Acero y otros materiales presentacion

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  • 1. El acero al carbono, constituye el principal producto de losaceros que se producen, estimando que un 90% de laproducción total producida mundialmente corresponde aaceros al carbono y el 10% restante son aceros aleados. La composición química de los aceros al carbono escompleja, además del hierro y el carbono que no supera el2%, hay en la aleación otros elementos necesarios para suproducción, tales como silicio y manganeso, y hay otrosque se consideran impurezas por la dificultad de excluirlostotalmente –azufre, fósforo, oxígeno, hidrógeno.El aumento del contenido de carbono en el acero eleva suresistencia a la tracción y su dureza, incrementa el índice defragilidad en frío y hace que disminuya la tenacidad y laductilidad.
  • 2. La palabra acero se refiereusualmente a los aceros alcarbono comunes, que sedefinen como aleacionesde acero y carbono que nocontienen más del 2% decarbono y son maleables enforma de bloque o lingote.El acero estructural esacero al carbono, acero debaja aleación y altaresistencia, con 344.75MN/m2 de limite elástico. C
  • 3. El Acero estructural es uno de los materiales básicos utilizados en la construcción de estructuras,tales como edificios industriales y comerciales, puentes y muelles.Es relativamente barato de fabricar y es el material más fuerte y más versátildisponible para la industria de la construcción.Ventajas del acero como materialestructural: • Alta resistencia. • Uniformidad.- Las propiedades del acero nocambian apreciablemente con el tiempo • Durabilidad.- Si el mantenimiento de lasestructuras de acero es adecuado duraranindefinidamente. • Ductilidad.- La propiedad de soportar grandesdeformaciones bajo altos esfuerzos de tensión. • Tenacidad.- La propiedad para absorber energía engrandes cantidades
  • 4. EL ACERO ESTRUCTURAL, según su forma, seclasifica en: a. Perfiles estructurales: piezas de acero laminado cuya sección transversal puede ser en forma de I, H, T, canal o ángulo. b. Barras: son piezas de acero laminado, cuya sección transversal puede ser circular, hexagonal o cuadrada en todos los tamaños. c. Planchas: son productos planos de acero laminado en caliente con anchos de 203 mm y 219 mm, y espesores menores de 5,8 mm y mayores de 4,5 mm, respectivamente.
  • 5. • La fecha en que se descubrió la técnica de fundir el mineral de hierro no es conocida con exactitud. Los primeros artefactos encontrados por arqueólogos datan del año 3.000 A. de C. en Egipto. • Sin embargo, los griegos a través de un tratamiento térmico, endurecían armas de hierro hacia el 1.000 A. de C. •Los primeros artesanos en trabajar el hierro, producían aleaciones que hoy se clasificarían como hierro forjado, esto mediante una técnica que implicaba calentar una masa de mineral de hierro y carbón vegetal en un gran horno con tiro forzado, de esta manera se reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro metálico. Ocasionalmente esta técnica de fabricación, producía accidentalmenteauténtico acero en lugar de hierros forjado.
  • 6. Eventualmente los artesanos que trabajaban el hierro aprendieron a fabricaracero con hierro forjado y carbón vegetal en recipientes de arcilla durantevarios días, con lo que el hierro absorbía suficiente carbono para convertirse enacero real.
  • 7. A partir del siglo XIV el tamaño de los hornos para la fundición aumentó considerablemente, al igual que el tiro para forzar el paso de los gases de combustión El producto de estos hornos era el llamado arrabio, una aleación que funde a una temperatura menor que el acero o el hierro forjado. El arrabio se refinaba después para fabricar acero.El proceso de refinado del arrabiomediante chorros de aire se debe alinventor británico Henry Bessemer,que en 1855 desarrolló el horno oconvertidor que lleva su nombre.Desde la década de 1960 funcionanvarios minihornos que empleanelectricidad para producir acero apartir de chatarra.
  • 8. • El acero se puede especificar de acuerdo con 1)composición química 2)método de fabricación 3) propiedades mecánicas 4)un sistema de designación numericade graduaciones de los aceros estándar.• En este caso lo clasificaremos por su porcentaje de carbono
  • 9. • Hierro en lingote: contenido mas bajo de carbono y otros elementos de aleación, hecho en hornos básicos de hogar abierto, resisten corrosión, usado para lamina.
