el acero importancia y caracteristicas mas importantes

1. UNIVERSIDAD DE LAS REGIONES AUTÓNOMAS DE LA COSTA CARIBE
NICARAGÜENSE
URACCAN-BILWI
TRABAJO DE DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO
TEMAS
EL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL
DUCTILIDAD
FRACTURA
FATIGA
NOMBRE DEL DOCENTE: ING.GUIDIAN WILSON
ELABORADO POR: HERRERA RIOS SANTOS LEONEL
CARRERA: ING.CIVIL V AÑO
TURNO: DIURNO
27/02/2017

2. I.El ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL
El acero es uno de los materiales de fabricación y construcción más versátil, más
adaptable y más ampliamente usado. El acero combina la resistencia y la posibilidad
de ser trabajado, lo que se presta para fabricaciones mediante muchos métodos.
Además, sus propiedades pueden ser manejadas de acuerdo a las necesidades
específicas mediante tratamientos con calor, trabajo mecánico, o mediante
aleaciones.
El acero se utiliza para la construcción en puentes de grandes claros, en edificios
altos y en estructuras con malas condiciones de cimentación ya que posee una alta
resistencia/peso, posee uniformidad ya que sus propiedades no cambian
apreciablemente, facilidad en la construcción y para la modificación de estructuras
ya que se adaptan bien a las posibles ampliaciones. Aunque posee sus desventajas
su mantenimiento es costoso porque son susceptibles a la corrosión al estar
expuestos al aire y al agua, costo de la protección contra el fuego ya que el acero
pierde apreciablemente su capacidad de resistencia con el aumento de la
temperatura. Adema es un excelente conductor de calor.
CONCEPTOS
1.1 DUCTILIDAD: Se conoce como ductilidad a la propiedad de aquellos materiales
que, bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse en forma de hilo sin llegar a
romperse. Estos materiales, como ciertos metales o asfaltos, se conocen como
dúctiles.
Materiales dúctiles
Acero Aluminio Hierro

3. 1.2.FRACTURA
Es la separación de un sólido bajo tensión en dos o más piezas. En general, la
fractura metálica puede clasificarse en dúctil y frágil. La fractura dúctil ocurre
después de una intensa deformación plástica y se caracteriza por una lenta
propagación de la grieta. La fractura frágil se produce a lo largo de planos
cristalográficos llamados planos de fractura y tiene una rápida propagación de la
grieta.
Energía de fractura por impacto para un acero al carbono
1.3.FATIGA
La fatiga es el fenómeno general de fallo del material tras varios ciclos de aplicación
de una tensión menor a la de rotura. Rotura por fatiga se da como consecuencia de
esfuerzos repetidos y variables debiéndose a un desmemizamiento de
la estructura cristalina, con el consiguiente deslizamiento progresivo de los cristales,
con producción de calor.

4. 1.4.COMO SE PRODUCE EL ACERO
Acero: Es una aleación de hierro que contiene entre un 0,04 y un 2,25% de carbono
y a la que se añaden elementos como níquel, cromo, manganeso, silicio o vanadio,
entre otros.
Proceso de fabricación del acero
Preparación de materias primas: Esta etapa incluye la descarga, clasificación,
pesaje y almacenamiento de las materias primas necesarias para la fabricación del
acero, que básicamente son: mineral de hierro, carbones metalúrgicos y caliza.
Planta de Coque y Subproductos: La mezcla de carbones metalúrgicos se
somete a un proceso de destilación seca que lo transforma en coque metalúrgico.
Este proceso se realiza en la Planta de Coque, la que cuenta con 58 hornos.

5. Reducción del Mineral para obtener Arrabio
Se realiza en los Altos Hornos. Por el tragante (parte superior del horno) se cargan
por capas los minerales de hierro, la caliza y el coque.
La inyección de aire precalentado a 1.000 ºC, genera elevadas temperaturas que
actúan sobre el mineral y la caliza, transformándolos en arrabio (hierro líquido) y en
escoria, respectivamente.
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.

6. Fabricación del Acero
Acería de Convertidores al Oxígeno: El arrabio proveniente de los Altos Hornos se
carga junto con chatarra de acero. Por el oxígeno que se inyecta al convertidor se
oxidan el carbono, silicio y fósforo del arrabio. luego por adición de cal, se forma la
escoria en que se fijan otras impurezas como azufre y parte de fósforo agregando
finalmente las ferroaleaciones que imparten las características principales a los
diversos tipos de aceros.
Colada Continua de Planchones: El acero líquido de la cuchara es vaciado a una
artesa que se comunica por el fondo con un molde en constante movimiento que es
enfriado por agua; en él se inicia el proceso de solidificación del acero que se
completa a lo largo del trayecto por el interior de la máquina.

