Acero final unprg (1)

ACERO
T E C N O L O G Í A D E L O S M A T E R I A L E S
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ACERO
ING.
VICTOR ESCOBEDO O.
ALUMNO:
 DÍAZ VÁSQUEZ MICHAEL

ACERO
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INDICE
Portada
Introducción
Capítulo I:
I. Generalidades del acero
1.1. Definición del acero 6
1.2. Reseña histórica 7
1.2.1. El hierro de los meteoritos 14
1.3. Procesos de obtención del acero 19
 Funcionamiento del horno alto 20
 Transformación del arrabio en acero 21
 Producción y refinación del arrabio 22
1.4. Proceso de fabricación del acero 26
1.5. Tipos de hornos 27
1.6. Procesos de vacío del horno fundido 29
1.7. Estructura atómica del acero 31
1.8. Tipos de acero 32
1.8.1. Aceros al carbono 32
1.8.2. Aceros aleados 34
1.8.3. Aceros de baja aleación ultra resistentes 37
1.8.4. Aceros inoxidables 37
1.9. Clases: 39
1.9.1. En barras lisas y perfiles 39
1.9.2. Barras de construcción 40
1.9.3. Alambrones y derivados 41
1.10. Estructura del acero 42
1.11. Composición química del acero 43
1.12. Tratamiento térmico del acero 44
1.13. Propiedades del acero 45
1.13.1. Propiedades físicas del acero 45
1.13.2. Propiedades mecánicas del acero 45
1.13.3. Propiedades térmicas 46
1.13.4. Propiedades químicas 47
1.14. Características del acero 48
1.14.1. Características positivas del acero 48
1.14.2. Características negativas del acero 49

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Capítulo II
II. Utilización del acero
2.1. Ventajas y desventajas 5 0
2.1.1. Ventajas del acero como material estructural 5 0
2.1.2. Desventajas del acero como material de construcción 5 1
2.2. Usos de los aceros estructurales 5 2
2.3. Empresas que fabrican acero 5 3
2.3.1. Aceros Arequipa 5 3
2.3.2. Sider Perú (empresa siderúrgica del Perú S.A.) 5 3
2.4. Norma técnica peruana 5 4
2.5. Tratamiento del acero 5 5
2.6. Ensayos mecánicos 5 6
2.7. Consumo y producción del acero 5 7
2.8. Casuística 5 8
2.9. Proceso de producción del acero 5 9
2.10. Precios 61
2.11. Resumen 62
2.12. Linkografía 63
2.13. Bibliografía 64
2.14. Anexos 65

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INTRODUCCION
A través de la historia el hombre ha tratado de mejorar las materias primas, añadiendo
materiales tanto orgánicos como inorgánicos, para obtener los resultados ideales para
las diversas construcciones.
Dado el caso de los materiales más usados en la construcción no se encuentran en la
naturaleza en estado puro, por lo que para su empleo hay que someterlos a una serie
de operaciones metalúrgicas cuyo fin es separar el metal de las impurezas u otros
minerales que lo acompañen. Pero esto no basta para alcanzar las condiciones
óptimas, entonces para que los metales tengan buenos resultados, se someten a
ciertos tratamientos con el fin de hacer una aleación que reúna una serie de
propiedades que los hagan aptos para adoptar sus formas.
El acero como material indispensable de refuerzo en las construcciones, es una
aleación de hierro y carbono, en proporciones variables, y pueden llegar hasta el 2%
de carbono, con el fin de mejorar algunas de sus propiedades, puede contener
también otros elementos. Una de sus características es admitir el temple, con lo que
aumenta su dureza y su flexibilidad.
En las décadas recientes, los ingenieros y arquitectos han estado pidiendo
continuamente aceros cada vez más resientes, con propiedades de resistencia a la
corrección; aceros más soldables y otros requisitos. La investigación llevada a cabo
por la industria del acero durante este periodo ha conducido a la obtención de varios
grupos de nuevos aceros que satisfacen mucho de los requisitos y existe ahora una
amplia variedad cubierta gracias a las normas y especificaciones actuales.
El acero es una aleación de hierro con carbono en una proporción que oscila entre
0.03 y 2%. Se suele componer de otros elementos, ya inmersos en el material del que
se obtienen. Pero se le pueden añadir otros materiales para mejorar su dureza, su
maleabilidad u otras propiedades.
Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas
dependen sobretodo de la cantidad de carbono y de su distribución. Antes del
tratamiento, la mayoría de los aceros son una mezcla de tres sustancias: ferrita,
perlita, cementita. La ferrita, blanda y dúctil, es hierro con pequeñas cantidades de
carbono y otros elementos de disolución. La cementita es un compuesto de hierro con
el 7% de carbono aproximadamente, es de gran dureza y muy quebradiza. La perlita
es una mezcla de ferrita y cementita, con una composición específica y una estructura
características, sus propiedades con intermedias entre la de sus componentes. La
resistencia y su dureza de un acero que no ha sido tratado térmicamente dependen de
las proporciones de estos tres ingredientes. Cuanto mayor es el contenido en carbono
de un acero, menor es la cantidad de ferrita y mayor la de perlita: cuanto el acero tiene
un 0.8% de carbono, está por compuesto de perlita. El acero con cantidades de
carbono aún mayores es una mezcla de perlita y cementita.

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CAPITULO I:
GENERALIDADES
DEL ACERO

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I.- GENERALIDADES DEL ACERO
1.1. DEFINICIÓN DEL ACERO:
El acero es una aleación de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 3.5% que
le otorga mayor resistencia y pureza, alcanzando normalmente porcentajes entre el
0.2% y el 0.3% para aceros de bajo carbono, que son los utilizados para las
construcciones. Porcentajes mayores al 3.5% de carbono dan lugar a las fundiciones,
aleaciones que al ser frágiles y no poderse forjar, se moldean. Algunas veces otros
elementos de aleación específicos tales como el Cr (Cromo) o Ni (Níquel) se agregan
con propósitos determinados.
No se debe confundir el hierro con el acero, dado que el hierro es un metal en estado
puro al que se le mejoran sus propiedades físico-químicas con la adición de carbono y
demás elementos.
La gran variedad de aceros llevó a Siemens a definirlo como un compuesto de hierro
y otra sustancia que incrementa su resistencia.
Por la variedad y disponibilidad de los elementos primordiales que abundan en la
naturaleza ayudan facilitando de su producción en cantidades industriales, los aceros
son las aleaciones más utilizadas en la construcción de maquinarias, herramientas,
edificios y obras públicas, habiendo contribuido al alto nivel de desarrollo tecnológico
de las sociedades industriales.

1.2. RESEÑA HISTÓRICA:
Los metales inician su historia cuando el hombre se siente atraído por su brillo y se da
cuenta de que golpeándolos puede darles forma y fabricar así utensilios tan
necesarios para su supervivencia.
En el año 3000 a C., los arqueólogos descubrieron en Egipto los primeros utensilios de
este metal También se sabe que antes de esa época se empleaban adornos de hierro.
En el año 1500 a. C., fue descubierto en Medzamor el hierro para uso industrial, cerca
de Ereván, capital de Armenia y del monte Ararat. La tecnología del hierro se mantuvo
mucho tiempo en secreto, difundiéndose extensamente hacia el año 1200 a. C.
Los artesanos del hierro aprendieron a fabricar acero calentando hierro forjado y
carbón vegetal en recipientes de arcilla durante varios días, con lo que el hierro
absorbía suficiente carbono para convertirse en acero auténtico.
Hacia el 1.000 a.C. se fabricaba acero en el Próximo y Medio Oriente y en la India.
Después de forjar el hierro con martillos, los artesanos endurecían la superficie de sus
herramientas y armas calentándolas en carbón de leña al rojo vivo.
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En el año 400 a. C. armas como la falcata fueron producidas en la península Ibérica.
El acero wootz fue producido en India y en Sri Lanka desde aproximadamente el año
300 a. C.
Este temprano método utilizaba un horno de viento, soplado por los monzones (viento
que sopla en el sureste de Asia).
La China antigua bajo la dinastía Han, entre el 202 y el 220 d. C., creó acero al derretir
hierro forjado junto con hierro fundido (El fundido sin refinar), obteniendo así el mejor
producto de carbón intermedio, el acero, en torno al siglo I a. C. Junto con sus
métodos originales de forjar acero, los chinos también adoptaron los métodos de
producción para la creación de acero wootz, una idea traída de India a China hacia el
siglo V.
El acero crucible basado en distintas técnicas de producir aleaciones de acero
empleando calor lento y enfriando hierro puro y carbón, fue producido en Merv entre el
siglo IX y el siglo X.
En China, bajo la dinastía Song del siglo XI, hay evidencia de la producción de acero
empleando dos técnicas: una de un método "berganesco" que producía un acero de
calidad inferior por no ser homogéneo, y un precursor del moderno método Bessemer
el cual utilizaba una des carbonización a través de repetidos forjados bajo abruptos
enfriamientos.
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En 1740, el inglés Benjamín
Huntsman redescubrió el
procedimiento indio por
casualidad, al calentar una
mezcla de hierro y una
cantidad cuidadosamente
medida de carbón vegetal en
un crisol. Pese a la invención
de otros procedimientos,
siguió prefiriéndose el
método del crisol para
obtener acero de alta
calidad.
En 1856, el inventor inglés Henry Bessemer patentó un método más barato para
fabricar acero en serie. Bessemer construyó un recipiente cónico de acero forrado de

ladrillos refractarios que se llamó convertidor (se retira las impurezas del hierro
mediante la oxidación que surge por la elevación de la temperatura de la masa de
hierro, producida por aire en el hierro fundido). El hierro fundido se vertía en el
convertidor situado en posición vertical, y se hacía pasar aire a través de orificios
abiertos en la base. El "soplado", que duraba unos veinte minutos, resultaba
espectacular. El primer acero fabricado por este método era quebradizo por culpa del
oxígeno absorbido.
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En 1858, los hermanos Siemens patentaron un horno de solera para acero que
incorporaba sus pre-calentadores o "regeneradores". Pero no tuvo éxito hasta que lo
mejoraron dos hermanos franceses, Pierre y Emile Martín, en 1864.
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En 1948: Proceso del oxígeno básico. Tras la segunda guerra mundial se iniciaron
experimentos en varios países con oxígeno puro en lugar de aire para los procesos de
refinado del acero. El éxito se logró en Austria, cuando una fábrica de acero situada
cerca de la ciudad de Linz y de Donawitz desarrolló el proceso del oxígeno básico o L-D.
En 1950: Fundición continúa: En el método tradicional de moldeo, el acero fundido del
horno se vierte en moldes o lingotes y se deja enfriar. Luego se vuelven al calentar los
lingotes hasta que se ablandan y pasan a trenes de laminado, donde se reducen a
planchas de menor tamaño para tratamientos posteriores.
Hoy en día los arquitectos realizan sus diseños contemplando el uso intensivo del
acero, tratando de crear nuevas formas y lograr volúmenes a la vez caprichosos y
funcionales. Toman las bondades del metal como un reto para su imaginación. Si
algunas veces llegan al límite de la creatividad al proyectar y construir enormes
rascacielos con el acero como material principal, en otras ocasiones debe recurrir al
acero por necesidad, como en la construcción de enormes puentes requeridos para
superar obstáculos naturales.
Más allá de la monumentalidad, en sus aplicaciones para la industria de la
construcción el acero 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.
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1.3. EL HIERRO DE LOS METEORITOS
Mucho antes de aprender a utilizar los minerales ferrosos terrestres, los antiguos
trabajaron el hierro de los meteoritos. Según Mircea Eliade, cuando Hernán Cortés
preguntó a los jefes aztecas de dónde obtenían el hierro de sus cuchillos, éstos le
mostraron el cielo. Lo mismo que los mayas en Yucatán y los incas en Perú, los
aztecas utilizaron únicamente el hierro de los meteoritos, que tenía un valor superior al
del oro. Los meteoritos tenían una carga mítica que asombraba a los antiguos. No
eran rocas comunes, venían del cielo. Con ayuda del fuego, también mítico, los
herreros forjaban las rocas meteóricas y las convertían en estatuillas o armas. Esto no
se puede hacer con las rocas comunes porque se romperían con el impacto de los
martillos. De hecho, no todos los meteoritos son forjables. Aparte de los meteoritos
férricos, que sí lo son, en la Tierra han caído muchos de los llamados meteoritos
térreos que son como las rocas comunes.
Los guerreros dotados de armas de origen meteórico sentían el poder de los cielos en
las batallas. Probablemente de allí viene la conexión entre la siderurgia la industria del
hierro y lo sideral, que se relaciona con las estrellas. No muy lejos del Valle de
México, cayó en las cercanías de Toluca, hace 60 000 años aproximadamente, una
lluvia meteórica. Miles de fragmentos, con pesos que oscilaban entre décimas y
decenas de kilogramos, cayeron en unas colinas en los alrededores del poblado de
Xiquipilco. Se cree que un meteorito de cerca de 60toneladas se rompió en muchos

