrosión: el cromo.

Elementos que modifican las temperaturas críticas de transformación: Suben los puntos críticos: molibdeno, aluminio, silicio, vanadio, wolframio. Disminuyen las temperaturas críticas: cobre, níquel y manganeso. En el caso particular del cromo, se elevan los puntos críticos cuando el acero es de alto porcentaje de carbono pero los disminuye cuando el acero es de bajo contenido de carbono.

Según los usos

Acero para imanes o magnético.

Acero de corte Acero para muelles Acero autotemplado

Acero indeformable Acero refractario Acero de

construcción. Acero inoxidable

Acero de rodamiento Acero de corte rápido. Acero de

Herramientas



FABRICAS EN EL PERÚ

DIMENSIONES O DIAMETROS DE VARILLAS DE ACERO

Las varillas corrugadas de acero se utilizan como refuerzo en la construcción con concreto. Además de tener un papel fundamental en absorber los esfuerzos de tracción y torsión de la construcción.

Las varillas se pueden utilizar en la construcción de losas aligeradas de claros cortos, vigas, trabes, dalas, castillos, losas sólidas de claros cortos, castillos ahogados, elementos prefabricados, postes de concreto, acero adicional para viguetas, estribos, refuerzo horizontal en muros de mampostería (tipo escalerilla) y tubería de concreto.

Las varillas son barras de acero, generalmente de sección circular, con diámetros específicos a partir de un cuarto de pulgada y comercialmente disponibles hasta con diámetro de una pulgada.

Normalmente la superficie de estas varillas es corrugada (rebordes) que mejoran la adherencia a los materiales aglomerantes e inhiben el movimiento relativo longitudinal entre la varilla y el concreto que la rodea.

Las corrugaciones deben estar espaciadas a lo largo de la varilla a distancias sustancialmente uniformes. Las corrugaciones sobre los lados opuestos de las varillas deben ser similares en tamaño y forma.

VARILLAS



ESTANDARIZACIÓN

Barras de acero corrugadoLas características y diámetros de las barras de acero corrugado están normalizadas según las normativas de cada país. En España las regulan las normas (UNE 36068:2011- UNE 36065:2011 –UNE36811:1998). En Venezuela las barras de acero corrugado se conocen como cabillas y están reguladas por norma COVENIN.

CARACTERISTICAS DEL ACERO

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS:Color: Gris plateadoOlor: InodoroSabor: MetálicoEstado Físico: Duro y densoPunto de Fusión: 1808 K (1 535 °C)Ebullición: 3023 K (2 750 °C)Solubilidad: No es soluble Densidad: 7874 kg/m3, 7,87 g/cm 3 kg/m3

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS: 1) La Oxidación por el oxígeno del aire:2Fe + O2 --> 2FeO

2) Oxidación del Hierro por la humedad:2Fe + O2 + 2H2O --> 2Fe(OH)2,

¿COMPUESTOS QUE FORMA?

Los estados de oxidación más comunes son +2 y +3. Los óxidos de hierro más conocidos son el óxido de hierro (II) (FeO), el óxido de hierro (III), Fe2O3, y el óxido mixtoFe3O4. Forma asimismo numerosas sales y complejos en estos estados de oxidación. El hexacianoferrato (II) de hierro (III), usado en pinturas, se ha denominado azul de Prusia o azul de Turnbull; se pensaba que eran sustancias diferentes.

Se conocen compuestos en el estado de oxidación +4, +5 y +6, pero son poco comunes, y en el caso del +5, no está bien caracterizado. El ferrato de potasio (K2FeO4), en el que el hierro está en estado de oxidación +6, se emplea como oxidante. El estado desoxidación +4 se encuentra en unos pocos compuestos y también en algunos procesos enzimáticos.

Varios compuestos de hierro exhiben estados de oxidación extraños, como el tetracarbonilferrato disódico.2, Na2 [Fe(CO)4], que atendiendo a su fórmula empírica el hierro posee estado de oxidación -2 (el monóxido de



carbono que aparece como ligando no posee carga), que surge de la reacción del pentacarbonilhierrocon sodio.

CARACTERÍSTICAS DEL HIERRO

Conductividad eléctrica.- El hierro al ser un metal presenta la propiedad de conducir la corriente eléctrica, su conductividad es de 9,93·106 S/m. siendo utilizado gracias a dicha propiedad, en la construcción de electroimanes, bobinas y motores eléctricos, junto con el cobre, gracias a sus propiedades eléctricas.

