MATERIALES DE CONSTRUCCION:

3.1 ¿Cuál es la composición química del acero? ¿Cuál es el efecto del carbono sobre las propiedades mecánicas del acero?

3.4 ¿Cuál es el porcentaje máximo típico de carbono en el acero utilizado en las estructuras?

Los porcentajes para los aceros estructurales con un contenido de carbono comprendido entre el 0,15 y el 0,25 por ciento.

3.6 Explique brevemente cuatro métodos de tratamiento térmico que permiten mejorar las propiedades del acero. ¿Cuáles son las ventajas de cada uno de los tratamientos?

En el grafico se muestran los 4 métodos de tratamiento térmico:

RECOCIDO:

El objetivo del recocido es refinar el grano, ablandar el acero, eliminar tensiones internas, eliminar gases, incrementar la ductilidad y la tenacidad, y modificar las propiedades eléctricas y magnéticas.

Pueden realizarse cuatro tipos de recocido dependiendo del resultado deseado del tratamiento térmico:

El recocido completo El acero obtenido será blando y dúctil.

El recocido intermedio el único cambio que se produce es un refinamiento del tamaño, la forma y la distribución de la estructura granular.

El recocido de distensión se emplea para reducir las tensiones residuales en los elementos fundidos, soldados y trabajados en frío, y en los componentes conformados en frío.

La esferoidización es un proceso de recocido utilizado para mejorar la capacidad demecanizar o trabajar en frío el acero con alto contenido de carbono (es decir, más de un 0,6% de carbono). También mejora la resistencia a la abrasión

Normalización:

La normalización es similar al recocido con una ligera diferencia en la temperatura y enla velocidad de enfriamiento. Sin embargo, puesto que la velocidad de enfriamiento es mayor que la utilizada para el recocido completo, la velocidad de enfriamiento de componentes con espesores variables hace que esos componentes normalizados tengan menos uniformidad que la que puede conseguirse con el recocido.

Puesto que las placas estructurales tienen un espesor uniforme, la normalización es un proceso bastante efectivo en su caso y da como resultado una gran resistencia del material a la fractura.

Endurecimiento:

El acero se endurece calentándolo hasta una temperatura situada por encima del rango de transformación y manteniéndola hasta que se forme austenita.

La martensita tiene una estructura muy dura y quebradiza. Puesto que el enfriamiento se produce más rápidamente en la superficie del material que se está endureciendo, dicha superficie será más dura y quebradiza que el interior del elemento. Por tanto, el proceso de endurecimiento debe ir seguido de un proceso de templado.

Templado:

La predominancia de martensita en el acero endurecido mediante un rápido enfriamiento da como resultado que la pieza sea excesivamente quebradiza. El templado o revenido se realiza para mejorar la ductibilidad y la tenacidad.

La martensita es una estructura hasta cierto punto inestable

3.7 Defina el concepto de acero de aleación. Explique por qué se añaden agentes de Aleación al acero.

Pueden utilizarse metales de aleación para modificar las características del acero.Según algunas fuentes, hasta el momento se han producido hasta 2 50.000 aleacionesdiferentes del acero. De estas, más de 200 pueden utilizarse en aplicaciones de ingeniería civil. E n lugar de analizar las características específicas de una serie de aleaciones seleccionadas, lo que haremos será presentar el efecto general de los distintos agentes de aleación. Estos agentes se añaden para mejorar una o más de las siguientes

Propiedades:1. Endurecibilidad.2. Resistencia a la corrosión.3. Mecanizabilidad.4. Ductilidad.5. Resistencia.

se presentan los agentes de aleación más comunes, su rango porcentual típico y sus efectos. Alterando el contenido de los agentes de aleación y del carbono, y utilizando

diferentes tratamientos térmicos, puede fabricarse acero con una amplia variedad de características.

Estos distintos aceros se clasifican de la forma siguiente:

1. De baja aleación

■ De bajo contenido en carbono■ Normal■ Alta resistencia-baja aleación■ Contenido medio de carbono

2. De alta aleación■ De herramientas ■ Inoxidable

Los aceros utilizados en proyectos de construcción son, predominantemente, acerosnormales de contenido bajo o medio de carbono.

3.10 ¿Cuáles son los usos típicos del acero estructural?

En estructuras de acero se utilizan elementos, planchas y perfiles laminados en caliente. El acero estructural se emplea para diversos tipos de elementos estructurales como columnas, vigas, encofrados, bastidores, armazones, sujeciones de puentes y otras aplicaciones estructurales

3.11 ¿Por qué se utiliza una armadura de acero en el hormigón? Explique las propiedades típicas del acero para armaduras.

3.12 ¿Qué es el acero de alta calidad? Indique dos productos HPS que se estén utilizando actualmente en aplicaciones estructurales y especifique sus propiedades.

3.13 Indique tres pruebas mecánicas utilizadas para medir las propiedades del acero.

Hay disponibles muchas pruebas para evaluar las propiedades mecánicas del acero.Esta sección resume algunas de las pruebas de laboratorio comúnmente usadas para determinar las propiedades requeridas a la hora de especificar un producto.

prueba de torsión

prueba de tensión

prueba de charpy

3.14 Se realizan las siguientes pruebas de laboratorio en una serie de probetas deacero:

a Prueba de tensión.

La prueba de tensión (A STM E8) del acero se realiza para determinar la resistencia de fluencia, el punto de fluencia, la resistencia de fractura (tracción), la elongación y la reducción de área. Típicamente, la prueba se realiza a temperaturas comprendidas entre10°C y 35°C (50°F y 95°F).

b. Prueba de impacto con péndulo de Charpy.

La prueba de impacto con péndulo de Charpy (ASTM E23) se utiliza para medir la tenacidad del material o la energía requerida para fracturar una probeta con una muesca en V y un único punto de soporte. La prueba se emplea para aceros estructurales de elementos sometidos a tensión.

c. Prueba de flexión.

En muchas aplicaciones de ingeniería, el acero se dobla para que adquiera una formadeterminada, especialmente en el caso de las armaduras de acero. La ductilidad parapermitir esa flexión se comprueba realizando una prueba de flexión semiguiada (ASTM E290). La prueba evalúa la capacidad del acero, o de una soldadura, de no presentar fisuras durante la flexión. Esta prueba se efectúa flexionando la probeta un ángulo determinado y con un radio de curvatura interior especificado. Cuando no se produce una fractura completa, el criterio de fallo es el número y tamaño de las fisuras que aparecenen la superficie de tensionado de la probeta después de la flexión.

¿Qué importancia tiene cada una de estas pruebas y para qué se usan?

La importancia de cada una de estas pruebas como prueba de tensión es para realizar la prueba de resistencia de fracturas. y la prueba del péndulo de charpy se usa para medir la tenacidad del material. Y la prueba de flexion es para evaluar la capacidad del acero.