propiedades del acero 2012 1 clase
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Propiedades del Acero
CONTENIDOPropiedades del Acero
1. Introducción2. Proceso de fabricación3. Propiedades del acero4. Tipos de acero5. Tipos de miembros de acero6. Usos del acero
1. Introducción
• Aleación de Fe y C (~0.05-2%).• Puede contener otros elementos como Mn, Ni, Nb, Cr,
V, P, S, Si, Cu, etc.• Porcentaje y elementos de aleación pueden modificar
propiedades del acero.• Carbono Equivalente
(CE%) = C% + (Mn%/6) + ((Cr%+Mo%+V%)/5)+ ((Ni%+Cu%)/15)
¿QUE ES EL ACERO? 1. Introducción
Elemento Efecto
COBRE Mejora resistencia a corrosión atmosférica.
MANGANESO Desoxidante, neutraliza azufre, facilitandotrabajo en caliente. Mejora la resistencia
SILICIO Se emplea como desoxidante y actúa comoendurecedor en el acero de aleación.
FOSFORO Y AZUFRE Perjudican la tenacidad del acero
ALEACIONES
1. Introducción
• Alta resistencia• Uniformidad y homogeneidad• Rango elástico amplio• Durabilidad• Ductilidad y tenacidad• Rapidez de construcción• Reciclabilidad
VENTAJAS DEL ACERO 2. Proceso de Fabricación
Fuente: Infoacero.cl
CONVERTIDOR DE OXIGENODE ALTO HORNO
2
2. Proceso de Fabricación
Fuente: Infoacero.cl
CONVERTIDOR DE OXIGENODE ALTO HORNO 2. Proceso de Fabricación HORNO DE ARCO
ELECTRICO
2. Proceso de Fabricación
Fuente: Infoacero.cl
AFINO DEL ACEROY LAMINACION 2. Proceso de Fabricación
Procesos de laminado en caliente• Laminado en caliente tradicional.
• Laminación controlada.– Laminado de normalización (N)– Laminación termomecánica controlada
PROCESOS DELAMINACION
4. Propiedades del acero
• Estructura cristalina
PROPIEDADESFISICAS
Cristal cúbico demalla centrada
Cristal cúbico decara centrada
4. Propiedades del acero
Propiedades metálicas características• buena ductilidad (o maleabilidad).• conductividad térmica elevada.• conductividad eléctrica elevada.• brillo metálico.
PROPIEDADESFISICAS
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4. Propiedades del acero
Resistencia a la Corrosión• Corrosión: pérdida de sección debido a reacciones
químicas o electroquímicas con medioambiente.• Resistencia depende de:
– Composición química
PROPIEDADESFISICAS 4. Propiedades del acero
Ensayo a tracción
PROPIEDADESMECANICAS
4. Propiedades del acero PROPIEDADESMECANICAS
Acero dulce Acero de alta resistencia
Fyd
4. Propiedades del acero PROPIEDADESMECANICAS
Curva idealizada esfuerzo-deformación del acero
σ
ε
Rango elástico
Rango plástico
εu
Fyd
Fys
Fu
Endurecimientopor deformación
E
4. Propiedades del acero
• Módulo de YoungE = 200000 MPa
• Modulo de Poisson– Elástico
= 0.3 (aumento de volumen)– Plástico
= 0.5 (volumen constante)
PROPIEDADESMECANICAS 4. Propiedades del acero
Resistencia a la fractura (tenacidad)• Imperfecciones son microgrietas.• Inclusiones y dislocaciones dependen de la
composición, el proceso de laminación y el tratamientotérmico.
• Grietas generan concentración de tensiones.
PROPIEDADESMECANICAS
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4. Propiedades del acero
• Dureza:Resistencia a penetración superficial.
– Métodos de ensayo
• Dinámicos: ensayo de dureza al impacto y ensayo de dureza Shore
• Estaticos: ensayo Brinell, ensayo Vickers y ensayo Rockwell
PROPIEDADESMECANICAS 4. Propiedades del acero
• Composición química• Tratamiento térmico• Estado de esfuerzos• Historia de deformaciones• Temperatura• Velocidad de carga (deformación)
FACTORES
4. Propiedades del acero
• Estado multiaxial de esfuerzos
Von Mises:
FACTORESESTADO DE ESFUERZOS 4. Propiedades del acero FACTORES
HISTORIA DEFORMACIONES
σ
ε
“Strain aging”
Ductilidad después de endurecimientopor deformación y “strain aging”
Endurecimientopor deformación
A
B
C
4. Propiedades del acero FACTORESTEMPERATURA 4. Propiedades del acero FACTORES
VELOCIDAD DE CARGA
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4. Tipos de Acero
• Aceros al carbonoContienen diversas cantidades de C y menos del 1,65% de Mn, el0,60% de Si y el 0,60% de Cu. Ejemplo: A36
• Aceros aleadosContienen V, Mo y otros, además de cantidades mayores de Mn, Siy Cu que los aceros al carbono. Ejemplo: A514
• Aceros de baja aleación y alta resistenciaContienen cantidades menores de aleación. Tratados para obtenerresistencia mucho mayor que la del acero al carbono. Ejemplo:A572, A992.
• Aceros inoxidablesContienen Cr, Ni y otros para resistir oxidación.
CLASIFICACIONSEGUN COMPOSICION 5. Tipos de elementos de acero estructural
Perfiles Laminados
Angulo Te Canal Perfil W
Barra Placa
5. Tipos de elementos de acero estructural
Perfiles plegados (en frío)
Tubo circular Tubo rectangularPerfiles plegados y soldados
6. Usos del acero
• Estructuras de marco: edificios, torres, puentes,galpones.
6. Usos del acero
• Cáscaras y membranas: estanques, silos, calderas,cascos de barco.
6. Usos del acero
• Estructuras suspendidas: puentes, techos.