Magnetismo.- Este metal presenta un alto grado de magnetismo, razón por la cual cuando un trozo de este metal es frotado con constancia, provoca que se imante el metal permanentemente.

Conductividad Térmica.-El hierro tiene una conductividad térmica de 80,2, (la conductividad térmica es la magnitud que poseen los diversos materiales para la conducción del calor). Es gracias a su conductividad térmica que a través de la historia se a utilizado en la fabricación de utensilios de cocina, como ollas para la cocción de los alimentos, y en la actualidad para la fabricación de mecheros, estufas, parrillas eléctricas, hornos eléctricos, sartenes y demás enceres de cocina así como diversos aparatos y herramientas que necesitan la conducción del calor, siendo idóneo este material también por la cualidad de conservar el calor por bastante tiempo.

Dureza.- Este metal es duro a temperatura ambiente, así como en temperaturas frías; tiene resistencia a diversas alteraciones físicas, tales como a las fuerzas de empuje, tracción, golpes, o a ser cortado. La dureza del hierro es mayor a la de la gran mayoría de los materiales orgánicos, como por ejemplo la madera o el hueso, así como de diversos minerales metálicos y no metálicos, aunque es menor a la de otros metales y aleaciones, así como a la de algunos minerales no metálicos como por ejemplo el diamante, siendo un metal más resistente a las mencionadas fuerzas, que otros metales como el cobre, el oro, la plata o el estaño, por mencionar algunos ejemplos. Siendo esa dureza lo que lo ha convertido en uno de los metales más utilizados desde su descubrimiento hace milenios, tanto en la fabricación de armas, como la de diversos utensilios y herramientas.

Maleabilidad.- El hierro es un metal, por tanto presenta la peculiaridad de ser maleable, pero esa maleabilidad depende bastante del grado de impurezas que contenga, por ejemplo el hierro colado presenta poca maleabilidad a temperatura ambiente, en cambio el hierro dulce es mucho más maleable.

Oxidación.- Este metal tiene un alto grado de oxidación, (la oxidación es la reacción química en la que un metal cede electrones), siendo el oxígeno el elemento con el que se oxida más fácilmente, aunque existen otros oxidantes del hierro como la bacteria teobasillus ferrooxidan.



VENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL

Alta resistencia: La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que será poco el peso de las estructuras, esto es de gran importancia en puentes de grandes claros.

Uniformidad: Las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el tiempo como es el caso de las estructuras de concreto reforzado.

Durabilidad: Si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado duraran indefinidamente. Ductilidad: La ductilidad es la propiedad que tiene un material de soportar grandes deformaciones

sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. La naturaleza dúctil de los aceros estructurales comunes les permite fluir localmente, evitando así fallas prematuras.

Tenacidad: Los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y ductilidad. La propiedad de un material para absorber energía en grandes cantidades se denomina tenacidad.

Otras ventajas importantes del acero estructural son: Gran facilidad para unir diversos miembros por medio de varios tipos de conectores como son la

soldadura, los tornillos y los remaches. Posibilidad de prefabricar los miembros de una estructura. Rapidez de montaje. Gran capacidad de laminarse y en gran cantidad de tamaños y formas. Resistencia a la fatiga. Posible rehuso después de desmontar una estructura.

DESVENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL

Costo de mantenimiento: La mayor parte de los aceros son susceptibles a la corrosión al estar expuestos al agua y al aire y, por consiguiente, deben pintarse periódicamente.

Costo de la protección contra el fuego. Aunque algunos miembros estructurales son incombustibles, sus resistencias se reducen considerablemente durante los incendios.

Susceptibilidad al pandeo: Entre más largos y esbeltos sean los miembros a compresión, mayor es el peligro de pandeo. Como se indicó previamente, el acero tiene una alta resistencia por unidad de peso, pero al utilizarse como columnas no resulta muy económico ya que debe usarse bastante material, solo para hacer más rígidas las columnas contra el posible pandeo.

"El acero estructural puede laminarse en forma económica en una gran variedad de formas y tamaños sin cambios apreciables en sus propiedades físicas. Generalmente los miembros estructurales más convenientes son aquellos con grandes momentos de inercia en relación con sus áreas. Los perfiles I, T y L tienen esta propiedad".



Documents

EL ACERO