acero 2016
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ACERO
Introducción a la Tecnología delos Materiales
Universidad Nacional de Tucumán
Facultad de Arte
Carrera de Diseño de interiores y Equipamientos
¿QUÉ ES EL ACERO? El Acero es básicamente unaaleación o combinación de Hierro
y Carbono (alrededor de 0,05%hasta menos de un 2%).
El Acero es básicamente Hierroaltamente refinado (más de un98%), su fabricación comienzacon la reducción de Hierro(producción de arrabio) el cual seconvierte más tarde en acero.
El Hierro puro es uno de los
elementos del Acero. No seencuentra libre en la naturalezaya que químicamente reaccionacon facilidad con el oxígeno delaire para formar óxido de hierro -herrumbre.
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El MATERIAL: HIERRONo se encuentra puro en la
naturalezaMetales aleados al hierro:Manganeso, Cromo, Tungsteno,Molibdeno, Vanadio
Productos siderúrgicos:
Hierro, Acero, Fundición
Productos industriales derivadosdel hierro: Acero, Fundiciones
Porcentaje Máximo de Carbono:
6,67 % = C Fe (carburo férrico)
Acero: 1,7 % de C
Fundiciones: 1,7 a 6,67 % de C
PROPIEDADES DE LOS METALES
Fusionabilidad
Forjabilidad
Maleabilidad
Fusionabilidad
Ductibilidad
Tenacidad
Facilidad al corte
Soldabilidad
Oxidabilidad
Color
Térmica
Eléctricas
Químicas
Dureza
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EL ACERO
Es una aleación de hierro y carbono a la que suelen añadirseotros elementos. Algunas aleaciones denominadas ‘hierros’contienen más carbono que algunos aceros comerciales.
DEFINICIÓN
EL HIERRO DE CRISOL ABIERTO Y EL HIERRO FORJADOcontienen un porcentaje de carbono de sólo unas centésimas. Losdistintos tipos de acero contienen entre el 0,04 y el 2,25% decarbono.
EL HIERRO COLADO, EL HIERRO COLADO MALEABLE Y ELARRABIO: Contienen entre un 2 y un 4% de carbono. Hay unaforma especial de hierro maleable que no contiene casi carbonoalguno.
LAS ALEACIONES DE HIERRO Y ACERO: Emplean un tipoespecial de aleaciones de hierro denominadas ferroaleaciones,que contienen entre un 20 y un 80% del elemento de aleación,que puede ser manganeso, silicio o cromo.
DEMOMINACION COMERCIAL DE LOS
PRODUCTOS SIDERURGICOS
HIERRO DE 1º FUSIÓN O ARRABIO
HIERROS PERFILADOS
ACEROS DULCES, ACEROS DE CONSTRUCCIÓN,
ACEROS LAMINADOS
ACEROS AL CARBONO O ACERO DE
HERRAMIENTAS
ACEROS ESPECIALES O DE ALEACIÓN
FUNDICIONES
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CLASIFICACIÓN DEL ACERO SUGUN SU ALEACIÓN
Se clasifican los diferentes tipos de acero de acuerdo a loselementos de aleación que producen distintos efectos en el
Acero
ACEROS AL CARBONO
ACEROS ALEADOS
ACEROS DE BAJA ALEACIÓN -ULTRARRESISTENTES
ACEROS INOXIDABLES
Mayor resistencia y dureza Mayor resistencia a los
impactos Aumento de la resistencia
al desgaste Aumento de la resistencia a
la corrosión Mejoramiento de
maquinabilidad Dureza al rojo (altas
temperaturas) Aumento de la profundidad
a la cual el acero puede serendurecido (penetración detemple)
EFECTOS DE LOSELEMENTOS DE
ALEACIÓN EN ACERO
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Contienen diferentescantidades de carbono,menos del 1,65% demanganeso, 0,60% desilicio y 0,60% de cobre.(máquinas, carrocerías deautomóvil, la mayor partede las estructuras deconstrucción de acero,
cascos de buques,somieres y horquillas)
ACEROS AL CARBONO
Estructurales
El contenido de la aleación varía desde0,25% a un 6%. Se emplean para diversaspartes de máquinas, tales como engranajes,ejes y palancas. estructuras de edificios,construcción de chasis de automóviles,puentes, barcos.
ParaHerramientas
Aceros de alta calidad que se emplean enherramientas para cortar y modelar metales yno-metales. Taladros, escariadores, fresas,terrajas y machos de roscar.
Especiales
Los Aceros de Aleación especiales son losaceros inoxidables y aquellos con porcentajemayor al 12% de cromo. Estos aceros degran dureza y alta resistencia a las altastemperaturas y a la corrosión. Turbinas devapor, engranajes, ejes y rodamientos.
Poseen vanadio y molibdeno además de cantidades mayores demanganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono. ACEROSINOXIDABLES, llevan cromo y níquel, entre otros elementos de aleación.
ACEROS ALEADOS
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Es la más reciente de lascuatro grandes clases deacero. Los aceros de bajaaleación son más baratos quelos aceros aleadosconvencionales, contienencantidades menores de loscostosos elementos dealeación.
