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Propiedades del Acero.ppt

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  1. 1. Propiedades del Acero Ricardo Herrera Mardones Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Chile Santiago, Chile Octubre de 2006
  2. 2. CONTENIDO Propiedades 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. 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?
  4. 4. 1. 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 ALEACIONES
  5. 5. 1. Introducción • Alta resistencia • Uniformidad y homogeneidad • Rango elástico amplio • Durabilidad • Ductilidad y tenacidad • Rapidez de construcción • Reciclabilidad VENTAJAS DEL ACERO
  6. 6. 2. Proceso de Fabricación Fuente: Infoacero.cl CONVERTIDOR DE OXIGENO DE ALTO HORNO
  7. 7. 2. Proceso de Fabricación Fuente: Infoacero.cl CONVERTIDOR DE OXIGENO DE ALTO HORNO
  8. 8. 2. Proceso de Fabricación HORNO DE ARCO ELECTRICO
  9. 9. 2. Proceso de Fabricación Fuente: Infoacero.cl AFINO DEL ACERO Y LAMINACION
  10. 10. 2. Proceso de Fabricación Procesos de laminado en caliente • Laminado en caliente tradicional. • Laminación controlada. – Laminado de normalización (N) – Laminación termomecánica controlada • Enfriamiento acelerado • Temple y autorrevenido PROCESOS DE LAMINACION
  11. 11. 4. Propiedades del acero • Estructura cristalina PROPIEDADES FISICAS Cristal cúbico de malla centrada Cristal cúbico de cara centrada
  12. 12. 4. Propiedades del acero Propiedades metálicas características • buena ductilidad (o maleabilidad). • conductividad térmica elevada. • conductividad eléctrica elevada. • brillo metálico. PROPIEDADES FISICAS
  13. 13. 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 PROPIEDADES FISICAS
  14. 14. 4. Propiedades del acero Ensayo a tracción PROPIEDADES MECANICAS
  15. 15. 4. Propiedades del acero PROPIEDADES MECANICAS Acero dulce Acero de alta resistencia Fyd
  16. 16. 4. Propiedades del acero PROPIEDADES MECANICAS Curva idealizada esfuerzo-deformación del acero s e Rango elástico Rango plástico eu Fyd Fys Fu Endurecimiento por deformación E
  17. 17. 4. Propiedades del acero • Módulo de Young E = 200000 MPa • Modulo de Poisson – Elástico n = 0.3 (aumento de volumen) – Plástico n = 0.5 (volumen constante) PROPIEDADES MECANICAS
  18. 18. 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 tratamiento térmico. • Grietas generan concentración de tensiones. • Existe longitud crítica de grieta que inicia la propagación de la grieta PROPIEDADES MECANICAS
  19. 19. 4. Propiedades del acero Máquina de Ensayo Charpy PROPIEDADES MECANICAS Probeta
  20. 20. 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 PROPIEDADES MECANICAS
  21. 21. 4. Propiedades del acero • Composición química • Tratamiento térmico • Estado de esfuerzos • Historia de deformaciones • Temperatura • Velocidad de carga (deformación) FACTORES
  22. 22. 4. Propiedades del acero • Estado multiaxial de esfuerzos Von Mises: FACTORES ESTADO DE ESFUERZOS
  23. 23. 4. Propiedades del acero FACTORES HISTORIA DEFORMACIONES s e “Strain aging” Ductilidad después de endurecimiento por deformación y “strain aging” Endurecimiento por deformación A B C
  24. 24. 4. Propiedades del acero FACTORES TEMPERATURA
  25. 25. 4. Propiedades del acero FACTORES VELOCIDAD DE CARGA
  26. 26. 4. Tipos de Acero • 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. CLASIFICACION SEGUN COMPOSICION
  27. 27. 5. Tipos de elementos de acero estructural Perfiles Laminados Angulo Te Canal Perfil W Barra Placa
  28. 28. 5. Tipos de elementos de acero estructural Perfiles plegados (en frío) Tubo circular Tubo rectangular Perfiles plegados y soldados
  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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