fragmentos al chocar con la atmósfera. No se sabe cuándo se inició el uso del hierro
de los meteoritos para la fabricación de cuchillos y hachas para los nativos mexicanos.
Sin embargo, todavía en 1776 había dos herreros en Xiquipilco dedicados al trabajo
del hierro de ese meteorito y lo conformaban para producir herrajes al gusto del
cliente.
En 1984 los astrónomos Javier González y Eduardo Gastéllum fueron a Xiquipilco en
busca de un trozo del meteorito. A pesar de que en el pueblo recibieron varias ofertas
de venta de trozos del meteorito a un precio razonable, se pasaron el día en las
colinas en una búsqueda que no los llevó a nada. Para encontrar ahora un trozo de
ese meteorito se requiere mucha suerte. Ya en 1776 se decía que era necesario
buscarlos al inicio de la temporada de lluvias, inmediatamente después de una lluvia
fuerte. Lavados por la lluvia hacían un buen contraste con la tierra, cosa que no
sucedía cuando estaban cubiertos de polvo con las piedras. El trozo de meteorito que
Javier y Eduardo compraron al regresar exhaustos al poblado de Xiquipilco también
parecía una piedra. Sólo que se sentía más pesado que una piedra del mismo
tamaño. En el laboratorio de metalurgia se pudo comprobar que efectivamente se
trataba de un meteorito. El análisis químico, amablemente proporcionado por Aceros
Solar, reveló la presencia de los siguientes elementos: hierro como base; níquel al
7.75%; algo de cobalto (0.5%) y otras impurezas.
La base de un análisis metalúrgico es la metalografía. La metalografía es una técnica
que permite conocer la estructura microscópica de los metales. Consiste en cortar un
trozo de metal (un centímetro cúbico es más que suficiente) y pulir a espejo una de
sus caras. Esa cara se ataca químicamente con la solución en alcohol etílico de ácido
nítrico conocida como nital. La estructura microscópica del meteorito Toluca es como
la de muchos metales producidos por el hombre y puede verse en la figura1. Se
parece a una barda de piedra. Las piedras de esa barda son los cristales que se
conocen como los granos. Las uniones entre grano y grano, que parecen la mezcla
con la que se unen las piedras en la barda, se llaman fronteras de grano. Son del
mismo material que los granos, pero algo desordenado. Con ayuda de un detector de
rayos X montado en un microscopio electrónico se pudo saber que no todos los granos
son iguales. Unos tienen más níquel que otros.
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Un grupo de granos, mayoritario, contiene el 7% de níquel. El otro grupo de granos,
intercalados entre los anteriores, contienen el 32%de níquel y se indican en la figura 1
con la letra 훿 . No hay ningún grano fuera de las dos categorías anteriores. La
termodinámica establece que las aleaciones de dos elementos, binarias, pueden tener
dos fases en equilibrio. En el caso del meteorito cada uno de los dos grupos de granos
constituye una fase. En el estado sólido, una fase se caracteriza completamente
diciendo cuál es su composición química y cuál es el arreglo cristalino de los
elementos. El grupo de granos mayoritario, que contiene el 7% de níquel, tiene un
arreglo cristalino cúbico centrado en el cuerpo. Esto quiere decir que los átomos en
cada grano se acomodan en una malla de cubos como se muestra en la figura 2. Los
átomos de hierro se colocan en las esquinas y en el centro delos cubos. Los átomos
de níquel se colocan sustituyendo al hierro de manera que aproximadamente 7 de
cada 100 sitios están ocupados por níquel y el resto por hierro. El grupo de granos con
32% de níquel tiene una red cristalina distinta a la red cúbica centrada en el cuerpo,
propia de las aleaciones ricas en hierro y del hierro puro a temperatura ambiente. Este
grupo de granos adopta la red cristalina que es propia de las aleaciones ricas en
níquel y del níquel puro; o del hierro a altas temperaturas. Es la red cúbica centrada en
las caras que se describe en la figura 2. Los átomos, de níquel o de hierro, se
acomodan en las esquinas de los cubos y en los centros de sus caras.
Aproximadamente 31 de cada 100 sitios se ocupan con níquel y el resto con hierro.
Toda la información acera de las diferentes fases que pueden tener las aleaciones de
hierro con níquel en un intervalo amplio de temperaturas que incluye los estados sólido
y líquido se resume en el diagrama de fases que se presenta en la figura 2. En la
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escala horizontal inferior usualmente se indica el porcentaje en peso del níquel. En el
extremo a la izquierda la aleación se reduce a hierro puro. Hacia la derecha se
incrementa el níquel hasta que al extremo derecho hay puro níquel. En la escala
vertical se indica la temperatura. Las curvas en el diagrama delimitan los campos
donde pueden existir las fases. La fase líquida está limitada por una curva que en el
extremo izquierdo parte de 1 538°C, que corresponde a la temperatura de fusión del
hierro puro, y en el extremo derecho toca en la temperatura de fusión del níquel que es
1455°C. Es notorio cómo un poco de níquel aleado al hierro baja su punto de fusión, y
lo mismo ocurre cuando un poco de hierro se agrega al níquel.
En el estado sólido hay tres campos donde existe una sola fase. Típicamente estas
fases se designan con letras griegas. La zona marcada con una α αα αincluye las
aleaciones que contienen entre 0 y 7% de níquel en el intervalo de temperatura entre 0
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y 900 grados aproximadamente. En esta región las aleaciones tienen una red cristalina
cúbica centrada en el cuerpo conocida como 훼. La zona central del diagrama se
encuentra cubierta por la fase 훿; las aleaciones en este campo de composiciones y
temperaturas tienen una red cristalina cúbica centrada en las caras. La fase 훿 en el
extremo superior izquierdo es también cúbica centrada en el cuerpo, pero se distingue
de la fase 훼 porque el cubo es un poco más grande. El resto del espacio en el
diagrama está cubierto por mezclas de dos fases. El espacio entre la fase líquida y la
fase 훿 corresponde a aleaciones donde coexisten la fase líquida y granos en la fase
훿. El espacio entre la fase 훼 y 훿 corresponde a aleaciones donde coexisten una
mezcla de granos de 훼 y de 훿, como es el caso del meteorito de Xiquipilco.
La composición química de los granos de 훼 y de 훿 γ se establece en el diagrama de
fases y depende de la temperatura. A una temperatura dada se marca una línea
horizontal. La abscisa donde la horizontal cruza la curva que limita al campo de la
fase 훼 marca el porcentaje de níquel de esta fase. El porcentaje de níquel en la fase 훿
se obtiene también en el cruce de la horizontal con la curva que limita este campo. Por
ejemplo, a 700°C existen granos de fase 훼 con 4% de níquel y 훿 con 10% del mismo
elemento.
Como en el meteorito de Xiquipilco existen granos 훼 con 7% de níquel y granos 훿 con
32% puede decirse que corresponden a una temperatura de equilibrio de
aproximadamente 500°C. Esto quiere decir que durante mucho tiempo el meteorito se
mantuvo a 500°C. ¿En dónde? No pudo ser en la Tierra, porque sobre su superficie la
temperatura ha sido inferior a 500°C durante la estancia terrestre del meteorito, que se
estima en 60 000 años. No pudo ser durante la entrada a la atmósfera de la Tierra
porque la caída ocurre en algunos segundos y no hay tiempo suficiente para producir
una transformación sensible en el interior del meteorito. Tampoco pudo ser durante su
viaje en el espacio exterior porque la temperatura interplanetaria es muy baja, algo así
como -270°C, muy cerca del cero absoluto. La clave podría estar en los granos.
Usualmente el tamaño de los granos en las aleaciones es de unas cuantas micras
(milésimas de milímetro). En cambio, los granos de este meteorito, como puede
estimarse en la figura 1, llegan a medir varios milímetros.
Con un enfoque experimental se pueden conseguir hierro y níquel puros; fundir el
hierro en el crisol; agregar el 7.75% de níquel; agitar el líquido para que se convierta
en una mezcla homogénea; enfriar muy lentamente y depositar la aleación líquida en
un molde que se mantenga en un horno a 500°C durante algún tiempo, una semana
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por ejemplo. El enfriamiento desde el estado líquido hasta los 500°C debe ser muy
lento para evitar la formación de fases fuera de equilibrio. Por eso a Goldstein le tomó
mucho tiempo elaborar el diagrama de fases de la figura 2, que terminó en 1965. Con
el procedimiento anterior efectivamente se obtiene una aleación con una composición
igual a la del meteorito (en un primer análisis se puede suponer que el cobalto no
cambiaría mucho las conclusiones). Los granos de las fases 훼 y 훿 tendrían también
las mismas composiciones. Lo único diferente es que los granos, especialmente los de
la fase 훿, serían mucho más chicos. En el meteorito los granos de la fase 훿 llegan a
rebasar un milímetro y los de 훼 son de más de 2 milímetros de ancho y llegan a medir
10 milímetros de largo, ambos distinguibles a simple vista.
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PROCESOS DE OBTENCIÓN DE ACERO
Se suelen obtener de dos maneras, por horno alto (usando mineral de hierro) o a
través del horno eléctrico.