  • 10. • Acero extra suave o muy suave: de .08 a .18% de carbono, ductilidad, tenacidad, soldabilidad y se usa cuando se requiere facilidad de labrado en frio (alambres, remaches, tubería… etc)
  • 11. • Grado estructural dúctil: de .15 a .29 % de carbono, resistencia combinada con facilidad para maquinado. Construcción de edificios, puentes, tornillos, pasantes, calderas, material rodante de ferrocarril.
  • 12. • Grado medio: de .25 a .35% mas duro y fuerte que el grado estructural ductil, pero se puede forjar en caliente, construcción de barcos y maquinaria.
  • 13. Otras clasificaciones son:• Grado medio duro: de .35 a .65% de carbono• Grados para resorte: de .85 a 1.05% de carbono• Aceros al alto carbón o para herramientas: de 1.05 a 1.20% de carbono.
  • 14. Se define como perfiles pesados a los perfileslaminados con elementos de espesores mayoresque 40mm y a las barras o vigas armadas conchapas e espesor mayor que 50mm.El aceros e obtiene en forma de angulos,canales, vigas I, columanas H formas T, formasZ, placas, columnas tubulares etc.
  • 15. Los perfiles de acero de calibre ligero se moldean dea cero al carbono rolado enplano y usualmente debe tener un limite elástico de 275.8 MN/m2.Van de calibres del No. 12 al No. 20. Son formas de un solo doblez o soldadasentre si.Se usan para claros de hasta 6.096 m utilizando el calibre mas pesado con unespaciamiento de 304.8 mm.Todos los perfiles se obtienen con una longitud mínima de 1.524m y máxima de12.192m.Hay clavable y no clavable, ambos tipos se obtienen punzonados o solidos. Asimismo existen dos tipos de acabados cromado de zinc y galvanizadoAl elegir estructuras de acero ligero se debe consultar con los fabricantes paraconocer los datos mas recientes acerca de este tipo de construcción. Las estructuras de acero ligero se pueden instalar directamente en el lugar de laconstrucción o prefabricar fuero o dentro de la obra en construcción.
  • 16. Construcción Materiales en la ConstrucciónArena Metálicos Piedra Orgánicos Arcilla Sintéticos Hierro Aluminio Acero Acero Galvanizado Acero para Concreto
  • 17. En los campos dela Arquitectura e ingeniería,la construcción es el arte o técnicadefabricar edificios e infraestructuras. En un sentido más amplio, sedenomina construcción a todoaquello que exige, antes dehacerse, tener o disponer deun proyecto y una planificaciónpredeterminada.
  • 18. Arena: Se emplea arena como parte de morteros y hormigonesArcilla: La arcilla es químicamente similar a la arena: contiene,además de dióxido de silicio, óxidos de aluminio y agua.Su granulometría es mucho más fina, y cuando está húmeda esde consistencia plástica.Piedra: La piedra se puede utilizar directamente sin tratar, ocomo materia prima para crear otros materiales.
  • 19. Metálicos: Los más utilizados son el hierro y el aluminio.El primero se alea con carbono para formar:Acero.Orgánicos: Fundamentalmente la madera y susderivados, aunque también se utilizan o se han utilizadootros elementos orgánicos vegetales,como paja, bambú, corcho, lino, elementos textiles oincluso pieles animales.Sintéticos: Fundamentalmente plásticos derivados delpetróleo, aunque frecuentemente también se puedensintetizar. Son muy empleados en la construcción debidoa su inalterabilidad, lo que al mismo tiempo los convierteen materiales muy poco ecológicos por la dificultad a lahora de reciclarlos. También se utilizan alquitranes yotros polímeros y productos sintéticos de diversanaturaleza. Los materiales obtenidos se usan en casitodas las formas imaginables: aglomerantes, sellantes,impermeabilizantes, aislantes, o también en formade pinturas, esmaltes, barnices y lasures.