Elevada resistencia debida al altratamiento especial quereciben. Se obtiene piezas másdelgadas sin disminuir suresistencia.
ACEROS DE BAJA ALEACIÓN ULTRARRESISTENTES
ACEROS INOXIDABLES
Aleación de acero con un mínimo del 10 % al 12 %de cromo contenido en masa. Otros metales que puedecontener por ejemplo son el molibdeno y el níquel.No es un revestimiento
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ACEROS INOXIDABLES
Mina a cielo abierto
OBTENCIÓN DEL MINERAL DE HIERRO
Mina subterránea
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ESQUEMA DE LOS MÉTODOS DE FABRICACIÓN DEFUNDICIÓNES Y ACEROS
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La reducción del mineral paraobtener arrabio, se realiza en
los Altos Hornos.Se cargan por capas losminerales de hierro, la caliza yel coque.La inyección de aireprecalentado a 1.000 ºC, facilitala combustión del coque,transformándolos en arrabio(hierro líquido) y en escoria.La colada, que consiste enextraer elementos acumulados
en el crisol. El arrabio estransportado en carros torpedoa la Acería de Convertidores alOxígeno; la escoria, separadadel arrabio por su menordensidad.
ALTO HORNO
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El arrabio producido en los altos hornos tiene la siguiente composición:un 92% de hierro, un 3 o 4% de carbono, entre 0,5 y 3% de silicio, del0,25% al 2,5% de manganeso, del 0,04 al 2% de fósforo y algunaspartículas de azufre
PROCESO DE CRISOL ABIERTO
PRODUCCIÓN Y REFINADO DEL ARRABIO
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El Templado Prolongado
El Martemplado
El Austemplado
Otros métodos de tratamiento térmico para endurecer el acero.
La Cementación La Carburización
La Cianurización
La Nitrurización
TRATAMIENTO TÉRMICO DEL ACERO
El objetivo de este proceso es controlar la cantidad, la forma,el tamaño y la distribución de las partículas de cementitacontenidas en la ferrita, que son las que determinan laspropiedades físicas del acero.
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TRATAMIENTOS DEL ACERO PARA MEJORAR SUSPROPIEDADES
Templado : Aumenta su dureza y resistencia.
Revenido: Consiste en calentar de nuevo el acero auna temperatura relativamente baja
Recocido: consiste en ablandar el acero, mejorar lascondiciones para su trabajo, eliminar tensiones internas,
mejorar su maquinabilidad.
Normalizado: Se emplea en los aceros al carbono,nunca en los aceros aleados o de herramientas.
TRATAMIENTOS TERMICOS
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La galvanotecnia, otra aplicación industrial electrolítica, se usapara depositar películas de metales preciosos en metales base.También se utiliza para depositar metales y aleaciones en piezasmetálicas que precisen un recubrimiento resistente y duradero
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
GALVANIZACIÓN
Proceso de recubrimiento de varias capas de la aleación dehierro y zinc.
Duración excepcional.
Resistencia mecánica elevada.
Protección integral de las piezas (interior y exteriormente).
Ausencia de mantenimiento.
Fácil de pintar .
CARACTERISTICAS
GALVANIZADO
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GALVANIZADO NIQUELADO
CROMADOCINCADO
PINTADOPAVONADO
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Electrocincado
Prepintado Cincalum
Galvanizado
TRATAMIENTO SUPERFICIALES AL ACERO
Alambrón
Barras para Molienda
Barras para hormigón
BARRAS
PRINCIPALES PRODUCTOS DE ACERO
SUB PRODUCTOSTUBULARES
Tubos Soldados Caliza
Rollos y Planchaslaminadas en Caliente
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PERFILES
Barras RedondasLisas
BarrasHexagonales
BarrasCalibradas
BarrasCuadradas
Barras CuadradasOrnamentales
BARRAS
Ángulos
Platinas
Tees
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FORMAS COMERCIALES DEL ACERO EN LACONSTRUCCIÓN (hierros elaborados)
Denominación e Ancho
Flejes < 4 mm 200 mm
Pletina 4 a 10 mm 200 mm
Plano ancho 6 a 20 mm 200 a 600 mm
Hierro en Angulo alas iguales 15 a 150 mm
Hierro en Angulo alas desiguales Desde 25 x 15 mm hasta 150 x 75 mm
Hierros en T (un ala) 20x 20 x 3 a 100 x 100 x 13 mm
Hierros en T ( ala ancha) 100 x 55 x 8 a 100 x 75 x 8 mm
Hierro doble T 80 a 500 mm de altura
Hierro Doble T ala ancha 140 x 140 x 8,5 a 200 x 200 x 10,5 mm
Hierros en U 80 a 300 mm
Hierros redondos 4,2 - 6 -8 -10 -12 – 14 –16 –18- 20
PLANCHAS
PlanchasLisas
PlanchasDesplegadas
PlanchasOnduladas
PlanchasPerforadas
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Planchas
Estampadaantideslizante
Chapa lisa enbobina
PLANCHAS
PlanchasLisa gruesas
PlanchasPlegada
trapezoidal
MALLAS PARA CERRAMIENTOS
Malla de alambre romboidal
Malla de Pletinas GalvanizadoValla chapa perforada
Cerramiento de panel hercules
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Cerramiento malla ondulada
Cerramiento metal desplegado
Cerramiento malla electrosoldada
Cerramiento hierro forjado
MALLAS PARA CERRAMIENTOS
Hierro que se trabaja a golpes,poniéndolo al rojo y enfriándolosucesivamente; resiste el óxido ypuede soldarse con facilidad.
