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EL ACERO

¿Qué es el Acero?

1. USOS Y VENTAJAS Es el material estructural más usado para construcción de estructuras en el mundo. Es fundamentalmente una aleación de hierro (mínimo 98 %) 

Es un material usado para la construcción de estructuras, de gran resistencia, producido a partir de materiales muy abundantes en la naturaleza.



Entre sus ventajas está la gran resistencia a tensión y compresión y el costo razonable.



uso como material estructural ha correspondido a las varillas usadas en el concreto reforzado y a los perfiles livianos usados en estructuras de techos.

2. ASPECTOS GENERALES DEL ACERO

1. El Acero El hierro técnicamente puro: menos de 0,008% de carbono, es un metal dúctil y maleable, con peso específico de 7,87. Funde de 1536° a 1539°C, reblandeciéndose antes de llegar a esta temperatura.

El elemento básico de aleación del hierro es el carbono. Las aleaciones con contenido de carbono comprendido entre 0,10 y 1,76% se denominan aceros.

2. Principales Productos del Acero BARRAS

Barras para hormigón

Barras para molienda

Alambrón

Rollos y planchas laminadas en caliente

Rollos y planchas laminadas en frío

PLANOS

Planchas gruesas

TUBULARES

Tubos soldados por arco sumergido

3. Características del Acero Ventajas del acero: 

Material fácil de conformar en frío y en caliente.  Material fácil de mecanizar, ensamblar y proteger contra la corrosión.  Bajo coste unitario en comparación con otros materiales.  Alta disponibilidad, su producción es 20 veces mayor al resto de materiales metálicos no férreos.  Material altamente adaptable.  Fácilmente reciclable: Se puede usar chatarra como materia prima para la producción de nuevo acero.

Desventajas del acero: 

Corrosión: El acero expuesto a intemperie sufre corrosión por lo que deben recubrirse siempre exceptuando a los aceros especiales como el inoxidable.



Calor, fuego: En el caso de incendios, el calor se propaga rápidamente por las estructuras haciendo disminuir su resistencia hasta alcanzar temperaturas donde el acero se comporta plásticamente, debiendo protegerse con recubrimientos aislantes del calor.

Desventajas del acero: 

Pandeo elástico: Debido a su alta resistencia/peso el empleo de perfiles esbeltos sujetos a compresión, los hace susceptibles al pandeo elástico, por lo que en ocasiones no son económicos las columnas de acero.



Fatiga: La resistencia del acero (así como del resto de los materiales), puede disminuir cuando se somete a un gran número de inversiones de carga o a cambios frecuentes de magnitud de esfuerzos a tensión.

3. LOS ACEROS AL CARBONO

Acero al Carbono • El carbono aumenta la dureza y la resistencia del acero.

• La composición química, Fe y C (principales), Mg y Si (necesarios) y S, P, O e H (impurezas).

• Máquinas, carrocerías de automóvil, cascos de buques…

Propiedades Generales ↑[C]

↑dureza y resistentes a los choques. ↓ soldabilidad.

• Bajo coste de mantenimiento. • ↑ Conductividad térmica. • Pierden sus propiedades deseables cuando se calientan por los cambios de fase que sufren. • Baja resistencia a la corrosión.

Tipos de Acero al Carbono • Acero de bajo carbono ( C < 0.30%) ∞ Relativamente blandos y poco resistentes. • Acero de medio carbono ( 0.30 < C < 0.55%) ∞ Menos dúctiles y tenaces que los de bajo carbono. • Acero de alto carbono ( 0.55 < C < 1.40%) ∞ Los más duros y resistentes (al desgaste). ∞ C= 0.77% (eutectoide) Perlita con propiedades entre la blanda y dúctil ferrita y la dura y quebradiza cementita.

4. LOS ACEROS INOXIDABLES

¿Qué son los Aceros Inoxidables? 

Aceros que no son aceros al carbono no convencionales.



Además de Fe y C poseen altos contenidos en Cr y Ni.



Pueden contener otros metales tales como Mo, Ti, Mn, Cu en pequeñas proporciones.



Fe – Cr (10-20%) – Ni (8-10%) – C es el más básico.

Propiedades de los Aceros Inoxidables Provenientes del Cr  Provoca un efecto anticorrosivo en condiciones ambientales 

Crea un capa protectora con cierta debilidad

Provenientes del Ni  Protege la capa pasivante, es decir, la acción anticorrosiva del Cr 

Mejora sus propiedades mecánicas

Es importante aclarar que los aceros denominados inoxidables no se oxidan en condiciones atmosféricas pero si pueden hacerlo en otras condiciones de temperatura y presión.

Clasificación de los Aceros Inoxidables 1.

Austeníticos Los más empleados:16-26% de Cr y un mínimo de 7% de Ni. No magnéticos, elevada ductilidad y soldabilidad. Añadiendo Mo se aumenta la resistencia química.

2.

Ferríticos 12-17% de Cr. Resistencia a la corrosión aceptable, magnéticos.

3.

Martensíticos Con un 11-13% de Cr. Presentan alta dureza y tenacidad.

4.

Duplex Aceros austeno-ferríticos: 17-30% de Cr, 6-12% de Ni y 2-5% de Mo. Mejores propiedades mecánicas y anticorrosivas.

Ejemplos de Aceros Inoxidables

Tipos de cero

Austeníticos

Ferríticos

Martensíticos

Aceros típicos

Composición básica (%)

Características

304

18Cr – 8Ni

Excelente resistencia a la corrosión.

316

18Cr – 12Ni – 2,5Mo

Mayor resistencia a la corrosión que el 304 en medios salinos.

430

16Cr

Resistencia a la corrosión moderada.

409

11Cr

Resistencia a la oxidación en altas Temperaturas

420

12Cr

Dureza elevada, alta resistencia mecánica pero menor resistencia a la corrosión.

5. ALEACIONES DEL ACERO  El

acero puede combinarse con gran variedad de elementos que mejoran cualidades especificas, previamente seleccionadas según el trabajo que la nueva aleación vaya a realizar.

 Las

aleaciones presentes en Aceros al carbono: ◦ Manganeso: Aumenta la tenacidad y neutraliza el efecto fragilizador del azufre. ◦ Azufre: Perjudicial produce grietas. En 0.13 a 0.30 mejora la manejabilidad. ◦ Fosforo: Elemento mas perjudicial, se permite contenido max. 0.05%.

ALEACIONES DEL ACERO  Las

aleaciones presentes en Aceros de baja aleación: ◦ Níquel: Aporta la resistencia a la oxidación, aumenta resistencia al impacto. ◦ Cromo: Aporta dureza y resistencia a la abrasión y oxidación. Resistencia a altas temperaturas. Tiende a hacer frágil al acero. ◦ Cobalto: Produce aumento de la dureza del acero en caliente y a la abrasión. ◦ Vanadio: Aumenta la resistencia a la tracción con poca fragilización. ◦ Magnesio y Silicio: proporciones altas aumenta resistencia a la tenacidad.