7. Laminación del Acero en Productos Terminados Finales
Laminador de Barras: Las palanquillas se procesan en este laminador en el cual
después de ser recalentadas en un horno se laminan en pases sucesivos y se
transforman en barras redondas lisas o con resaltes para hormigón.

8. II.PROPIEDADES MÁS IMPORTANTES DEL ACERO
Resistencia: es la oposición al cambio de forma y a la fuerzas externas que pueden
presentarse como cargas son tracción, compresión, cizalle, flexión y torsión.
Elasticidad: corresponde a la capacidad de un cuerpo para recobrar su forma al
dejar actuar la fuerza que lo ha deformado.
Plasticidad: es la capacidad de deformación de un metal sin que llegue a romperse
si la deformación se produce por alargamiento se llama ductilidad y por compresión
maleabilidad.
Fragilidad: es la propiedad que expresa falta de plasticidad y por lo tanto tenacidad
los metales frágiles se rompen en el límite elástico su rotura se produce cuando
sobre pasa la carga del límite elástico.
Tenacidad: se define como la resistencia a la rotura por esfuerzos que deforman el
metal; por lo tanto un metal es tenaz si posee cierta capacidad de dilatación.
Dureza: Es la propiedad que expresa el grado de deformación permanente que
sufre un metal bajo la acción directa de una fuerza determinada. Existen dos Dureza
física y dureza técnica.
Ductilidad: es la capacidad que tienen los materiales para sufrir deformaciones a
tracción relativamente alta, hasta llegar al punto de fractura.
Resiliencia: Es la capacidad que presentan los materiales para absorber energía
por unidad de volumen en la zona elástica.
III.MÓDULO DE ELASTICIDAD (E)
Todas las resistencias del acero tienen aproximadamente la misma elongación para
el mismo esfuerzo de tensión aplicado (mismo módulo de elasticidad Es=2.1*106
Kg/cm2). Si un acero tiene una resistencia en el punto de fluencia que es el doble
de la de otro, puede aplicarse el doble de deformación permanente, esta se llama
deformación elástica. El ingeniero utiliza el límite de fluencia de la barra para
calcular la dimensión de la estructura, pues la barra soporta cargas y sobrecargas
hasta este punto y vuelve a su condición inicial sin deformación. Pasado este punto,
la estructura esta fragilizada y comprometida.

9. IV. EL MODULO CORTANTE (G)
cuando el acero es sometido a fuerzas cortantes donde las fuerzas actuantes son
paralelas al área del material, se tiende a producir un dislocamiento lateral de la
estructura del material.
véase la Figura 11.6, el movimiento lateral de los átomos describe un ángulo de
deformación, la tangente de ese ángulo se denomina deformación cortante, y se
representa por El módulo de corte (G) se obtiene con la expresión:
donde t es el esfuerzo cortante, y Y es la deformación cortante. El módulo de
corte se correlaciona con el módulo de elasticidad mediante la siguiente expresión:
Donde v es el módulo de Polisón con valor de 0.29 tanto para el hierro como para
el acero.
Figura 11.7. Tenacidad de un Metal Frágil (izquierda) y de un Metal Dúctil (derecha)

10. V.COEFICIENTE DE EXPANSIÓN TÉRMICA (DILATACIÓN TÉRMICA)
El coeficiente de dilatación (o más específicamente, el coeficiente de dilatación
térmica) es el cociente que mide el cambio relativo de longitud o volumen que se
produce cuando un cuerpo sólido o un fluido dentro de un recipiente cambia
de temperatura provocando una dilatación térmica.
De forma general, durante una transferencia de calor, la energía que está
almacenada en los enlaces intermoleculares entre dos átomos cambia. Cuando la
energía almacenada aumenta, también lo hace la longitud de estos enlaces. Así, los
sólidos normalmente se expanden al calentarse y se contraen al enfriarse;1 este
comportamiento de respuesta ante la temperatura se expresa mediante
el coeficiente de dilatación térmica (típicamente expresado en unidades de °C-1):