Generalidades del Acero, Diapositivas de Ingeniería

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(CARACTERÍSTICAS, PROPIEDADES,

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS)

ACERO

ALUMNO:

ANGIELO CUENCA MELGAREJO

DOCENTE:

SAMUEL VARGAS TERRONES

INDICE

1. Características del Acero

Definición Composición química Estructura cristalina Densidad y color Comportamiento frente a la corrosión

3. Especificaciones técnicas

Normativas internacionales Clasificación por grados Tolerancias dimensionales Pruebas y ensayos

2. Propiedades del acero

Propiedades mecánicas Propiedades físicas

4. Aspectos Fundamentales

Tipos de acero Proceso de fabricación Usos y aplicaciones Ventajas y desventajas del acero Bibliografía

DEFINICION

El acero es un tipo de aleación de hierro y de carbono principalmente, y que, en función del tratamiento al que se le someta puede tener una dureza, elasticidad, resistencia o ductilidad distinta.

Para poder elaborarlo es necesario eliminar la mayoría del oxígeno, junto con otras impurezas propias del mineral del hierro. Tras esto, se mezcla con otros materiales para dar lugar al acero. En lo relativo a su composición, no se encuentra en estado puro en la naturaleza, y la cantidad de carbono que contiene varía entre el 0,088 % y el 2,111 %, 1% manganeso y proporciones pequeñas de oxígeno, azufre, silicio y fósforo.

El acero es un material fundamental en la construcción debido a su capacidad para adaptarse a diseños versátiles y garantizar estructuras duraderas. Su alta resistencia mecánica lo hace ideal para soportar cargas pesadas, mientras que su ductilidad permite absorber energía en caso de impactos o movimientos sísmicos, mejorando la seguridad y estabilidad de las edificaciones

https://metalcast.com.mx/2020/12/14/composicion-del-acero/

COMPOSICION QUIMICA

Aluminio: El aluminio es usado principalmente como desoxidante en la elaboración de acero. También reduce el crecimiento del grano al formar óxidos y nitruros.

La composición del acero es una aleación de hierro y carbono a la que se le añaden pequeñas cantidades de otros elementos que le confieren diferentes propiedades.

Cobre: Este elemento se utiliza para aumentar la resistencia a la corrosión en aceros al carbono.

https://es.wikipedia.org/wiki/Aluminio https://es.wikipedia.org/wiki/Cobre

Molibdeno: aumenta la resistencia del acero al impacto, la profundidad del endurecimiento y mejoran la resistencia a la corrosión.

Titanio: este elemento se usa para estabilizar y desoxidar el acero.

COMPOSICION QUIMICA

https://es.wikipedia.org/wiki/Molibdeno (^) https://es.wikipedia.org/wiki/Titanio

Vanadio: facilita que se forme un grano pequeño y, por consecuencia, aumenta su capacidad de endurecimiento. A su vez, este componente forma carburos, que confieren resistencia a la aleación de acero. https://es.wikipedia.org/wiki/Vanadio

Fósforo: Mejora su resistencia, la maquinabilidad y la resistencia de la corrosión atmosférica.

Níquel: es el material principal formador de austenita, un componente que hace aumentar la tenacidad y la resistencia al impacto.

Manganeso: se utiliza como desoxidante, ya que es un gran formador de austenita.

COMPOSICION QUIMICA

https://es.wikipedia.org/wiki/Fósforo https://es.wikipedia.org/wiki/Níquel

https://es.wikipedia.org/wiki/Manganeso

Tipo de acero Densidad Acero 7850 kg/m Acero inoxidable 304 7930 kg/m3.

Acero inoxidable 316 8030 kg/m³ Acero al carbono 7840 kg/m

Acero rápido 7870 kg/m

Acero para herramientas 7850 kg/

Acero inoxidable dúplex 7780 kg/m

DENSIDAD Y COLOR

La densidad del acero hace referencia a la medida que ocupa este metal en relación a su peso, por ello se puede encontrar en kilogramos por litro (kg/L) o en kilogramos por metro cúbico (kg/m 3 ). En este sentido, el

acero tiene un peso específico de 7,850 kg/m³, pero su densidad puede llegar a los 8,000 kg/m³ debido a las composiciones y aleaciones particulares. Dicha variabilidad se debe principalmente a la combinación de elementos como hierro y carbono, cuya interacción determina la concentración final del material.

https://www.templesindustrialesalcala.es/densidad-del-acero/

COMPORTAMIENTO ANTE LA CORROSION

El acero al carbono puro es susceptible a la corrosión en ambientes húmedos o químicos. El hierro reacciona con oxígeno y agua para formar óxidos (herrumbre) que expanden y agrietan el metal. Por ello, la mayor desventaja del acero es su oxidación.

Para contrarrestar esto se emplean protecciones superficiales: recubrimientos galvanizados (zinc), pinturas especiales, inhibidores o aleaciones inoxidables. Existen además aceros con mayor resistencia a la intemperie (aceros Corten) o inoxidables (aceros con >10% Cr). En la construcción peruana, donde hay regiones con alta humedad y agentes corrosivos (costa, mar), es común usar recubrimientos y mantener tasas de mantenimiento (pintura) para prevenir corrosión estructural. https://acerostorices.com.mx/blog/que-es-la-corrosion-del-acero/

PROPIEDADES MECÁNICAS

Dureza: En la industria de los metales, se denomina a la dureza del acero como la resistencia mecánica que presenta este material para soportar los esfuerzos de rayadura o penetración.

