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Propiedades del Acero

Propiedades del Acero. Ricardo Herrera Mardones Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Chile Santiago, Chile Octubre de 2006. Elaboración, guión y locución a cargo del Dpto. de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile con coordinación del Ing. Ricardo Herrera.

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Propiedades del Acero

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  1. Propiedades del Acero Ricardo Herrera Mardones Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Chile Santiago, Chile Octubre de 2006 Elaboración, guión y locución a cargo del Dpto. de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile con coordinación del Ing. Ricardo Herrera

  2. Propiedades del Acero CONTENIDO • Introducción • Proceso de fabricación • Propiedades del acero • Tipos de acero • Tipos de miembros de acero • Usos del acero

  3. 1. Introducción ¿QUE ES EL ACERO? • Aleación de Fe y C (~0.05-2%). • Puede contener otros elementos como Mn, Ni, Nb, Cr, V, P, S, Si, Cu, etc. • Porcentaje y elementos de aleación pueden modificar propiedades del acero. • Carbono Equivalente (CE%) = C% + (Mn%/6) + ((Cr%+Mo%+V%)/5) + ((Ni%+Cu%)/15)

  4. 1. Introducción ALEACIONES

  5. 1. Introducción VENTAJAS DEL ACERO • Alta resistencia • Uniformidad y homogeneidad • Rango elástico amplio • Durabilidad • Ductilidad y tenacidad • Rapidez de construcción • Reciclabilidad

  6. 2. Proceso de Fabricación CONVERTIDOR DE OXIGENO DE ALTO HORNO Fuente: Infoacero.cl

  7. 2. Proceso de Fabricación CONVERTIDOR DE OXIGENO DE ALTO HORNO Fuente: Infoacero.cl

  8. 2. Proceso de Fabricación HORNO DE ARCO ELECTRICO

  9. 2. Proceso de Fabricación AFINO DEL ACERO Y LAMINACION Fuente: Infoacero.cl

  10. 2. Proceso de Fabricación PROCESOS DE LAMINACION Procesos de laminado en caliente • Laminado en caliente tradicional. • Laminación controlada. • Laminado de normalización (N) • Laminación termomecánica controlada • Enfriamiento acelerado • Temple y autorrevenido

  11. 4. Propiedades del acero PROPIEDADES FISICAS • Estructura cristalina Cristal cúbico de malla centrada Cristal cúbico de cara centrada

  12. 4. Propiedades del acero PROPIEDADES FISICAS Propiedades metálicas características • buena ductilidad (o maleabilidad). • conductividad térmica elevada. • conductividad eléctrica elevada. • brillo metálico.

  13. 4. Propiedades del acero PROPIEDADES FISICAS Resistencia a la Corrosión • Corrosión: pérdida de sección debido a reacciones químicas o electroquímicas con medioambiente. • Resistencia depende de: • Composición química

  14. 4. Propiedades del acero PROPIEDADES MECANICAS Ensayo a tracción

  15. 4. Propiedades del acero PROPIEDADES MECANICAS Fyd Acero dulce Acero de alta resistencia

  16. 4. Propiedades del acero s Fu Fyd Fys Endurecimiento por deformación E e Rango plástico eu Rango elástico PROPIEDADES MECANICAS Curva idealizada esfuerzo-deformación del acero

  17. 4. Propiedades del acero PROPIEDADES MECANICAS • Módulo de Young E = 200000 MPa • Modulo de Poisson • Elástico n = 0.3 (aumento de volumen) • Plástico n = 0.5 (volumen constante)

  18. 4. Propiedades del acero PROPIEDADES MECANICAS Resistencia a la fractura (tenacidad) • Imperfecciones son microgrietas. • Inclusiones y dislocaciones dependen de la composición, el proceso de laminación y el tratamiento térmico. • Grietas generan concentración de tensiones. • Existe longitud crítica de grieta que inicia la propagación de la grieta

  19. 4. Propiedades del acero PROPIEDADES MECANICAS Probeta Máquina de Ensayo Charpy

  20. 4. Propiedades del acero PROPIEDADES MECANICAS • Dureza: Resistencia a penetración superficial. • Métodos de ensayo • Dinámicos: ensayo de dureza al impacto y ensayo de dureza Shore • Estáticos: ensayo Brinell, ensayo Vickers y ensayo Rockwell

  21. 4. Propiedades del acero FACTORES • Composición química • Tratamiento térmico • Estado de esfuerzos • Historia de deformaciones • Temperatura • Velocidad de carga (deformación)

  22. 4. Propiedades del acero FACTORES ESTADO DE ESFUERZOS • Estado multiaxial de esfuerzos Von Mises:

  23. 4. Propiedades del acero s “Strain aging” C A Endurecimiento por deformación B e Ductilidad después de endurecimiento por deformación y “strain aging” FACTORES HISTORIA DEFORMACIONES

  24. 4. Propiedades del acero FACTORES TEMPERATURA

  25. 4. Propiedades del acero FACTORES VELOCIDAD DE CARGA

  26. 4. Tipos de Acero CLASIFICACION SEGUN COMPOSICION • Aceros al carbono Contienen diversas cantidades de C y menos del 1,65% de Mn, el 0,60% de Si y el 0,60% de Cu. Ejemplo: A36 • Aceros aleados Contienen V, Mo y otros, además de cantidades mayores de Mn, Si y Cu que los aceros al carbono. Ejemplo: A514 • Aceros de baja aleación y alta resistencia Contienen cantidades menores de aleación. Tratados para obtener resistencia mucho mayor que la del acero al carbono. Ejemplo: A572, A992. • Aceros inoxidables Contienen Cr, Ni y otros para resistir oxidación.

  27. 5. Tipos de elementos de acero estructural Angulo Te Canal Perfil W Barra Placa Perfiles Laminados

  28. 5. Tipos de elementos de acero estructural Tubo circular Tubo rectangular Perfiles plegados y soldados Perfiles plegados (en frío)

  29. 6. Usos del acero • Estructuras de marco: edificios, torres, puentes, galpones.

  30. 6. Usos del acero • Cáscaras y membranas: estanques, silos, calderas, cascos de barco.

  31. 6. Usos del acero • Estructuras suspendidas: puentes, techos.

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