 Horno Alto. La materia prima está formada por un 60% de mineral de hierro,
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un 30% de carbón de coque y un 10% fundente.
 Mineral de hierro. Se debe triturar, moler y separar la parte útil (mena) de la
no aprovechable.
 Carbón de Coque. Se crea artificialmente a partir de la hulla. Su función es:
 Producir el calor necesario para fundir la mena y generar las reacciones
químicas necesarios para que el óxido de hierro se convierta en arrabio.
 Soportar el peso de la materia prima introducida, así no se aplasta para
que pueda arder en la parte inferior y salgan los gases hacia la parte
superior del horno.
 Fundente. Compuesto por piedra caliza o cal (cuando tiene composición ácida.
Su función es:
 Reaccionar químicamente con la ganga que haya podido quedar en el
mineral arrastrándola hacia la parte superior de la masa líquida, y formando
lo que se denomina escoria.
 Bajar el punto de fusión de la ganga para que la escoria sea líquida.
Funcionamiento del horno alto.
El horno alto funciona ininterrumpidamente hasta que se rompe y es necesario hacerle
una reparación. Se le introduce la carga por la parte superior, está va bajando y su
temperatura aumentando hasta llegar al etalaje
(1650ºC) a esta temperatura la mena se transforma
en gotitas de hierro que se deposita en el crisol.
La cal (fundente) reacciona químicamente con la
ganga formando escoria, que flota sobre el hierro
fundido. Por un agujero que se llama bigotera o
piquera de escoria, se extrae cada dos horas la
escoria. La escoria es usada para fabricar cementos,
balastros de vías de ferrocarril y aislante térmico.

Cada cierto tiempo se abre la piquera de arrabio y se extrae el hierro liquido del crisol,
este hierro líquido se llama arrabio y contiene muchas impurezas (un exceso de
carbono) por ello no tiene aplicación. El arrabio se convierte en acero con el
convertidor o procedimiento L.D. Aunque el arrabio se solidifica en moldes especiales
formando lingotes. A la altura del etalaje se encuentra el anillo o morcilla (gran
diámetro) del que se extrae aire que se introduce en el horno a través de las toberas.
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TRANSFORMACIÓN DEL ARRABIO EN ACERO.
El arrabio posee un exceso de impurezas (azufre, fósforo, silicio, etc.) que se hace
demasiado frágil y poco adecuado para la fabricación de piezas industriales. La
solución consiste en eliminar la mayoría de estas impurezas en hornos adecuados,
denominados hornos de afino.
El horno más empleado en el afino del acero se denomina convertidor o procedimiento
LD. El transporte del arrabio desde el horno alto hasta el convertidor se lleva a cabo
mediante trenes equipados con depósitos especiales (torpedos)
Materia prima que usa el convertidor LD:
 Arrabio líquido, pero también se le pueden añadir pequeñas cantidades de
chatarra.
 Fundente. (Cal, que reacciona con las impurezas y forma la escoria que flota
sobre el metal fundido.
 Ferroaleaciones, que mejoran las propiedades del acero.
Características del horno convertidor.
 Interiormente está recubierto de ladrillo refractario.
 La producción por hornada suele ser unas 300 toneladas de acero de gran calidad.
 Cada hornada suele durar aprox. una hora.

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PRODUCCION Y REFINACION DE ARRABIO
El arrabio es el primer proceso que se realiza para obtener Acero, los materiales
básicos empleados son Mineral de Hierro, Coque y Caliza. El coque se quema como
combustible para calentar el horno, y al arder libera monóxido de carbono, que se
combina con los óxidos de hierro del mineral y los reduce a hierro metálico.
La ecuación de la reacción química fundamental de un alto horno es:
Fe2O3 + 3 CO => 3 CO2 + 2 Fe
La caliza de la carga del horno se emplea como fuente adicional de monóxido de
carbono y como sustancia fundente. Este material se combina con la sílice presente en
el mineral (que no se funde a las temperaturas del horno) para formar silicato de
calcio, de menor punto de fusión. Sin la caliza se formaría silicato de hierro, con lo que
se perdería hierro metálico. El silicato de calcio y otras impurezas forman una escoria
que flota sobre el metal fundido en la parte inferior del horno. El arrabio producido en
los altos hornos tiene la siguiente composición: un 92% de hierro, un 3 o 4% de
carbono, entre 0,5 y 3% de silicio, del 0,25% al 2,5% de manganeso, del 0,04 al 2% de
fósforo y algunas partículas de azufre.
El ALTO HORNO es virtualmente una planta química que reduce continuamente el
hierro del mineral. Químicamente desprende el oxígeno del óxido de hierro existente
en el mineral para liberar el hierro. Está formado por una cápsula cilíndrica de acero
forrada con un material no metálico y resistente al calor, como ladrillos refractarios y
placas refrigerantes. El diámetro de la cápsula disminuye hacia arriba y hacia abajo, y
es máximo en un punto situado aproximadamente a una cuarta parte de su altura total.
La parte inferior del horno está dotada de varias aberturas tubulares llamadas toberas,
por donde se fuerza el paso del aire. Cerca del fondo se encuentra un orificio por el
que fluye el arrabio cuando se sangra (o vacía) el alto horno. Encima de ese orificio,
pero debajo de las toberas, hay otro agujero para retirar la escoria. La parte superior
del horno, cuya altura es de unos 30 m, contiene respiraderos para los gases de
escape, y un par de tolvas redondas, cerradas por válvulas en forma de campana, por
las que se introduce la carga en el horno. Los materiales se llevan hasta las tolvas en
pequeñas vagonetas o cucharas que se suben por un elevador inclinado situado en el
exterior del horno.

Las materias primas se cargan (o se vacían) en la parte superior del horno. El aire,
que ha sido precalentado hasta los 1.030ºC aproximadamente, es forzado dentro de la
base del horno para quemar el coque. El coque en combustión genera el intenso calor
requerido para fundir el mineral y produce los gases necesarios para separar el hierro
del mineral. En forma muy simplificada las reacciones son:
Los altos hornos funcionan de forma continua. La materia prima que se va a introducir
en el horno se divide en un determinado número de pequeñas cargas que se
introducen a intervalos de entre 10 y 15 minutos. La escoria que flota sobre el metal
fundido se retira una vez cada dos horas, y el arrabio se sangra cinco veces al día.
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El aire insuflado en el alto horno se precalienta a una temperatura aproximada de
1.030 ºC. El calentamiento se realiza en las llamadas estufas, cilindros con estructuras
de ladrillo refractario. El ladrillo se calienta durante varias horas quemando gas de alto
horno, que son los gases de escape que salen de la parte superior del horno. Después
se apaga la llama y se hace pasar el aire a presión por la estufa. El peso del aire
empleado en un alto horno supera el peso total de las demás materias primas.
Esencialmente, el CO gaseoso a altas temperaturas tiene una mayor atracción por el
oxígeno presente en el mineral de hierro (Fe2O3) que el hierro mismo, de modo que
reaccionará con él para liberarlo. Químicamente entonces, el hierro se ha reducido en
el mineral. Mientras tanto, a alta temperatura, la piedra caliza fundida se convierte en
cal, la cual se combina con el azufre y otras impurezas. Esto forma una escoria que
flota encima del hierro derretido.
Después de la II Guerra Mundial se introdujo un importante avance en la tecnología de
altos hornos: la presurización de los hornos. Estrangulando el flujo de gas de los
respiraderos del horno es posible aumentar la presión del interior del horno hasta 1,7
atmósferas o más. La técnica de presurización permite una mejor combustión del
coque y una mayor producción de hierro. En muchos altos hornos puede lograrse un
aumento de la producción de un 25%. En instalaciones experimentales también se ha
demostrado que la producción se incrementa enriqueciendo el aire con oxígeno.
Cada cinco o seis horas, se cuelan desde la parte interior del horno hacia una olla de
colada o a un carro de metal caliente, entre 150 a 375 toneladas de arrabio. Luego se
transportan a un horno de fabricación de acero. La escoria flotante sobre el hierro
fundido en el horno se drena separadamente. Cualquier escoria o sobrante que salga
del horno junto con el metal se elimina antes de llegar al recipiente. A continuación, el
contenedor lleno de arrabio se transporta a la fábrica siderúrgica (Acería).
Los altos hornos modernos funcionan en combinación con hornos básicos de oxígeno
o convertidores al oxígeno, y a veces con hornos de crisol abierto, más antiguos, como
parte de una única planta siderúrgica. En esas plantas, los hornos siderúrgicos se
cargan con arrabio. El metal fundido procedente de diversos altos hornos puede
mezclarse en una gran cuchara antes de convertirlo en acero con el fin de minimizar el
efecto de posibles irregularidades de alguno de los hornos.
ACERO
24

El arrabio recién producido contiene demasiado carbono y demasiadas impurezas
para ser provechoso. Debe ser refinado, porque esencialmente, el acero es hierro
altamente refinado que contiene menos de un 2% de carbono.
El hierro recién colado se denomina "arrabio". El oxígeno ha sido removido, pero aún
contiene demasiado carbono (aproximadamente un 4%) y demasiadas impurezas
(silicio, azufre, manganeso y fósforo) como para ser útil, para eso debe ser refinado,
porque esencialmente el acero es hierro altamente refinado que contiene menos de un
2% de carbono. La fabricación del acero a partir del arrabio implica no sólo la
remoción del carbono para llevarlo al nivel deseado, sino también la remoción o
reducción de las impurezas que contiene. Se pueden emplear varios procesos de
fabricación de acero para purificar o refinar el arrabio; es decir, para remover sus
impurezas. Cada uno de ellos incluye el proceso básico de oxidación.
ACERO
25
REFINACION DEL ARRABIO:
En el alto horno, el oxígeno fue removido del mineral por la acción del CO (monóxido
de carbono) gaseoso, el cual se combinó con los átomos de oxígeno en el mineral
para terminar como CO2gaseoso (dióxido de carbono). Ahora, el oxígeno se empleará
para remover el exceso de carbono del arrabio. A alta temperatura, los átomos de
carbono (C) disueltos en el hierro fundido se combinan con el oxígeno para producir
monóxido de carbono gaseoso y de este modo remover el carbono mediante el
proceso de oxidación. En forma simplificada la reacción es:
REFINACIÓN Y DESGASIFICACIÓN Refinación y
Cualquier proceso de producción de acero a partir del Arrabio consiste en quemar el
exceso de carbono y otras impurezas presentes en el hierro. Una dificultad para la
fabricación del acero es su elevado punto de fusión, 1.400ºC aproximadamente, que
impide utilizar combustibles y hornos convencionales.

Para superar esta dificultad, se han desarrollado 3 importantes tipos de hornos para el
refinamiento del Acero, en cada uno de estos procesos el oxígeno se combina con las
impurezas y el carbono en el metal fundido. El oxígeno puede introducirse
directamente mediante presión dentro o sobre la carga a través del oxígeno en el aire,
o en forma de óxidos de hierro o herrumbre en la chatarra. Esto oxidará algunas
impurezas, las que se perderán como gases, mientras otras impurezas reaccionarán
con la piedra caliza fundida para formar una escoria que será colada posteriormente.
ACERO
26
1.4. PROCESO DE FABRICACIÓN DEL ACERO
El proceso de fabricación se divide básicamente en dos fases: la fase de fusión y la
fase de afino.
Fase de fusión
Una vez introducida la chatarra en el horno y
los agentes reactivos y escorificantes
(principalmente cal) se desplaza la bóveda
hasta cerrar el horno y se bajan los electrodos
hasta la distancia apropiada, haciéndose saltar
el arco hasta fundir completamente los
materiales cargados. El proceso se repite hasta
completar la capacidad del horno,
constituyendo este acero una colada.
Fase de afino
El afino se lleva a cabo en dos etapas. La primera en el propio horno la segunda en un
horno cuchara. En el primer afino se analiza la composición del baño fundido y se
procede a la eliminación de impurezas y elementos indeseables (silicio, manganeso,
fósforo, etc.) y realizar un primer ajuste de la composición química por medio de la
adición de ferroaleaciones que contienen los elementos necesarios (cromo, niquel,
molibdeno, vanadio, titanio, etc.).
El acero obtenido se vacía en una cuchara de colada, revestida de material refractario,
que hace la función de cuba de un segundo horno de afino en el que termina de
ajustarse la composición del acero y de dársele la temperatura adecuada para la
siguiente fase en el proceso de fabricación.

