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Propiedades Del Acero

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Propiedades Del Acero

  1. 1. Propiedades del Acero Ricardo Herrera MardonesDepartamento de Ingeniería Civil, Universidad de Chile Santiago, Chile Octubre de 2006 Elaboración, guión y locución a cargo del Dpto. de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile con coordinación del Ing. Ricardo Herrera
  2. 2. CONTENIDOPropiedades del Acero 1. Introducción 2. Proceso de fabricación 3. Propiedades del acero 4. Tipos de acero 5. Tipos de miembros de acero 6. Usos del acero
  3. 3. ¿QUE ES EL 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)
  4. 4. ALEACIONES1. Introducción Elemento Efecto COBRE Mejora resistencia a corrosión atmosférica. MANGANESO Desoxidante, neutraliza azufre, facilitando trabajo en caliente. Mejora la resistencia SILICIO Se emplea como desoxidante y actúa como endurecedor en el acero de aleación. FOSFORO Y AZUFRE Perjudican la tenacidad del acero
  5. 5. VENTAJAS DEL ACERO1. Introducción • Alta resistencia • Uniformidad y homogeneidad • Rango elástico amplio • Durabilidad • Ductilidad y tenacidad • Rapidez de construcción • Reciclabilidad
  6. 6. 2. Proceso de Fabricación CONVERTIDORHORNO DE ALTO DE OXIGENO Fuente: Infoacero.cl
  7. 7. 2. Proceso de Fabricación CONVERTIDORHORNO DE ALTO DE OXIGENO Fuente: Infoacero.cl
  8. 8. HORNO DE ARCO2. Proceso de Fabricación ELECTRICO
  9. 9. AFINO DEL ACERO2. Proceso de Fabricación Y LAMINACION Fuente: Infoacero.cl
  10. 10. PROCESOS DE2. Proceso de Fabricación LAMINACION Procesos de laminado en caliente • Laminado en caliente tradicional. • Laminación controlada. – Laminado de normalización (N) – Laminación termomecánica controlada • Enfriamiento acelerado • Temple y autorrevenido
  11. 11. PROPIEDADES4. Propiedades del acero FISICAS • Estructura cristalina Cristal cúbico de Cristal cúbico de malla centrada cara centrada
  12. 12. PROPIEDADES4. Propiedades del acero FISICAS Propiedades metálicas características • buena ductilidad (o maleabilidad). • conductividad térmica elevada. • conductividad eléctrica elevada. • brillo metálico.
  13. 13. PROPIEDADES4. Propiedades del acero FISICAS Resistencia a la Corrosión • Corrosión: pérdida de sección debido a reacciones químicas o electroquímicas con medioambiente. • Resistencia depende de: – Composición química
  14. 14. PROPIEDADES4. Propiedades del acero MECANICAS Ensayo a tracción
  15. 15. PROPIEDADES4. Propiedades del acero MECANICASFyd Acero dulce Acero de alta resistencia
  16. 16. PROPIEDADES4. Propiedades del acero MECANICAS σ Fu Fyd Fys Endurecimiento por deformación E ε Rango plástico εu Rango elástico Curva idealizada esfuerzo-deformación del acero
  17. 17. PROPIEDADES4. Propiedades del acero MECANICAS • Módulo de Young E = 200000 MPa • Modulo de Poisson – Elástico ν = 0.3 (aumento de volumen) – Plástico ν = 0.5 (volumen constante)
  18. 18. PROPIEDADES4. Propiedades del acero MECANICAS Resistencia a la fractura (tenacidad) • Imperfecciones son microgrietas. • Inclusiones y dislocaciones dependen de la composición, el proceso de laminación y el tratamiento térmico. • Grietas generan concentración de tensiones. • Existe longitud crítica de grieta que inicia la propagación de la grieta
  19. 19. PROPIEDADES4. Propiedades del acero MECANICAS Probeta Máquina de Ensayo Charpy
  20. 20. PROPIEDADES4. Propiedades del acero MECANICAS • 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
  21. 21. FACTORES4. Propiedades del acero • Composición química • Tratamiento térmico • Estado de esfuerzos • Historia de deformaciones • Temperatura • Velocidad de carga (deformación)
  22. 22. FACTORES4. Propiedades del acero ESTADO DE ESFUERZOS • Estado multiaxial de esfuerzos Von Mises:
  23. 23. FACTORES4. Propiedades del acero HISTORIA DEFORMACIONES σ “Strain aging” C A Endurecimiento por deformación B ε Ductilidad después de endurecimiento por deformación y “strain aging”
  24. 24. FACTORES4. Propiedades del acero TEMPERATURA
  25. 25. FACTORES4. Propiedades del acero VELOCIDAD DE CARGA
  26. 26. CLASIFICACION4. Tipos de Acero SEGUN COMPOSICION • Aceros al carbono Contienen diversas cantidades de C y menos del 1,65% de Mn, el 0,60% de Si y el 0,60% de Cu. Ejemplo: A36 • Aceros aleados Contienen V, Mo y otros, además de cantidades mayores de Mn, Si y Cu que los aceros al carbono. Ejemplo: A514 • Aceros de baja aleación y alta resistencia Contienen cantidades menores de aleación. Tratados para obtener resistencia mucho mayor que la del acero al carbono. Ejemplo: A572, A992. • Aceros inoxidables Contienen Cr, Ni y otros para resistir oxidación.
  27. 27. 5. Tipos de elementos de acero estructural Angulo Te Canal Perfil W Barra Placa Perfiles Laminados
  28. 28. 5. Tipos de elementos de acero estructural Tubo circular Tubo rectangular Perfiles plegados y soldados Perfiles plegados (en frío)
  29. 29. 6. Usos del acero • Estructuras de marco: edificios, torres, puentes, galpones.
  30. 30. 6. Usos del acero • Cáscaras y membranas: estanques, silos, calderas, cascos de barco.
  31. 31. 6. Usos del acero • Estructuras suspendidas: puentes, techos.

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