  • 20. El acero es una aleación, es decir, unmetal mezclado que se logra derritiendoy uniendo diferentes materiales.Actualmente existen más de 2.500clases de acero estándar en todo elmundo. Todos ellos está hechosprincipalmente con lingotes de hierroque, a su vez, están conformados por elelemento hierro, más un tres por cientode carbón.
  • 21. El acero se comenzó a utilizarcomo elemento estructural enobras de arquitectura para laconstrucción de estacionesferroviarias y salones deexposición, es decir para cubrirgrandes espacios. Pero eldesarrollo de la construcción conacero de edificios en altura surgea fines del siglo XVIII y principiosdel XIX, donde la estructura serellena con obra de mampostería.El desarrollo posterior de losconceptos conduce a novedososplanteos de esqueleto ycerramiento exterior metálico,con una notable evolución.
  • 22. El acero galvanizado es aquel que se obtieneluego de un proceso de recubrimiento de variascapas de la aleación de hierro y zinc. Por logeneral se trata de tres capas de la aleación, lasque se denominan “gamma”, “delta” y “zeta”.Finalmente se aplica una última y cuarta capaexterna que sólo contiene zinc.
  • 23. Es un sistemaconstructivo liviano, yaque no necesitaequipos y maquinariapesada para su uso, yabierto, dado quepermite cualquier tipode terminaciónexterior e interior.
  • 24. El creciente uso del acero como material deelección para estructura de viviendas se debe avarias razones, las principales son:• La experiencia mundial al respecto indica que el acero va reemplazando paulatinamente a otros materiales usados en la construcción.• Aspectos tecnológicos (Resistencia mecánica, Incombustibilidad, Versatilidad, Durabilidad, Estabilidad dimensional).• posibilidad de protección ambiental ya que el acero galvanizado es completamente reciclable.
  • 25. El acero inoxidable se descubrió a principios del siglo XX cuando al añadir unapequeña cantidad de cromo al acero común, obtuvieron un aspecto brillante y altaresistencia a la suciedad y a la oxidación.El acero inoxidable es un acero de elevada pureza y resistente a la corrosión, dado que elcromo, y otros metales que contiene, poseen gran afinidad por el oxígeno y reacciona conél formando una capa pasivadora, evitando así la corrosión del hierro Los aceros inoxidables son aleaciones ferro-cromo con un mínimo de 11% de cromo. El agregado de otros elementos a la aleación permite formar un amplio conjunto de materiales, conocidos como la familia de los aceros inoxidables. Entre los elementos de aleación, dos se destacan: el cromo y el níquel.
  • 26. • Aceros inoxidables martensiticos: Son aleaciones de hierro, cromo y carbono, estos aceros sufren modificaciones estructurales con la temperatura tienen suficiente resistencia a la corrosión. Su uso mas conocido es en la industria de la cuchillería.• Aceros Inoxidables Ferríticos: son magnéticos, tienen una buena ductilidad y son resistentes a la corrosión y oxidación a temperaturas elevadas.• Aceros inoxidables Austeníticos: Este acero presenta mejores prestaciones desde el punto de vista de fabricación de componentes y equipos, muy buena soldabilidad y gran resistencia a los distintos tipos de corrosión.• Aceros inoxidables austenoferríticos (dúplex) : están constituidos microestructuralmente por dos fases: ferrita y austenita. Estos materiales tienen la ventaja poseer una elevada resistencia mecánica lo que representa en muchos casos un ahorro significativo en costos de material. Por ejemplo en la fabricación de tanques de almacenamiento para los buques de carga.
  • 27. Aceros de RefuerzoSe denomina acero de refuerzo al acero que se emplea parareforzar el concreto hidráulico, en este caso el acerode refuerzo más común consiste en varillas corrugadas, alambrerecocido y alambrón.El acero de refuerzo se obtiene según la ASTM de la fundición de lingotes deacero, rieles de ferrocarril, ejes de ferrocarril y aleaciones de bajo grado.