ACERO
27
La colada continúa
La colada continua es un procedimiento siderúrgico en el que el acero se vierte
directamente en un molde de fondo desplazable, cuya sección transversal tiene la
forma geométrica del semiproducto que se desea fabricar; en nuestro caso la
palanquilla.
La laminación
Las palanquillas no son utilizables directamente, debiendo transformarse en productos
comerciales por medio de la laminación o forja en caliente. De forma simple,
podríamos describir la laminación como un proceso en el que se hace pasar al
semiproducto (palanquilla) entre dos rodillos o cilindros, que giran a la misma
velocidad y en sentidos contrarios, reduciendo su sección transversal gracias a la
presión ejercida por éstos. En este proceso se aprovecha la ductilidad del acero, es
decir, su capacidad de deformarse, tanto mayor cuanto mayor es su temperatura. De
ahí que la laminación en caliente se realice a temperaturas comprendidas entre
1.250ºC, al inicio del proceso, y 800 ºC al final del mismo. La laminación sólo permite
obtener productos de sección constante, como es el caso de las barras corrugadas.
1.5. TIPOS DE HORNOS
HORNO DE HOGAR ABIERTO O CRISOL
El HORNO DE HOGAR ABIERTO semeja un horno enorme, y se le denomina de esta
manera porque contiene en el hogar (fondo) una especie
de piscina larga y poco profunda (6m de ancho, por 15 m
de largo, por 1 m de profundidad, aproximadamente).
El horno se carga en un 30% a un 40% con chatarra y
piedra caliza, empleando aire pre-calentado, combustible
líquido y gas para la combustión, largas lenguas de fuego
pasan sobre los materiales, fundiéndolos. Al mismo tiempo, se quema (o se oxida) el
exceso de carbono y otras impurezas como el fósforo, silicio y manganeso. Este
proceso puede acelerarse introduciendo tubos refrigerados por agua (lanzas), los que
suministran un grueso flujo de oxígeno sobre la carga. Periódicamente, se revisan
muestras de la masa fundida en el laboratorio para verificar la composición
empleando un instrumento denominado espectrómetro. También se determinan los
niveles de carbono. Si se está fabricando acero de aleación, se agregarán los

elementos de aleación deseados. Cuando las lecturas de composición son correctas,
el horno se cuela y el acero fundido se vierte en una olla de colada.
El proceso completo demora de cinco a ocho horas, mientras que el Horno de
Oxígeno Básico produce la misma cantidad de acero en 45 minutos
aproximadamente. Debido a esto, este horno ha sido virtualmente reemplazado por el
de Oxígeno Básico.
ACERO
28
HORNO DE OXÍGENO BÁSICO
Es un horno en forma de pera que puede producir una
cantidad aproximadamente de 300 toneladas de acero
en alrededor de 45 minutos.
El horno se inclina desde su posición vertical y se carga
con chatarra de acero fría (cerca de un 25%) y luego con
hierro derretido, después de ser devuelto a su posición vertical, se hace descender
hacia la carga una lanza de oxígeno refrigerada por agua y se fuerza sobre ella un
flujo de oxígeno puro a alta velocidad durante 20 minutos. Este actúa como fuente de
calor y para la oxidación de las impurezas.
Tan pronto como el chorro de oxígeno comienza, se agrega la cal y otros materiales
fundentes. La reacción química resultante desarrolla una temperatura aproximada de
1.650º C. El oxígeno se combina con el exceso de carbono acabando como gas y se
combina también con las impurezas para quemarlas rápidamente. Su residuo es
absorbido por la capa flotante de escoria. Después de haberse completado la
inyección de oxígeno, se analiza el contenido de carbono y la composición química de
diversas muestras de la masa fundida. Cuando la composición es correcta, el horno
se inclina para verter el acero fundido en una olla de colada.
Aunque se pueden producir algunos aceros de aleación con este proceso, el ciclo de
tiempo aumenta considerablemente, eliminando así su ventaja principal.
Consecuentemente, el proceso de oxígeno básico, como el del hogar abierto, se
emplea generalmente para producir altos tonelajes de acero con un bajo nivel de
carbono, que son los de mayor consumo. Estos aceros con bajo nivel de carbono se
utilizan para barras, perfiles y planchas gruesas y delgadas.

ACERO
29
HORNO DE ARCO ELÉCTRICO
Es el más versátil de todos los hornos para fabricar acero.
No solamente puede proporcionar altas temperaturas, hasta
1.930ºC, sino que también puede controlarse eléctricamente
con un alto grado de precisión. Debido a que no se
emplea combustible alguno, no se introduce ningún tipo de
impurezas. El resultado es un acero más limpio.
Consecuentemente, puede producir todo tipo de aceros, desde aceros con regular
contenido de carbono hasta aceros de alta aleación, tales como aceros para
herramientas, aceros inoxidables y aceros especiales para los cuales se emplea
principalmente. Otra ventaja sobre el Horno de Oxígeno Básico es que puede operar
con grandes cargas de chatarra y sin hierro fundido.
El Horno de Arco Eléctrico se carga con chatarra de acero cuidadosamente
seleccionada. El arrabio fundido se emplea raramente. Si la carga de chatarra es muy
baja en carbono, se agrega coque (el cual es casi puro carbono) o electrodos de
carbono de desecho, para aumentar así su nivel.
Al aplicarse la corriente eléctrica, la formación del arco entre los electrodos gigantes
produce un calor intenso. Cuando la carga se ha derretido completamente, se
agregan dentro del horno cantidades medidas de los elementos de aleación
requeridos. La masa fundida resultante se calienta, permitiendo que se quemen las
impurezas y que los elementos de aleación se mezclen completamente.
Para acelerar la remoción del carbono, el oxígeno gaseoso se introduce generalmente
en forma directa dentro de acero fundido por medio de un tubo o lanza. El oxígeno
quema el exceso de carbono y algunas de las impurezas, mientas otras se
desprenden como escoria por la acción de varios fundentes.
Cuando la composición química de la masa fundida cumple con las especificaciones,
el horno se inclina para verter el acero fundido dentro de una olla de colada. Este
horno puede producir una hornada de acero en un período de dos a seis horas,
dependiendo del horno individual.

1.6. PROCESO DE VACIO (DESGASIFICACIÓN) DEL ACERO FUNDIDO.
Después de ser producido en cualquiera de los hornos de fabricación de acero, el
acero derretido puede refinarse aún más para producir acero de alza pureza y
homogeneidad. Esto se logra removiendo los gases (oxígeno, hidrógeno y nitrógeno)
en el acero derretido que fueron absorbidos o formados durante el proceso de
fabricación. Si los gases no se remueven antes que el acero se solidifique, su
presencia o sus reacciones con otros elementos en el acero puede producir defectos
tales como: inclusiones (partículas sólidas de óxido), sopladuras (bolsas de gas),
descascarillamiento (grietas internas) y fragilidad (pérdida de ductibilidad).
La desgasificación del acero fundido se lleva a cabo exponiéndolo a un vacío. La
presión enormemente reducida sobre la superficie del líquido permite que los gases
escapen.
El acero fundido puede desgasificarse de varias maneras. Las dos más comunes son:
ACERO
30
 DESGASIFICACION POR FLUJO
 DESGASIFICACION EN LA OLLA DE COLADA.
DESGASIFICACION POR FLUJO
En este proceso, el acero fundido se vierte desde la olla de colada dentro de una
lingotera, la cual está completamente encerrada en una cámara de vacío. Mientras el
flujo de acero fundido cae dentro del vacío, se separa en gotitas. Debido a la reducida
presión sobre el líquido, los gases disueltos revientan y se extraen fuera de la cámara
por medio de una bomba de vacío. Libre ya de gases en la lingotera, éste se solidifica
en un acero de alta pureza.
DESGASIFICACION EN LA OLLA DE COLADA.
En este proceso, el acero derretido se desgasifica en la olla de colada. Se hace
descender un recipiente de vacío calentado de modo que su boquilla de absorción
quede por debajo del nivel líquido del acero fundido.
La presión atmosférica impulsa el acero fundido hacia arriba dentro de la cámara de
vacío, en donde los gases revientan y se extraen mediante la bomba de vacío. La
elevación del recipiente de vacío permite que el acero fundido fluya de vuelta, por la
fuerza de gravedad, dentro de la olla de colada. Este ciclo se repite varias veces hasta
que la totalidad el acero fundido en la olla se ha desgasificado.

ACERO
31
1.7. ESTRUCTURA ATÓMICA DEL ACERO
El acero está constituido por 2 estructuras principales:
 La estructura cúbica centrada en la cara (face centred cubic structure, fcc) se
produce arriba de los 910 °C. Está indicada por un átomo en cada vértice y un
átomo en cada cara del cubo. Los metales que cristalizan en esta estructura
son: hierro gama, cobre, plata, platino, oro, plomo y níquel.
 La estructura cúbica centrada en el cuerpo (body centred cubic structure, bcc).
se produce abajo de los 910 °C.
 Cada átomo de la estructura, está rodeado por ocho átomos adyacentes y los
átomos de los vértices están en contacto según las diagonales del cubo.
 Se dice que las dos anteriores estructuras no pueden ser las más densas que
puede tener un metal, existe la estructura hexagonal compacta. Estos cambios
son fundamentales en la tecnología metalúrgica del acero.

1.8. TIPOS:
Los diferentes tipos de acero se clasifican de acuerdo a los elementos de aleación que
producen distintos efectos en el acero:
ACERO
32
1.8.1. ACEROS AL CARBONO
Más del 90 por ciento de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros
contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65 por ciento de manganeso,
el 0,60 por ciento de silicio y el 0,60 por ciento de cobre. Entre los productos
fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor
parte de las estructuras de construcción de acero, cascos de buques, somieres y
horquillas.

ACERO
33

ACERO
34
1.8.2. ACEROS ALEADOS
Estos aceros contienen una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros
elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los
aceros al carbono normales.
Estos aceros de aleación se pueden subclasificar en:
 Estructurales Son aquellos aceros que se emplean para diversas artes de
máquinas, tales como engranajes, ejes y palancas. Además se utilizan en las
estructuras de edificios, construcción de chasis de automóviles, puentes, barcos y
semejantes. El contenido de la aleación varía desde 0,25 por ciento a 6 por ciento.