El hierro forjado ha sido obtenido apartir del mineral de hierro calentado aaltas temperaturas en una forja. Seprocede a golpearlo, en un proceso enel que se buscaba eliminar lasimpurezas y escorias contenidas en elmineral.
Tiene bajo contenido de carbono (entre0,05% y 0,25%), siendo una de las
variedades, de uso comercial, con máspureza en hierro. Es duro, maleable y fácilmente aleable
con otros metales, sin embargo esrelativamente frágil, y poco apto paraser utilizado en la confección deláminas.
HIERRO FORJADO
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Producto obtenido de la primera fusión
del hierro en los altos hornos, quecontiene más carbono que el acero o queel hierro forjado y se rompe con mayorfacilidad. La composición típica paraobtener una microestructura grafítica esde 2.5 a 4% de carbono y de 1 a 3% desilicio, el silicio juega un papel importanteen diferenciar a la fundición gris de lafundición blanca
HIERRO FUNDIDO/HIERRO DULCE/HIERRO SUAVE
MEDIOS DE VINCULACIÓN EN ACERO
Medios de
Vinculación
No desmontables
Desmontables
Roblonado
Soldadura
Atornillado
Plegado
Pegado
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Unión Abulonada
UNIONES FIJAS
Unión Soldada
UNIONES DESMONTABLES
Bulón con tuerca
Tornillo con rosca en rosca
Tornillo autoperforante
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Unión Remachada
UNIONES DESMONTABLES
Unión con pasador
Unión PlegadaUnión pegada
POR PRESIÓN
Soldadura por presión
soldadura por resistencia
Soldadura por fragua
Soldadura por fricción
Soldadura por ultrasonidos
PORFUSIÓN
Arco
Electrodorecubierto TIG
Electrodo noconsumible Con
material deaporte
Ordinaria
Blanda
Proteccióngaseosa MIG
Electrodoconsumible
Fundente enpolvo
Dura Aluminotermia
Haz de partículas
Por gas oxiacetilénica Autógena
TIPOS DE SOLDADURA
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Soldadura por Resistencia
Soldadura por Fragua
Soldadura por Fricción
TIPOS DE SOLDADURA POR PRESIÓN
Soldadura por Ultrasonido Soldadura por Fricción
Soldadura arco eléctrico
Soldadura con fundente en polvoSoldadura aluminotérmica
TIPOS DE SOLDADURA POR FUSION
Soldadura Oxiacetilénica
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CORROSIÓNLa oxidación del hierro, que consiste enuna compleja reacción química en la queel hierro se combina con oxígeno y aguapara formar óxido de hierro hidratado. Esteóxido, conocido como orín o herrumbre, esun sólido que mantiene la misma formageneral que el metal del que se haformado, pero con un aspecto poroso, algomás voluminoso, y relativamente débil yquebradizo.
Hay tres métodos para evitar laoxidación del hierro :
(1)Mediante aleaciones del hierro que loconvierten en químicamente resistentea la corrosión
(2)Impregnándolo con materiales quereaccionen a las sustancias corrosivasmás fácilmente que el hierro, quedandoéste protegido al consumirse aquéllas
(3)Recubriéndolo con una capaimpermeable que impida el contactocon el aire y el agua.
PROTECCIÓN DEL ACERO
Fe2
O3
+ 3 H2 O (oxido férrico hidratado )
El ACERO EN EL INCENDIO
Dispositivos de protección Ignifugaa) Pinturas Protectoras
b) Envoltorios con materiales aislantes
c) Rellenos absorventes o enfriadores
Perfiles doble T recubiertoscon hormigón
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APLICACIONES AL DISEÑO
ARTESANAL
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BIOMBO ESCALERA CARACOL
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APLICACIONES AL DISEÑO
INDUSTRIAL
SILLAS
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BANCOS
MESAS
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ARTEFACTOS SANITARIOS
ARTEFACTOS
SANITARIOS
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GRIFERIA
AMOBLAMIENTO
DE COCINAS
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ACCESORIOS DECOCINASBACHAS
INTERIORES
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ESCALERAS
BIBLIOGRAFIA:
LIBROS:1. ARCOS, J. – Materiales Básicos de la Construcción- Ed. Artes Gráficas Gala.
2. Biblioteca ATRIUM DE LA CONSTRUCCIÓN. Ed. Ocean / Centrum T 1,2,3 4y 5
3. CONRAN, T.- La Casa : Diseño e interiorismo –Ed. Blume
4. PASMAN, M.-Materiales de la construcción- Ed. Cesarini Hos.
PAG. WEB
PAG. WEB de SIDERAR