  • 28. La técnica constructiva del hormigónarmado consiste en la utilización dehormigón reforzado con barras omallas de acero, llamadas armaduras.También es posible armarlo con fibras, tales como fibras plásticas, fibra de vidrio, fibras deacero o combinaciones de barras deacero con fibras dependiendode los requerimientos a los queestará sometido.La utilización de acero cumple lamisión de transmitir los esfuerzos detracción y cortante a los que estasometida la estructura .
  • 29. ALUMINIO
  • 30. Nuero atómico 13 Densidad relativa 2.6989 (20oC Punto de Fusión: 658.7oC Punto de ebullición 2467oCCoeficiente de dilatación térmica 0.0000231/ oC lineal Resistencia a la tensión 48.256 Mn/m2
  • 31. El aluminio es un metal blando, no magnético de color argentino que secaracteriza por su ligereza (la tercera partedel hierro, el latón o el cobre), de bajo unto de fusión, alta conductividad térmica y eléctrica y de coeficiente de dilatación moderadamente elevado.
  • 32. La resistencia mecánica del aluminio depende de sucomposición y de los tratamientos térmico ymecánico a los que sele haya sometido. Su resistenciapuede incrementarse por elementos de aleación ytrabajo apropiado hasta 6825 mn/m2
  • 33. El aluminio de combina fácilmente con eloxigeno y se vuelve resistente a la corrosiónpor la película transparente de oxido dealuminio que se forma rápidamente y que esrelativamente inerte a toda acción químicaposterior.
  • 34. El aluminio se trabaja con facilidad, y tanto en frio comoen caliente, puede laminarse, obtenerse por extrusión,forjarse, prensarse, estirarse, moldearse, estamparse,doblarse y conformarse.Puede unirse por remachado, apernado, por soldaduraautógena, por soldadura fuerte, y por soldadura conmetal de aporte.
  • 35. El aluminio se obtiene el forma de lingotes ytochos de primera fusión. A partir de estos seles transforma en barras, varillas, barras deconducción eléctrica, alambre, cable, tubo,tubería y accesorios, plancha, lamina, hoja deespesor de papel y en forma de polvo, asícomo a perfiles estructurales, piezasvaciadas, forjadas y extruidas.
  • 36. Abrasivos Ingrediente principal Aditivos Ingrediente principal Ingrediente principal del Cemento cemento aluminosoComo base de : Pigmentos (colorantes) Color metálico Aislamiento Ingrediente principal Por inmersión en aluminio Recubrimientos fundido, revestimiento
  • 37. Latón Aumenta fluidez, la resistencia mecánica y la dureza Bronce Aumenta resistencia a la tensión y a la corrosión Loseta de arcilla` Ingrediente Vidrio Ingrediente Esmaltes Ingrediente porcelanizados Oro Cambio de color Como rrr Pintura Colores metálicos, rellenador secador, agente aplanador.componente de: rr Papel Satinador, impermeabilizante, le da alto brillo Plasticos Sellador, lubricante Caucho Sellador Acero inoxidable Aumenta la ersistencia a la oxidacion Desoxidante; aumenta ka resistencia mecanica y la Acero resistencia al calor; recubrimientos protectores. Textiles Impermeabilizante; los hace incombustibles.
  • 38. Usos aliados de la Soldadura Proceso de termita construcción.Usos Ajenos a la construcción:Industria de la aviación, automotriz y de transporte, equipo decomunicación, instalaciones de energía eléctrica, electrónica,refractarios industriales, joyería, lubricantes, maquinaria y equipo,radio, televisión, filtros de rayos X, industrias espaciales.
  • 39. El aluminio es uno de los metales comunes mas nuevos, apesar de ser el elemento mas abundante en la cortezaterrestre.Los romanos utilizaban un producto llamado alumen que esun sulfato natural de aluminio y potasio.En 1200 se purificaron estas sales minerales a la forma dealumbre a partir de arcilla y fue hasta 1809 que Davydemostró que el alumbre tenia mase metálica. Y a partir deuna aleación con hierro se obtuvo el oxido de aluminio.
  • 40. En 1825 Oersted produjo el primer aluminio metálico,pero solo en polvo.En 1845 Woehler ideo como transformar el polvo enpartículas, a partir de las cuales descubrió susextraordinarias propiedades físicas.En 1852 el aluminio era mas apreciado que el oro,costaba $545 dólares la libra.En 1854 se logro aislar el aluminio de 96% de pureza.