 Para herramientas Aceros de alta calidad que se emplean en herramientas para
cortar y modelar metales y no-metales. Por lo tanto, son materiales empleados
para cortar y construir herramientas tales como taladros, escariadores, fresas,
terrajas y machos de roscar.
ACERO
35

 Especiales Los aceros de Aleación especiales son los aceros inoxidables y
aquellos con un contenido de cromo generalmente superior al 12 por ciento. Estos
aceros de gran dureza y alta resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión,
se emplean en turbinas de vapor, engranajes, ejes y rodamientos.
ACERO
36

ACERO
37
1.8.3. ACEROS DE BAJA ALEACIÓN ULTRARRESISTENTES
Esta familia es la más reciente de las cuatro grandes clases de acero. Los aceros de
baja aleación son más baratos que los aceros aleados convencionales ya que
contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleación. Sin embargo,
reciben un tratamiento
especial que les da una
resistencia mucho mayor
que la del acero al carbono.
Por ejemplo, los vagones
de mercancías
(contenedores) fabricados
con aceros de baja
aleación pueden
transportar cargas más
grandes porque sus
paredes son más delgadas
que lo que sería necesario
en caso de emplear acero
al carbono. Además, como
los vagones de acero de
baja aleación pesan menos, las cargas pueden ser más pesadas. En la actualidad se
construyen muchos edificios con estructuras de aceros de baja aleación. Las vigas
pueden ser más delgadas sin disminuir su resistencia, logrando un mayor espacio
interior en los edificios.
1.8.4. ACEROS INOXIDABLES
Los aceros inoxidables contienen
cromo, níquel y otros elementos de
aleación, que los mantienen
brillantes y resistentes a la
herrumbre y oxidación a pesar de
la acción de la humedad o de
ácidos y gases corrosivos.
Algunos aceros inoxidables son
muy duros; otros son muy
resistentes y mantienen esa
resistencia durante largos periodos
a temperaturas extremas. Debido a
sus superficies brillantes, en
arquitectura se emplean muchas
veces con fines decorativos.
El acero inoxidable se utiliza para
las tuberías y tanques de refinerías
de petróleo o plantas químicas,

para los fuselajes de los aviones o para cápsulas espaciales.
También se usa para fabricar instrumentos y equipos quirúrgicos, o para fijar o sustituir
huesos rotos, ya que resiste a la acción de los fluidos corporales.
En cocinas y zonas de preparación de alimentos los utensilios son a menudo de acero
inoxidable, ya que no oscurece los alimentos y pueden limpiarse con facilidad.
ACERO
38

ACERO
39
1.9. CLASES:
1.9.1. EN BARRAS LISAS Y PERFILES:
Productos laminados en caliente de diversas secciones transversales que tienen en
común las siguientes características: la altura h, es igual o mayor de 80mm; las
superficies del alma se empalman con las caras interiores de las alas; las alas son
generalmente simétricas y de igual ancho; las caras exteriores de las alas son
paralelas; las alas pueden ser de espesor decreciente desde el alma hacia los bordes,
en este caso los perfiles se denominan de "alas inclinadas", o de espesor uniforme las
que se denominan de alas paralelas.
a) Ángulos de Alta Resistencia Grado 50:
Producto de acero laminado en caliente cuya sección transversal
está formada por dos alas de igual longitud, en ángulo recto.
b) Ángulos Estructurales:
Producto de acero laminado en caliente cuya sección transversal
está formada por dos alas de igual longitud, en ángulo recto.
c) Barras Calibradas:
Barra de acero laminado en caliente y calibrado en frío; se
caracterizan por su alta exactitud dimensional y buena calidad
superficial.
d) Barras Cuadradas:
Producto de acero laminado en caliente de sección cuadrada.
e) Barras Cuadradas Ornamentales:
Producto de acero laminado en caliente de sección cuadrada de
lados cóncavos, que lo convierte en un elemento decorativo de
gran belleza.
f) Barras Hexagonales:
Producto laminado en caliente de sección hexagonal, de
superficie lisa.
g) Barras Redondas Lisas:
Producto laminado en caliente de sección circular, de superficie
lisa.

ACERO
40
1.9.2. BARRAS DE CONSTRUCCIÓN:
Barras de acero de sección redonda con la superficie estriada, o con resaltes, para
facilitar su adherencia al concreto al utilizarse en la industria de la construcción. Se
fabrican cumpliendo estrictamente las especificaciones que señalan el límite de
fluencia, resistencia a la tracción y su alargamiento. Las especificaciones señalan
también las dimensiones y tolerancias. Se les conoce como barras para la
construcción, barras deformadas y en Venezuela con el nombre de cabillas. Las barras
para construcción se identifican por su diámetro, que puede ser en pulgadas o
milímetros. Las longitudes usuales son de 9 y 12 metros de largo.
a) Fierro Corrugado ASTM A706:
Barras de acero micro aleado de alta ductilidad, rectas de sección
circular, con resaltes Hi-bond de alta adherencia con el concreto.
b) Fierro Corrugado ASTM A615-GRADO 60:
Barras de acero rectas de sección circular, con resaltes Hi-bond
de alta adherencia con el concreto.
c) Corrugado 4.7 mm:
Varillas de acero corrugadas obtenidas por laminado en frío.
d) Nuevos Estribos Corrugados:
Para Columnas y vigas

ACERO
41
1.9.3. ALAMBRONES Y DERIVADOS:
Redondos que son laminados en caliente a partir de palanquillas, a una sección recta
aproximadamente redonda en rollos de una longitud continúa. Los productos en barras
pueden haber sufrido una deformación en frío controlada, por ejemplo un estirado o
torzonado alrededor de su eje longitudinal.
a) Alambre Negro Recocido:
Es un alambre de acero de bajo carbono, obtenido por
traficación y con posterior tratamiento térmico de recocido
que le otorga excelente ductilidad y maleabilidad,
conservando suficiente resistencia mecánica para trabajar.
b) Alambrón Liso para Construcción:
Es un producto laminado en caliente de sección circular y de
superficie lisa.
c) Alambrón para Trefilería:
Producto de acero fabricado por laminación en caliente, de
sección circular y de superficie lisa.

1.10. ESTRUCTURA DEL ACERO:
Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas
dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribución en el hierro. Antes
del tratamiento térmico, la mayor parte de los aceros son una mezcla de tres
sustancias: ferrita, perlita y cementita.
ACERO
42
a) La ferrita:
Blanda y dúctil, es hierro con pequeñas cantidades de carbono y
otros elementos en disolución.
b) La cementita:
Un compuesto de hierro con el 7% de carbono
aproximadamente, es de gran dureza y muy quebradiza.
c) La perlita:
Es una profunda mezcla de ferrita y cementita, con una
composición específica y una estructura característica, y sus
propiedades físicas son intermedias entre las de sus dos
componentes.
La resistencia y dureza de un acero que no ha sido tratado térmicamente depende de
las proporciones de estos tres ingredientes. Cuanto mayor es el contenido en carbono
de un acero, menor es la cantidad de ferrita y mayor la de perlita: cuando el acero
tiene un 0,8% de carbono, está por completo compuesto de perlita. El acero con
cantidades de carbono aún mayores es una mezcla de perlita y cementita. Al elevarse
la temperatura del acero, la ferrita y la perlita se transforman en una forma alotrópica
de aleación de hierro y carbono conocida como austenita, que tiene la propiedad de
disolver todo el carbono libre presente en el metal. Si el acero se enfría despacio, la
austenita vuelve a convertirse en ferrita y perlita, pero si el enfriamiento es repentino la
austenita se convierte en martensita, una modificación alotrópica de gran dureza
similar a la ferrita pero con carbono en solución sólida.

ACERO
43
1.11. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ACERO:
Es una aleación de diversos elementos, entre ellas están el carbono, magnesio,
silicio, cromo, níquel y vanadio.
 El carbono: es el que determina sus propiedades mecánicas. A mayor
contenido de carbono la dureza, la resistencia, la tracción y el límite elástico
aumentan. Por el contrario, disminuye la ductibilidad y la tenacidad.
 El magnesio es adicionado en forma de ferro magnesio, aumenta la forjabilidad
del acero, su templacidad y resistencia al impacto, así como disminuye en su
ductibilidad.
 El silicio se adiciona en proporciones que varían de 0.05% a 0.5%. Se incluye
en la aleación para propósitos de oxidación, pues se combinan con oxígeno
disuelto en la mezcla.
 El cromo incrementa la resistencia a la abrasión y a la templacidad.
 El níquel mejora la resistencia al impacto y calidad superficial.
 El vanadio mejora la templacidad.
 El fósforo, al igual que el Azufre, en algunos tipos de aceros se agrega
deliberadamente para aumentar su resistencia a la tensión y mejorar la
maquinabilidad; pero reduce la ductilidad y la resistencia al impacto.
COMPOSICION
Aleación Cantidad
Hierro 92%
Carbono 3 o 4%
Silicio 3%
Magnesio 0.25 al 2.5%
Fosforo y algunas partículas de Azufre 2%

1.12. TRATAMIENTO TÉRMICO DEL ACERO:
El proceso básico para endurecer el acero mediante
tratamiento térmico consiste en calentar el metal hasta una
temperatura a la que se forma austenita, generalmente
entre los 750 y 850 ºC, y después enfriarlo con rapidez
sumergiéndolo en agua o aceite. Estos tratamientos de
endurecimiento, que forman martensita, crean grandes
tensiones internas en el metal, que se eliminan mediante el temple o el recocido, que
consiste en volver a calentar el acero hasta una temperatura menor. El temple reduce
la dureza y resistencia y aumenta la ductilidad y la tenacidad. El objetivo fundamental
del proceso de tratamiento térmico es controlar la cantidad, tamaño, forma y
distribución de las partículas de cementita contenidas en la ferrita, que a su vez
determinan las propiedades físicas del acero. Hay muchas variaciones del proceso
básico. Los ingenieros metalúrgicos han descubierto que el cambio de austenita a
martensita se produce en la última fase del enfriamiento, y que la transformación se ve
acompañada de un cambio de volumen que puede agrietar el metal si el enfriamiento
es demasiado rápido. Se han desarrollado tres procesos relativamente nuevos para
evitar el agrietamiento. En el templado prolongado, el acero se retira del baño de
enfriamiento cuando ha alcanzado la temperatura en la que empieza a formarse la
martensita, y a continuación se enfría despacio en el aire.
En el mar templado, el acero se retira del baño en el mismo momento que el templado
prolongado y se coloca en un baño de temperatura constante hasta que alcanza una
temperatura uniforme en toda su sección transversal. Después se deja enfriar el acero
en aire a lo largo del rango de temperaturas de formación de la martensita, que en la
mayoría de los aceros va desde unos 300 ºC hasta la temperatura ambiente. En el
austemplado, el acero se enfría en un baño de metal o sal mantenido de forma
constante a la temperatura en que se produce el cambio estructural deseado, y se
conserva en ese baño hasta que el cambio es completo, antes de pasar al enfriado
final. Hay también otros métodos de tratamiento térmico para endurecer el acero. En la
cementación, las superficies de las piezas de acero terminadas se endurecen al
calentarlas con compuestos de carbono o nitrógeno. Estos compuestos reaccionan
con el acero y aumentan su contenido de carbono o forman nitruros en su capa
superficial.
ACERO
44

ACERO
45
1.13. PROPIEDADES DEL ACERO:
4450 kg/cm2 ≤ Límite de fluencia (fy) ≤ 5100 kg/cm2
Resistencia a la tracción: σt ≥6450 kg/cm2
1.13.1. PROPIEDADES FÍSICAS DEL ACERO:
Aunque es difícil establecer las propiedades físicas y mecánicas del acero debido
a que estas varían con los ajustes en su composición y los diversos tratamientos
térmicos, químicos o mecánicos, con los que pueden conseguirse aceros con
combinaciones de características adecuadas para infinidad de aplicaciones, se
pueden citar algunas propiedades genéricas:
 Su densidad media es de 7850 kg/m³. En función de la temperatura el acero se
puede contraer, dilatar o fundir.
 El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación y los porcentajes de
elementos aleantes. El de su componente principal, el hierro es de alrededor
de 1.510 °C en estado puro (sin alear), sin embargo el acero presenta
frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1.375 °C, y en general
la temperatura necesaria para la fusión aumenta a medida que se aumenta el
porcentaje de carbono y de otros aleantes, (excepto las aleaciones auténticas
que funden de golpe). Por otra parte el acero rápido funde a 1.650 °C. Su punto
de ebullición es de alrededor de 3.000 °C.
1.13.2. PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO
 Tenacidad:
Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir fisuras
(resistencia al impacto). El acero es un material muy tenaz, especialmente en
alguna de las aleaciones usadas para fabricar herramientas.
 Ductilidad:
Es relativamente dúctil. Con él se obtienen hilos delgados llamados alambres.
Un aumento de la temperatura en un elemento de acero provoca un aumento
en la longitud del mismo. Este aumento en la longitud puede valorarse por la
expresión: δL = α δ t° L, siendo a el coeficiente de dilatación, que para el acero
vale aproximadamente 1,2 · 10−5 (es decir α = 0,000012).
El acero se dilata y se contrae según un coeficiente de dilatación similar al
coeficiente de dilatación del hormigón, por lo que resulta muy útil su uso
simultáneo en la construcción, formando un material compuesto que se
denomina hormigón armado.
 Maleable:
Se pueden obtener láminas delgadas llamadas hojalata. La hojalata es una
lámina de acero, de entre 0,5 y 0,12 mm de espesor, recubierta, generalmente
de forma electrolítica, por estaño.

