los aceros son aleaciones de hierro

8/18/2019 Los Aceros Son Aleaciones de Hierro

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Los aceros son aleaciones de hierro-carbono forjables, con porcentajes de carbono variablesentre 0,008 y 2,14%. Se disting en de las f ndiciones , ta!bi"n aleaciones de hierro ycarbono , en # e "stas tienen na proporci$n de carbono # e p ede variar entre 0. % y2.0%, a n# e la !ayor&a de las f ndiciones co!erciales no s peran el 1.8% de carbono. '

partir del 2 % de carbono la aleaci$n se deno!ina arrabio o f ndici$n.

La diferencia f nda!ental entre a!bos !ateriales es # e los aceros son, por sd ctilidad , f(cil!ente defor!ables en caliente tili)ando forjado , la!inaci$n oe*tr si$n , !ientras # e las f ndiciones son fr(giles y se fabrican general!ente por f ndici$n .

'de!(s de los co!ponentes principales indicados, los aceros incorporan otrosele!entos # &!icos . 'lg nos son perj diciales + !p re)as y provienen de la chatarra ,el !ineral o el co!b stible e!pleado en el proceso de fabricaci$n es el caso del a) frey el f$sforo . /tros se a aden intencional!ente para la !ejora de alg na de las

caracter&sticas del acero + 'leantes p eden tili)arse para incre!entar la resistencia, lad ctilidad , la d re)a , etc"tera, o para facilitar alg n proceso de fabricaci$n co!o p edeser el !ecani)ado . le!entos habit ales para estos fines son el n el, el cro!o , el!olibdeno y otros.

La densidad pro!edio del acero es 38 0 g5!6.

7ara s so en constr cci$n , el acero se distrib ye en perfiles , siendo "stos de diferentescaracter&sticas seg n s for!a y di!ensiones y debi"ndose sar espec&fica!ente para

na f nci$n concreta, ya sean vigas o pilares .

o!posici$n del acero

La estr ct ra del acero se co!pone de na !e)cla de fases, con diversas propiedades!ec(nicas. Las proporciones de estas fases y s s co!posiciones ser(n deter!inantes delco!porta!iento de este !aterial.

9ases de e# ilibrio

:iagra!a de fase hierro-carbono +9e- , per!ite vis ali)ar les condiciones dee*istencia de las fases # e confor!an el acero

stas fases se obtienen a te!perat ra a!biente !ediante el enfria!iento lento de nacero. Las principales son;

La 9errita +< es blanda y d ctil. S estr ct ra es c bica centrada en el c erpo, esestable hasta los 321 =

La ' stenita +> es la !(s d ctil de las fases del diagra!a 9e-9e6 .

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La ce!entita +9e6 es n co!p esto inter!et(lico de f$r! la 9e6 , con n contenido decarbono de ?,?3%, es d ra y fr(gil.

La 7erlita es el !icroconstit yente e tectoide # e se for!a a los 323 = a partir dea stenita con 0.33 % de carbono. s na !e)cla bif(sica de ferrita y ce!entita de

!orfolog&a la!inar. S s propiedades !ec(nicas ser(n inter!edias entre la ferrita blanda yla ce!entita d ra # e la co!pone.

s el !aterial estr ct ral !(s sado para constr cci$n de estr ct ras en el ! ndo. sf nda!ental!ente na aleaci$n de hierro +!&ni!o @8 % , con contenidos de carbono!enores del 1 % y otras pe# e as cantidades de !inerales co!o !anganeso, para !ejorar s resistencia, y f$sforo, a) fre, s&lice y vanadio para !ejorar s soldabilidad y resistencia ala inte!perie. s n !aterial sado para la constr cci$n de estr ct ras, de gran resistencia,

prod cido a partir de !ateriales ! y ab ndantes en la nat rale)a. ntre s s ventajas est( lagran resistencia a tensi$n y co!presi$n y el costo ra)onable.

' pesar de la s sceptibilidad al f ego y a la inte!perie es el !aterial estr ct ral !(s sado, por s ab ndancia, facilidad de ensa!blaje y costo ra)onable en olo!bia s !ayor soco!o !aterial estr ct ral ha correspondido a las varillas sadas en el concreto refor)ado ya los perfiles livianos sados en estr ct ras de techos.