  • 41. En 1856 se contemplo el primero uso del aluminio en laarquitectura, en la punta del monumento a Washington.En 1886 nació la industria del aluminio. Se descubrió elmétodo moderno de producción de aluminio reduciendosu costo hasta los 57 centavos de dólar por libra en1892.El primer uso que tuvo el aluminio fue en utensiliosdomésticos. Luego en naves aéreas, para las guerrasmundiales, lo que impulso al aluminio a convertirse enun material importante en la industria del transporte, laindustria quimica, la industria eléctrica, y en laarquitectura.
  • 42. El aluminio comenzó a utilizarse en la construcción hacia 1926y su uso ha aumentado en forma continua desde entonces,para antepechos, ventanas, puertas, pasamanosornamentales y trabajos de enrejado, cubiertas de techos ylaterales, fachadas e tiendas, cercados, aislamiento dereflexión y una gran variedad de herrajes.En 1954 se popularizo mucho la construcción de muros decortina y se cubrieron los edificios con paneles fabricados delamina de aluminio respaldados por concreto ligero, enacabados con dibujo anodizados y esmaltados.
  • 43. Nuero atómico 29 Densidad relativa 8.91 (20oC Punto de Fusión: 1083oC Punto de ebullición 2310oCCoeficiente de dilatación térmica 0.0000168/ oC lineal Resistencia a la tensión 20.85 Mn/m2
  • 44. Es un metal dúctil, maleable, no magnético, de color caférojizo brillante. Tiene la mayor conductividad eléctrica ytérmica de todas las sustancias excepto la lata.El cobre forma aleaciones útiles, tiene suficienteresistencia para trabajos estructurales secundarios y setrabaja con facilidadEl cobre se utiliza tanto con un gran nivel de pureza,cercano al 100%, como aleado con otros elementos. Elcobre puro se emplea principalmente en la fabricación decables eléctricos.
  • 45. Una gran parte de las redes de transporte de agua están hechas de cobre olatón, debido a su resistencia a la corrosión y sus propiedades anti-bacterianas,habiendo quedado las tuberías de plomo en desuso por sus efectos nocivospara la salud humana.Frente a las tuberías de plástico, las de cobre tienen la ventaja de que no ardenen caso de incendio y por tanto no liberan humos y gases potencialmentetóxicos.El cobre y, sobre todo, el bronce se utilizan también como elementosarquitectónicos y revestimientos en tejados, fachadas, puertas y ventanas.El cobre se emplea también a menudo para los pomos de las puertas de localespúblicos, ya que sus propiedades anti-bacterianas evitan la propagación deepidemias.Dos aplicaciones clásicas del bronce en la construcción y ornamentación son larealización de estatuas y de campanas.El sector de la construcción consume actualmente (2008) el 26% de laproducción mundial de cobre.
  • 46. Nuero atómico 82 Punto de Fusión: 327°CPunto de ebullición 1749C
  • 47. • El plomo es un elemento común de una amplia gama de materiales, incluidas las pinturas y otros tipos de revestimientos, morteros de plomo y metales básicos que pueden soldarse o ser sometidos a chorreo abrasivo.• Peligroso
  • 48. • Metal blando, maleable y dúctil.• Su utilización como cubierta para cables, ya sea la de teléfono, de televisión, de internet o de electricidad, sigue siendo una forma de empleo adecuada. La ductilidad única del plomo lo hace particularmente apropiado para esta aplicación, porque puede estirarse para formar un forro continuo alrededor de los conductores internos.• El uso del plomo en pigmentos sintéticos o artificiales ha sido muy importante, pero está decreciendo en volumen.
  • 49. Más allá de la monumentalidad, en sus aplicaciones para la industria de la construcción elacero es un material cotidiano, versátil y amigable, que cada día encuentra nuevos y variados usos a partir del desarrollo de productos con propiedades mejoradas,acabados y formas diferentes, nuevas aleaciones y recubrimientos.