ACERO
46
 Resistencia al desgaste:
Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en
contacto de fricción con otro material.
 Maquinabilidad:
Es la facilidad que posee un material que permitir el proceso de mecanizado.
Permite una buena mecanización en máquinas herramientas antes de recibir
un tratamiento térmico.
 Dureza:
La densidad promedio del acero es 7850 kg/m3. Es la resistencia que ofrece un
acero para dejarse penetrar. La dureza de los aceros varía entre la del hierro y
la que se puede lograr mediante su aleación u otros procedimientos térmicos o
químicos entre los cuales quizá el más conocido sea el templado del acero,
aplicable a aceros con alto contenido en carbono, que permite, cuando es
superficial, conservar un núcleo tenaz en la pieza que evite fracturas frágiles.
Aceros típicos con un alto grado de dureza superficial son los que se emplean
en las herramientas de mecanizado, denominados aceros rápidos que
contienen cantidades significativas de cromo, wolframio, molibdeno y vanadio.
Los ensayos tecnológicos para medir la dureza son Brinell, Vickers y Rockwell,
entre otros.
 Conductividad eléctrica:
Posee una alta conductividad eléctrica en las líneas aéreas de alta tensión se
utilizan con frecuencia conductores de aluminio con alma de acero
proporcionando éste último la resistencia mecánica necesaria para incrementar
los vanos entre la torres y optimizar el coste de la instalación.
1.13.3. PROPIEDADES TÉRMICAS:
 Conductividad eléctrica: Es la facilidad que presenta un material para dejar
pasar a través de él la corriente eléctrica. Este fenómeno se produce por una
diferencia de potencial entre los extremos del metal.
 Conductividad térmica: Es la facilidad que presenta un material para dejar
pasar a través de él una cantidad de calor. El coeficiente de conductividad
térmica k nos da la cantidad de calor que pasaría a través de un determinado
metal en función de su espesor y sección.
 Dilatación: Es el aumento de las dimensiones de un metal al incrementarse la
temperatura. No es uniforme ni sigue leyes determinadas.

ACERO
47
1.13.4. PROPIEDADES QUÍMICAS.
La actividad química del metal depende de las impurezas que contenga y de la
presencia de elementos que reaccionan con estas, dependiendo también en menor
medida de la temperatura y zonas de contacto. Distinguimos fundamentalmente dos
reacciones: oxidación y corrosión.
 Oxidación:
La oxidación se produce cuando se combina el oxígeno del aire y el metal. La
oxidación es superficial, produciéndose en la capa más externa del metal y protegien-do
a las capas interiores de la llamada oxidación total. El óxido no es destructivo.
 Corrosión:
Se considera corrosión a toda acción que ejercen los diversos agentes químicos sobre
los metales, primeramente en la capa superficial y posteriormente en el resto. Cuando
es producida por el oxígeno y usando como catalizador el agua, la corrosión es
progresiva desde la capa superficial hasta el interior del metal lo que provoca su total
destrucción.
Corrosión general: Cuando es en toda la superficie, se protege con facilidad.
Corrosión intercristalina: Se debe a las impurezas y no se advierte a simple vista.
Corrosión localizada: Se localiza en sitios poco visibles y pasa desapercibida hasta
que se rompe la pieza.

ACERO
48
1.14. CARACTERÍSTICAS DEL ACERO:
1.14.1. CARACTERÍSTICAS POSITIVAS DEL ACERO:
 Trabajabilidad: Se pueden cortar y perforar a pesar de que es muy resistente
y aun así siguen manteniendo su eficacia.
 Soldabilidad: Es un material que se puede unir por medio de soldadura y
gracias a esto se pueden componer una serie de estructuras con piezas rectas
 Forjabilidad: Significa que al calentarse y al darle martillazos se les puede dar
cualquier forma deseada
 Alta resistencia mecánica: Los aceros son materiales con alta resistencia
mecánica al someterlos a esfuerzos de tracción y compresión y lo soportan por
la contribución química que tienen los aceros. Por medio de los ensayos de
laboratorio se determina la resistencia a tracción y a compresión evaluando su
límite elástico y el esfuerzo de rotura.
 Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse
erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material.
1.14.2. CARACTERÍSTICAS NEGATIVAS DEL ACERO:
 Oxidación: Los aceros tienen una alta capacidad de oxidarse si se exponen al
aire y al agua simultáneamente y se puede producir corrosión del material si se
trata de agua salina.
 Transmisor de calor y electricidad: El acero es un alto transmisor de
corriente y a su vez se debilita mucho a altas temperaturas, por lo que es
preferible utilizar aceros al níquel o al aluminio o tratar de protegerlos haciendo
ventilados y evitar hacer fábricas de combustible o plásticos con este tipo de
material. Estas dos desventajas son manejables teniendo en cuenta la
utilización de los materiales y el mantenimiento que se les dé a los mismos.

ACERO
49
CAPITULO II:
UTILIZACION
DEL ACERO

ACERO
50
II.- UTILIZACIÓN DEL ACERO
2.1.- VENTAJAS Y DESVENTAJAS:
2.1.1.- VENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL:
Para su uso en construcción, el acero se distribuye en perfiles, siendo éstos de
diferentes características según su forma y dimensiones y debiéndose usar
específicamente para una función concreta, ya sean vigas o pilares.
 Alta resistencia:
La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que será poco el peso
de las estructuras, esto es de gran importancia en puentes de grandes claros.
 Uniformidad:
Las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el tiempo como es
el caso de las estructuras de concreto reforzado.
 Durabilidad:
Si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado duraran
indefinidamente.
 Ductilidad:
La ductilidad es la propiedad que tiene un material de soportar grandes
deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. La naturaleza dúctil de
los aceros estructurales comunes les permite fluir localmente, evitando así
fallas prematuras.
 Tenacidad:
Los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y ductilidad.
La propiedad de un material para absorber energía en grandes cantidades se
denomina tenacidad.
 Otras ventajas importantes del acero estructural son:
 Gran facilidad para unir diversos miembros por medio de varios tipos de
conectores como son la soldadura, los tornillos y los remaches.
 Posibilidad de prefabricar los miembros de una estructura.
 Rapidez de montaje.
 Gran capacidad de laminarse y en gran cantidad de tamaños y formas.
 Resistencia a la fatiga.
 Posible rehúso después de desmontar una estructura.

ACERO
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2.1.2.- DESVENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN:
 Resistencia a la corrosión:
La corrosión es la mayor desventaja de los aceros ya que el hierro se oxida con
suma facilidad incrementando su volumen y provocando grietas superficiales
que posibilitan el progreso de la oxidación hasta que se consume la pieza por
completo. Tradicionalmente los aceros se han venido protegiendo mediante
tratamientos superficiales diversos. Si bien existen aleaciones con resistencia a
la corrosión mejorada como los aceros de construcción «corten» aptos para
intemperie (en ciertos ambientes) o los aceros inoxidables.
 Costo de mantenimiento.- La mayor parte de los aceros son susceptibles a la
corrosión al estar expuestos al agua y al aire y, por consiguiente, deben
pintarse periódicamente.
 Costo de la protección contra el fuego.- Aunque algunos miembros
estructurales son incombustibles, sus resistencias se reducen
considerablemente durante los incendios.
 Susceptibilidad al pandeo.- Entre más largos y esbeltos sean los miembros a
compresión, mayor es el peligro de pandeo. Como se indico previamente, el
acero tiene una alta resistencia por unidad de peso, pero al utilizarse como
columnas no resulta muy económico ya que debe usarse bastante material,
solo para hacer más rígidas las columnas contra el posible pandeo.

ACERO
52
2.2.- USOS DE LOS ACEROS ESTRUCTURALES:
Una relación completa sería imposible: desde el objeto más corriente hasta el
instrumento más sofisticado, desde lo microscópico (piezas menores de un gramo en
los micro motores de relojes eléctricos) hasta lo gigantesco (cubas de metanero,
capaces de alojar el volumen del arco del triunfo), el acero esta en el origen de la
infinidad de productos elaborados por la industria humana.
 En la construcción de puentes o de edificios:
El acero puede tener múltiples papeles. Sirve para armar el hormigón, reforzar
los cimientos, transportar el agua, el gas u otros fluidos. Permite igualmente
formar el armazón de edificios, sean estos de oficinas, escuelas, fabricas,
residenciales o polideportivos. Y también vestirlos (fachadas, tejados). En una
palabra, es el elemento esencial de la arquitectura y de la estética de un
proyecto.
 En el sector de la automoción:
Este sector constituye el segundo mercado acero, después de la construcción y
las obras publicas. Chasis y carrocerías, piezas de motor, de la dirección o de
la transmisión, instalaciones de escape, carcasas de neumáticos, el acero
representa del 55 al 70% del peso de un automóvil.
 En la comunicación:
Los componentes electrónicos utilizados en la informática o en las
telecomunicaciones, así como los elementos funcionales del tubo de los
televisores en colero, son piezas delicadas con exigencias particulares: por
ello, se fabrican en aleaciones adaptadas a cada caso.
 En la energía:
El petróleo y la industria nuclear requieren infraestructuras, equipos y redes de
conductos de fluidos muy específicos. El acero se muestra como un material
clave en este mundo que, como la industria química, debe hacer frente a
numerosos desafíos: medios altamente corrosivos, altas temperaturas,
condiciones mecánicas altamente exigentes.