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Las aplicaciones co! nes del acero estr ct ral en la constr cci$n incl yen perfilesestr ct rales de secciones; , A, L, B, C, , 0, sadas en edificios e instalaciones paraind strias cables para p entes colgantes, atirantados y concreto preesfor)ado varillas y!allas electrosoldadas para el concreto refor)ado l(!inas plegadas sadas para techos y

pisos.

o!o el acero tiene propiedades pr(ctica!ente id"nticas a tensi$n y co!presi$n, por ellos resistencia se controla !ediante el ensayo de probetas pe# e as a tensi$n. Los ele!entosde acero p eden nirse f(cil!ente, !ediante soldad ra, pernos o re!aches.

9ig ra 6.2; secciones co!erciales del acero estr ct ral, to!ado de Dhite, ref. 18

La EfatigaF p ede red cir la resistencia del acero a largo pla)o, c ando se lo so!ete a grann !ero de ca!bios de esf er)os y a n fallarlo fr(gil!ente, por lo # e en estos casos debenli!itarse los esf er)os !(*i!os. l acero !(s co! n!ente sado es el deno!inado '-6?,


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# e tiene n n p nto fl encia de 6?000 psi +2 60 gf5c!2 , a n# e !oderna!ente latendencia es hacia n acero de resistencia s perior, el '- 32 de p nto de fl encia de 0.000

psi.

Las caracter&sticas estr ct rales del acero estr ct ral tipo '-6? se p eden apreciar en lasc rvas Eesf er)o-defor!aci$n nitariaF a tensi$n, !ostradas. n ella se ! estran, ta!bi"n,

los aceros estr ct rales ' 32 y '-6? fabricados por 'cer&as de aldas +' 'S' en la

regi$n.

Figura 3.3: curvas esfuerzo-deformación en aceros estructurales, adaptada de White, ref. 18

n la fig ra se p eden ver varias )onas;

Gn comportamiento elástico hasta n esf er)o alto. Se aplican las relaciones lineales entreel esf er)o y la defor!aci$n, definidas por la Beor&a de la lasticidad. Los par(!etros

b(sicos son el sf er)o de 9l encia +f y y la defor!aci$n nitaria de fl encia + y .

Gna )ona de comportamiento plástico , en la c al el esf er)o per!anece pr(ctica!enteconstante, pero a !enta contin a!ente la defor!aci$n nitaria.

Gn punto de falla o de ruptura . La defor!aci$n nitaria en la falla es de 0,20 +c rvainferior de la fig ra para el acero estr ct ral sado corriente!ente en la constr cci$n deestr ct ras.

Los aceros de "alta resistencia" co!o los sados para los cables de preesfor)ado +fig.2.@ parte alta y aceros especiales, no presentan la fl encia definida # e se ! estra en la fig ra para los aceros tipo '-6? +c rva inferior de la fig ra , ni tienen el grado de d ctilidad delacero estr ct ral. n ellos, el esfuerzo de fluencia no se presenta tan claro co!o en los tipo'-6? y debe definirse. l acero para preesfor)ado tiene la resistencia !(s alta de las


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!ostradas; f p H 240 si +240.000 psi H 13. 00 gf5c! 2 . S co!porta!iento p edeco!pararse con el de los pl(sticos refor)ados con fibras +9I7 # e se ! estra en la fig ra2.22 de este cap&t lo.

La defor!aci$n del acero a partir de la fl encia es deno!inada ductilidad . sta es nac alidad ! y i!portante en el acero co!o !aterial estr ct ral y es la base de los !"todosde dise o pl(stico. 7er!ite, # e la estr ct ra absorba grandes cantidades de energ&a pordefor!aci$n, circ nstancia ! y i!portante en )onas s&s!icas, en las c ales es necesario# e la estr ct ra libere la energ&a introd cida en s base por los terre!otos.

l J$d lo de lasticidad es pr(ctica!ente independiente del tipo de acero est( alrededorde 2000000 gf5c! 2.

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