Resistencia mecánica: Una de las propiedades del acero mecánicas que hace tan útil al acero es la capacidad de oponerse al cambio de forma causado por las fuerzas de tracción, compresión, corte, flexión y torsión. Esto le permite soportar cargas más altas en dimensiones menores que otros materiales.

Tenacidad: Esta propiedad indica la capacidad del acero para absorber energía de manera repentina y sin fracturarse. También se trata de una característica que permite al material soportar impactos o esfuerzos cíclicos y repetitivos conocidos como fatiga de material antes de presentar una falla.

Elasticidad: El acero tiene la capacidad de deformarse bajo ciertas cargas y regresar a su forma original cuando se eliminan las mismas. Esta propiedad es especialmente útil en los diferentes tipos de armaduras, que trabajan con fuerzas de tensión y compresión de manera constante.

Ductilidad: La ductilidad es la capacidad del material para estirarse o deformarse plásticamente bajo la acción de fuerzas de tracción sin llegar a romperse. Cuando se aplica una fuerza de tracción al acero, este se alarga y adelgaza en la dirección de la carga, pero conserva su integridad.

PROPIEDADES MECÁNICAS

Maleabilidad: La maleabilidad describe la capacidad del acero para adoptar nuevas formas a causa de las fuerzas de compresión y de conservarlas sin perder su integridad estructural o regresar a su forma anterior, es decir, que no pierde sus características ni funcionalidad al ser doblado, enderezado o manipulado con otras formas de mecanizado.

Soldabilidad: Son las propiedades del acero que permiten que las piezas de acero se unan por medio del proceso de soldadura y se obtengan resultados homogéneos. Es decir que el proceso de unión no daña el material ni afecta su integridad estructural.

Plasticidad: Capacidad para mantener su forma luego de ser sometido a determinado esfuerzo. Entre menos porcentaje de carbono tenga el acero, es más plástico.

ESPECIFICACIONES

TÉCNICAS

NORMATIVAS

Para garantizar calidad y seguridad, el acero se rige por múltiples normas técnicas. Internacionalmente se aplican códigos como:

ASTM (American Society for Testing and Materials) AISI (American Iron and Steel Institute) ISO (International Organization for Standardization) DIN (Deutsches Institut für Normung) EN/UNE (Europa). SAE (Society of Automotive Engineers)

Por ejemplo, los aceros de construcción en Europa se definen en normas EN 10025 (por ejemplo S235, S355) y sus homologaciones en cada país (AENOR en España).

En Perú, además, existen Normas Técnicas Peruanas (NTP) e INEN que adoptan especificaciones similares. El Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) del Perú incluye normas de Edificación (p.ej. NTE E.090 para estructuras metálicas) que hacen referencia a estas especificaciones internacionales. Las principales productoras de acero (Aceros Arequipa, Siderperú) fabrican bajo estándares globales y sus productos cumplen con ensayos certificados (ISO/ASTM) para uso estructural.

Sumados a dichos dígitos, hay que mencionar que las especificaciones pueden incluir también letras para señalar el proceso de manufactura. A continuación algunos unos ejemplos:

AISI 1045 1: acero corriente u ordinario 0: no aleado 45: 0.45 % en carbono (C)

AISI 3215 3: acero al níquel-cromo 2: 1.6 % de Ni, 1.5 % de Cr 15: 0.15 % de carbono (C)

CLASIFICACIÓN POR GRADOS

CLASIFICACIONES DE LOS ACEROS SEGUN LA AISI

La norma del Instituto Americano del Hierro y el Acero (American Iron and Steel Institute), identificado como AISI por su nombre en inglés, emplea un esquema general para llevar a cabo las especificaciones de los aceros por medio de cuatro dígitos:

XX indica el porcentaje (%) en contenido de carbono (C) multiplicado por 100 Y señala el porcentaje aproximado del componente predominante de aleación en el caso de los aceros de aleación simple Z indica el tipo de acero (o aleación). Al respecto, los valores que puede tener Z son, entre otros, los siguientes:

Z=1: aceros al carbono (corriente u ordinario) Z=2: aceros al níquel Z=3: aceros al níquel-cromo Z=4: aceros al molibdeno, Cr-Mo, Ni-Mo, Ni-Cr-Mo Z=5: aceros al cromo Z=6: aceros al cromo-vanadio Z=7: aceros al Tungsteno-Cromo Z=8: aceros al Ni-Cr-Mo

AISI ZYXX

CLASIFICACIÓN POR GRADOS

CLASIFICACIONES DE LOS ACEROS AL CARBONO SEGÚN LA SAE

La denominación que utiliza la normativa SAE para los aceros al carbono comparte las mismas designaciones numéricas que las del AISI, pero sin emplear las letras utilizadas por el mismo.

1 refiere un acero corriente u ordinario 0 indica que no es aleado XX señala el contenido de carbono (C)

Ejemplos:

SAE 1010 (con un contenido de carbono entre 0.08 y 0.13 %) SAE 1040 (entre 0.3 y 0.43 % C)

A su vez, dentro de los aceros al carbono, de acuerdo a su contenido, se pueden diferenciar estos grupos:

Aceros de muy bajo porcentaje de carbono (desde SAE 1005 a 1015 )

Aceros de bajo porcentaje de carbono (desde SAE 1016 a 1030 )

Aceros de medio porcentaje de carbono (desde SAE 1035 a 1053 )

Aceros de alto porcentaje de carbono (desde SAE 1055 a 1095 )

SAE 10XX