ACERO
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2.3.- EMPRESAS QUE FABRICAN ACERO:
En el mercado local existen actualmente dos principales productores de acero:
2.3.1.- ACEROS AREQUIPA:
1964: Fue fundada en la ciudad de Arequipa su primera planta.
1966: inicia sus operaciones con la producción y comercialización de perfiles y
barras lisas de acero para la industria metal- mecánica, construcción y de
carpintería metálica.
1983: Se inauguró su segunda planta de laminación en la ciudad de Pisco, al sur
de Lima, e incursionamos en la fabricación de barras corrugadas y alambrones.
1988: La fusión con Laminadora del Pacifico permitió ampliar sus operaciones a la
fabricación de acero en forma de palanquillas, materia prima para los productos
laminados en caliente.
1997: Recibió la Certificación ISO 9002.Actualmente, han adecuado su sistema de
calidad a la norma ISO 9001 versión 2000. A fines de 1997, se fusiono con la
empresa Aceros Calibrados S.A. A fin de ampliar su portafolio de productos. De
esta manera, nace Corporación Aceros Arequipa.
Para el 2009 está programado concluir la segunda ampliación de su Planta de
Pisco, para incrementar nuevamente u capacidad de producción, esta vez de 550
mil a 1100 mil toneladas de acero anuales, con una inversión que superara los 280
millones de dólares.
2.3.2.- SIDERPERU (EMPRESA SIDERURGICA DEL PERÚ S.A.A):
Principal empresa de extracción y la transformación del hierro en el Perú.
Fue el 9 de Mayo de 1956 cuando nace la primera siderúrgica del Perú, con la con
la creación de la Sociedad de Gestión de la Planta Siderúrgica de Chimbote y de la
Central Hidroeléctrica del Cañón del Pato (SOGESA)
Posteriormente, el 21 de abril de 1958 fue inaugurada la Planta Siderúrgica de
Chimbote por el Presidente Manuel Prado.
Actualmente Sider Perú se encuentra bajo la administración del grupo Gerdau
(inversionistas Brasileños), que a finales del año 2006, compró más del 70% de la
acciones de la empresa.

ACERO
54
Beneficios:
1. Para las viviendas y construcciones del Perú, ofrecen gran seguridad frente a los
sismos porque cumplen todas las exigencias del Reglamento Nacional de
Edificaciones del Perú y son fabricadas con la más avanzada tecnología, bajo un
estricto control de calidad.
2. Sus buenas corrugas aseguran una gran adherencia al concreto haciendo que las
construcciones sean más fuertes.
3. Aceros Arequipa asegura que el 100% de las barras tengan el peso y medidas
exactas.
4. Todas las barras están identificadas con el diámetro y la marca de Aceros Arequipa,
lo que facilita su reconocimiento, su compra y uso en las construcciones.
2.4.- NORMA TÉCNICA PERUANA:
Código:
NTP 341.031 2008
Título:
HORMIGÓN (CONCRETO). Barras de acero al carbono con resaltes y lisas para
hormigón (concreto) armado. Especificaciones. 3a. ed.
Publicado:
2008/01/25
Resumen:
Establece los requisitos que deben cumplir y los ensayos a los cuales deben
someterse las barras de acero al carbono, con resaltes y lisas para ser usadas como
refuerzo en el hormigón (concreto). Esta Norma Técnica Peruana se aplica a las
barras de acero.
Reemplaza a:
NTP 341.031 2001
I.C.S:
91.100.30 Hormigón y productos de hormigón.

ACERO
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2.5.- TRATAMIENTOS DEL ACERO:
2.5.1.- Tratamiento Superficiales:
Debido a la facilidad que tiene el acero para oxidarse cuando entra en contacto con la
atmósfera o con el agua, es necesario y conveniente proteger la superficie de los
componentes de acero para protegerles de la oxidación y corrosión. Muchos
tratamientos superficiales están muy relacionados con aspectos embellecedores y
decorativos de los metales.
Los tratamientos superficiales más usados son los siguientes:
 Cincado: tratamiento superficial antioxidante por
proceso electrolítico o mecánico al que se somete a diferentes componentes
metálicos.
 Cromado: recubrimiento superficial para proteger de la oxidación y embellecer.
 Galvanizado: tratamiento superficial que se da a la chapa de acero.
 Niquelado: baño de níquel con el que se protege un metal de la oxidación.
 Pavonado: tratamiento superficial que se da a piezas pequeñas de acero, como la
tornillería.
 Pintura: usado especialmente en estructuras, automóviles, barcos, etc.
2.5.2.- Tratamiento Térmico:
Un proceso de tratamiento térmico adecuado permite aumentar significativamente las
propiedades mecánicas de dureza, tenacidad y resistencia mecánica del acero. Los
tratamientos térmicos cambian la micro estructura del material, con lo que las
propiedades macroscópicas del acero también son alteradas.
Los tratamientos térmicos que pueden aplicarse al acero sin cambiar en su
composición química son:
 Temple
 Revenido
 Recocido
 Normalizado
Los tratamientos termoquímicos son tratamientos térmicos en los que, además de los
cambios en la estructura del acero, también se producen cambios en la composición
química de la capa superficial, añadiendo diferentes productos químicos hasta una
profundidad determinada. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y
enfriamiento controlados en atmósferas especiales. Entre los objetivos más comunes
de estos tratamientos están aumentar la dureza superficial de las piezas dejando el
núcleo más blando y tenaz, disminuir el rozamiento aumentando el poder lubrificante,
aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a fatiga o aumentar la
resistencia a la corrosión.

ACERO
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2.6.- ENSAYOS MECANICOS DEL ACERO:
Hay dos tipos de ensayos, unos que pueden ser destructivos y otros no destructivos.
Todos los aceros tienen estandarizados los valores de referencia de cada tipo de
ensayo al que se le somete.
Ensayos no destructivos
Los ensayos no destructivos son los siguientes:
 Ensayo microscópico y rugosidad superficial. Microscopios y rugosímetros.
 Ensayos por ultrasonidos.
 Ensayos por líquidos penetrantes.
 Ensayos por partículas magnéticas.
 Ensayo de dureza (Brinell, Rockwell, Vickers). Mediante durómetros.
Ensayos destructivos
Los ensayos destructivos son los siguientes:
 Ensayo de tracción con probeta normalizada.
 Ensayo de resiliencia.
 Ensayo de compresión con probeta normalizada.
 Ensayo de cizallamiento.
 Ensayo de flexión.
 Ensayo de torsión.
 Ensayo de plegado.
 Ensayo de fatiga.
2.6.1.- Ensayo del acero corrugado:
El ensayo mecánico del acero corrugado consiste en tomar una muestra de barras de
acero corrugado en la obra que se esté construyendo, trasladarlas a un laboratorio
metalúrgico y realizar un ensayo completo, según EHE, para determinar:
 sección media equivalente
 características geométricas del corrugado
 doblado simple
 doblado/desdoblado, según UNE 36068
 adherencia, según UNE 36740
 límite elástico
 carga de rotura y alargamiento en rotura, según UNE-EN 10020
 identificación del fabricante, según UNE 36811
 acta de resultados

ACERO
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2.7.- CONSUMO Y PRODUCCION DE ACERO EN EL PERU:
2.7.1.- Consumo de acero en el Perú:
El consumo de acero bordea los dos millones de toneladas anuales en Perú, de las
cuales aproximadamente dos tercios corresponden a productos largos, mientras que el
tercio restante a productos planos, informó el presidente de Corporación Aceros
Arequipa, Ricardo Cilloniz.
La demanda de productos largos de acero es principalmente atendida por la
producción local, siendo Aceros Arequipa el líder, mientras que la demanda de
productos planos de acero es atendida mayoritariamente por importaciones, declaró a
la agencia Andina.
Indicó que es una incógnita saber cuáles serán los precios del acero en el mercado
local en los meses que restan del 2011 pues ahora existe demasiada volatilidad en el
costo de las materias primas que se importan, como la chatarra, mineral de hierro y
hierro esponja.
“El mundo ha estado con cierta incertidumbre y ahora está mostrando señales más
claras de tranquilidad, sin embargo, aún el grupo de los BRIC (Brasil, Rusia, India y
China) concentran el 70 por ciento de la producción mundial de acero, por lo tanto, son
los que definen los movimientos del mercado”, dijo.
Comentó que de acuerdo al contexto actual podría esperarse que ante alguna
recuperación de la economía mundial las materias primas puedan volver a un curso de
crecimiento y, al pasar ello, el precio del acero subiría.
“El acero representa el ocho por ciento del costo total para la construcción de una
vivienda en Perú, la mano de obra es el 30 por ciento y los acabados pueden llegar a
ser el 40 por ciento”, detalló.
2.7.2.- Producción de acero:

ACERO
58
2.8.- CASUISTICA:
Determine el número de varillas y el costo respectivo del acero.
SOLUCION
Area: 25.52m x 13.60m = 342.072 m²
 Malla Inferior: 20 cm x 20 cm
ퟐퟓ.ퟓퟐ
ퟎ .ퟐ
= ퟏퟐퟕ. ퟔ Distribuciones
ퟏퟑ.ퟔ
ퟎ.ퟐ
= ퟔퟖ Distribuciones
Ahora: 3 varillas x 68 = 204 varillas
1.6 varillas x 127.6 = 204.16 varillas
Por lo tanto para la malla de 20 cm x 20 cm se emplearan 408.16 varillas
 Malla superior: 17.5 cm x 17.5 cm
ퟐퟓ.ퟓퟐ
ퟎ.ퟏퟕퟓ
= ퟏퟒퟓ. ퟖퟑ Distribuciones
ퟏퟑ.ퟔ
ퟎ.ퟏퟕퟓ
= ퟕퟕ. ퟕퟏ Distribuciones
Ahora: 3 varillas x 77.71 = 233.13 varillas
1.6 varillas x 145.83 = 233.328 varillas
Por lo tanto para la malla de 20 cm x 20 cm se emplearan 466.46 varillas
Se concluye que el número total de varillas es 874.62
Que por consiguiente es 875 varillas
 Precio unitario de la varilla 1/2" es de 29.5 nuevos soles
El gasto para las varillas es de 25812.5 nuevos soles.

ACERO
59
2.9.- PROCESO DE PRODUCCION DEL ACERO
El acero nace de la fusión del hierro contenido en diferentes cargas metálicas el
carbono y ferroaleaciones lo cuales determinan su estructura molecular.
Pero este proceso no es tan simple como parece.
Las principales cargas metálicas con contenido de hierro utilizadas en la producción
del acero son: el hierro esponja y el acero reciclado fragmentado. Estas cargas
metálicas luego se fusionaran con el carbono para producir así el acero.
 PROCESO DE REDUCCION DIRECTA:
En su planta de reducción directa ACEROS AREQUIPA produce el hierro
esponja, una de las cargas metálicas utilizadas en la producción del acero. La
materia prima para la producción del hierro esponja es el mineral de hierro, el
cual llega en forma de pellets y se almacena en silos junto al carbón y la caliza.
Se le denomina hierro esponja porque a los pellets del mineral de hierro se le
extrae el oxigeno, convirtiéndose en un material sumamente liviano.
En sus dos modernos hornos rotatorios de reducción directa ACERO
AREQUIPA produce el hierro esponja pero ¿Cómo se extrae el oxigeno de los
pellets de mineral de hiero?
Veamos el interior del horno. Los pellets junto al carbón y la caliza ingresan a
los hornos rotatorios a una velocidad controlada. El interior de los hornos está
recubierto con material refractario debido a las altas temperaturas que debe
soportar. Por efecto de la combustión se produce monóxido de carbono, el cual
favorece la reducción de los pellets. Es decir pierden oxigeno, obteniéndose
así el hierro esponja, para mantener la combustión se dispone de ventiladores
a lo largo de los hornos, los que brindan el aire necesario para la combustión
del carbón. El hierro esponja obtenido pasa al enfriador rotatorio, donde se le
suministra externamente agua para su refrigeración.
 PROCESO DE FRAGMENTACION DE ACERO RECICLADO:
Otra carga metálica con contenido de hierro utilizado en la producción de acero
es el acero reciclado fragmentado. En la zona se acopia el acero reciclado
según su carga residual y su densidad, las cuales son determinadas por una
junta calificadora. La compra de acero en desuso viene generando un
importante mercado de trabajo en nuestro país que contribuye además al
cuidado del medio ambiente. El acero reciclado pasa por un proceso de corte y
triturado en la planta fragmentadora de ACEROS AREQUIPA.
En el interior de fragmentadora, poderosos martillos reducen el acero reciclado
a un tamaño optimo, luego a través de una faja transportadora, el acero
reciclado fragmentado pasa por una serie de rodillos magnéticos, que
selecciona todo lo metálico, los materiales que no lo son, se desvían por otro
conducto para su almacenamiento o su cuidadosa eliminación. Al final el acero
reciclado fragmentado se apila en la bahía de carga en la espera de su
utilización. Las cargas metálicas con contenido de hierro y el carbono están
listas para iniciar el gran viaje.

ACERO
60
 PROCESO DE ACERIA:
En la zona de carga se mezclan ambas cargas metálicas con contenido de
hierro. Esta mezcla se lleva a la planta de acería para iniciar el proceso de
fusión con el carbono y producir así el acero. En la planta de acería se
encuentra el horno eléctrico (el corazón de toda la planta). Cuando la mezcla
de hierro esponja, acero reciclado fragmentado y carbono ingresa al horno, la
puerta principal del horno es cubierta por una masa selladora, esto evita el
ingreso excesivo de aire y permite mantener mejor el calor. En el interior del
horno eléctrico la principal energía usada para fundir la carga es la energía
eléctrica producida por tres electrodos que generan temperaturas por encima
de los 3000ºC-5000ºC. También se produce energía química producto de la
oxidación.
El hierro esponja, el acero reciclado fragmentado y el carbono se funden a
1600ºC obteniéndose así el acero líquido. Luego 40 minutos de combustión, el
acero líquido pasa al horno cuchara, donde otros tres electrodos realizan el
afino, es decir se ajusta a la composición química del acero logrando así la
calidad necesaria para el producto.
Luego a través de la buza u orificio ubicado en la base de la cuchara, el acero
pasa a la colada continua. Se inicia vertiendo el acero líquido al distribuidor,
que reduce la turbulencia del flujo y lleva el acero líquido por 4 líneas de colad,
en donde se le da una refrigeración primaria para solidificarla superficialmente.
Luego mediante espray y toberas se realiza la refrigeración secundaria. Esta
barra solidificada es cortada obteniéndose así la palanquilla. El producto final
de la acería y la materia prima para la laminación. Todo este proceso es muy
importante, porque de él depende la calidad de la palanquilla y del producto
final.
Los residuos metálicos se reciclan y los residuos no metálicos se envían a las
municipalidades cercanas para el asfaltado de pistas.
 PROCESO DE LAMINACION:
Laminación en caliente, donde las palanquillas en los diferentes productos
largos que existen en el mercado nacional e internacional.
La laminación empieza con el calentamiento en el horno recalentador a una
temperatura de trabajo que varía entre 1100ºC-1200ºC, de ahí pasa al tren de
laminación donde se inicia el estiramiento de la palanquilla a través de cajas de
desbaste y rodillos, formando así las barras y perfiles.

(in) (mm)
3/8 12 ≤ 6.7 ≥ 0.38 ≤ 3.6 20
- - ≤ 8.4 ≥ 0.48 ≤ 4.6 25
1/2 - ≤ 8.9 ≥ 0.51 ≤ 4.9 27
5/8 - ≤11.1 ≥ 0.71 ≤ 6.1 35
3/4 - ≤13.3 ≥ 0.97 ≤ 7.3 55
1 - ≤17.8 ≥ 1.27 ≤ 9.7 90
- 8 ≤ 5.6 ≥ 0.4 ≤ 3.2 20
ACERO
61
2.10.- PRECIOS:
Maestro:
Producto Dimensiones
Precio
(s/.)
Varilla de fierro (AA) 6 mm x 9m 06.91
Fierro Maestro 3/8" x 9m 16.18
Fierro Maestro 1/2" x 9 m 28.84
Varilla de fierro (AA) 5/8" x 9m 44.81
Varilla de fierro (AA) 3/4" x 9m 65.10
Varilla de fierro (AA) 1" x 9m 114.85
Alambre recocido
16" - 1Kg 05.50
16" - 10kg 48.5
8" - 10kg 48.5
Estribos
6 mm x
180mm
x180mm
21u. -
16 s/.
DINO:
Sider Perú
Producto Dimensiones Precio (s/.)
Varilla de fierro
6 mm x 9m 06.80
3/8" x 9m 16.70
3/4" x 9m 66.00
1/2" x 9 m 29.50
5/8" x 9m 46.50
Alambre albañil
8" - 10kg 40.00
16" - 10kg 40.00
8" -1kg 4.00
Diámetro Espaciamiento promedio
de las deformaciones (mm)
Altura promedio de
deformaciones (mm)
Ancho de cuerda
longitudinal (mm)
Diametro del mandril
(mm) en doblado 180˚

ACERO
62
2.11.- RESUMEN
ACERO es el nombre que se da a las aleaciones de hierro (Fe) y carbono (C), en las
que el conjunto de ambos minerales no sobrepasa el 5%. El acero también contiene
otros minerales en menor proporción, como fósforo (P), azufre (S) y nitrógeno (N). Los
aceros aleados contienen además otros elementos como manganeso (Mn), silicio (Si),
cromo (Cr), níquel (Ni) y molibdeno (Mo).
Se considera que una aleación de hierro es acero si contiene menos de un 2% de
carbono. El contenido de carbono tiene un efecto fundamental en las propiedades del
acero. A medida que crece el contenido de carbono, aumenta la dureza y la resistencia
del acero, pero también aumenta su fragilidad y disminuye la ductilidad. A menor
contenido de carbono, el acero presenta mejor soldabilidad. El acero es un material
dúctil, maleable, forjable y soldable.
Clasificación de los aceros en función del contenido de carbono:
Acero no aleado, el contenido de carbono es inferior al 0,2%
Acero de baja aleación, contiene carbono en cantidad superior al 0,2% y una cantidad
total de otros elementos no superior al 5%. Acero de alta aleación, contiene una
cantidad total de otros elementos superior al 5%. En este grupo se encuentran los
aceros inoxidables, que contienen un mínimo del 10,5% de cromo y un máximo del
1,2% de carbono.

ACERO
63
2.12.- LINKOGRAFIA:
http://www.arqhys.com/arquitectura/queesel-acero.html
http://www.elconstructorcivil.com/2011/01/estructura-del-acero.html
http://es.scribd.com/doc/55891153/ACEROS-Y-FUNDICIONES-COMO-MATERIALES
http://es.scribd.com/doc/50243781/PROCESO-DE-ELABORACION-DEL-ACERO
http://es.scribd.com/doc/97232151/Acero-Final
http://www.gualstainless.com/htm/img/products/QuesINOX.pdf (Barcelona -
España)
EMPRESA: GUAL STEEL
Gual Steel presenta la calidad J4 de Acero Inoxidable, una alternativa al común “304”,
ofrece una alternativa altamente competitiva en reducción de costos.
¿Qué es el Acero Inoxidable?
Los Aceros Inoxidables son un grupo de aceros aleados que presentan una resistencia
muy significativa a la corrosión (ello no significa que todos resistan todas las
corrosiones).
Los Aceros Inoxidables se definen como Aceros que contienen un 10,5% o más de
Cromo. Las pruebas y experimentos realizados indican que un mínimo de 10,5% de
cromo es requerido para hacer que el Acero Inoxidable tenga suficiente resistencia a la
corrosión. Contrariamente a la creencia popular que el Acero Inoxidable se produce
por la presencia de Ni (Níquel), es la presencia del Cromo lo que hace que el Acero
sea “Inoxidable”.
¿Cómo “funciona” el Acero Inoxidable?
El Acero Inoxidable es un acero suave con el 10,5% de Cromo en su aleación como
mínimo. Acero suave que cuando se pone en contacto con la atmósfera, empieza a
coger “herrumbre”. La herrumbre del acero es la formación de óxido de hierro y el
proceso de oxidación de cualquier metal se llama corrosión. La corrosión resultante del
acero suave no es proyectiva y si este acero suave no está suficientemente protegido
(con pintura u otros medios), toda la pieza o componente puede eventualmente
empezar a corroerse.

Cuando el Acero Inoxidable se expone a la atmósfera, el óxido de cromo se forma
automáticamente en la superficie del Acero Inoxidable debido a la altísima afinidad que
tiene el Cromo para combinarse con Oxígeno. Esta capa de óxido de cromo es pasiva
(químicamente inerte), tenaz (fuertemente sujeta a la superficie del Acero Inoxidable) y
auto renovable.
Esta capa es muy, muy fina, de sólo 130 angstrom (1A = 10-10 m) –equivalente a
valores microscópicos- de espesor y protege la base del Acero Inoxidable de la
corrosión. La propiedad de auto renovación de la capa superficial del metal significa
que al renovarla o modificarla (lo que ocurre cuando la superficie se mecaniza o se
ralla o cualquier otras acción mecánica), la capa superficial se renueva por sí sola.
Todo lo que necesitamos para que el Acero Inoxidable sea inoxidable es oxígeno, que
como todo el mundo sabe, está presente en el aire de la atmósfera.
¿Cuál es la resistencia a la corrosión de cada tipo de Acero Inoxidable?
La resistencia a la corrosión del Acero Inoxidable se debe al Cromo. Otros elementos
como el Molibdeno y el Nitrógeno también incrementan la resistencia a la corrosión.
¿Por qué se añade Níquel al Acero Inoxidable?
La adición de Níquel mejora el conformado, la soldabilidad y la resistencia a las bajas
temperaturas.
Las valiosas propiedades que se obtienen con la adición de Níquel al Acero
Inoxidable, son el resultado de la transformación de les estructuras cristalinas. Hay
una forma muy simple para diferenciar un acero inoxidable austenítico (es amagnético)
con un ferrítico de la serie 400: se pega el imán, es magnético como cualquier otro
Acero al Carbono común, lo que no ocurre con los de la serie 200.
Es muy importante tener en consideración que el Níquel no es el único elemento que
puede crear esta transformación. El Nitrógeno, el Carbono, el Manganeso y el Cobre
pueden conseguir la transformación que hemos detallado.
El efecto de cada uno de estos elementos en la conversión de la estructura BCC en la
estructura FCC de los Aceros Inoxidables es la que se da en la fórmula de
equivalencia con el Níquel:
ACERO
64
2.13.- BIBLIOGRAFIA:
 Introducción a la Ciencia de materiales para ingenieros 6ª Edición
James F. Shackelford
 Ciencia e Ingeniería de materiales 3ª Edición
William F. Smith

ACERO
65
2.14.- ANEXOS:
Ficha Técnica de Aceros Arequipa

ACERO
66
Ficha Técnica de Aceros Sider Perú

ACERO
67

ACERO
68
Visita a la obra de la construcción de un edificio residencial multifamiliar

ACERO
69
Ubicado en la Calle Prol. Las Delicias. Urb. Villa del Norte. Lotes 7, 8,9 – Mz “K”

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