MONOGRAFIA ACEROS

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"Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

TEMA:

“ACEROS”

CATEDRA

:

TALLER DE MATERIALES DE CONSTRUCCIONES TRADICIONALES

CATEDRATICO

:

ING. MABEL CHAVEZ LOPEZ

FACULTAD

:

INGENIERIA

CARRERA

:

INGENIERIA CIVIL

ALUMNOS

:

SECCION

:

• • • • • • B-1

ALIAGA TAIPE MARLENI GRABEL QUISPILALLA JADITH PALACIOS SANTOS MARIELA OZORIAGA RIVERA ANGELLA M. RUIZ VILLAR JAVIER SANABRIA MADUEÑO, VICTOR H..C-1 TARDE

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HUANCAYO, PERU - 2013

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Dedicatoria A nuestros padres y profesores brindan

que

nos

su

apoyo

incondicional

para

llegar

a

ser

profesional de éxito.

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ÍNDICE DEDICATORIA ----------------------------------------------------------------------------2 INTRODUCCIÓN--------------------------------------------------------------------------4 CAPITULO I ACEROS 1.1. CONCEPTO-------------------------------------------------------------------------5 1.2. ACERO ALIADO ------------------------------------------------------------------10 1.3. Aceros de baja aleación----------------------------------------------------------11 1.4. Aceros Aleados Para Cementación-------------------------------------------12 1.5. Clasificación de los aceros aleados de acuerdo con su utilización- - -16 1.6. Nomenclatura De Los Aceros Sistema S.A.E - A.I.S.I-------------------17 1.7. Mecanizado Del Acero-----------------------------------------------------------17 CAPITULO II CONSTRUCCIÓNES DE ACERO EN ESTRUCTURAS DE ALA ANCHA 2.1. CONCEPTO-------------------------------------------------------------------------23 2.2. Elementos para la construcción en acero-----------------------------------29 2.3. Constructabilidad------------------------------------------------------------------30 2.4. Perfiles.-------------------------------------------------------------------------------30 CONCLUSIONES-----------------------------------------------------------------------33 BIBLIOGRAFÍA---------------------------------------------------------------------------34 ANEXO-------------------------------------------------------------------------------------35

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INTRODUCCIÓN

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,

maleabilidad

u

otras

propiedades. Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribución. Antes del tratamiento térmico, 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 en 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 físicas con intermedias entre las de sus dos componentes. La resistencia y dureza de un acero que no ha sido tratado térmicamente depende de la 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 compuesto de perlita. El acero con cantidades de carbono aún mayores es una mezcla de perlita y cementita.

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CAPITULO I ACEROS 1.1.

CONCEPTO: Metal polivalente formado por hierro con adición de carbono en una proporción que va desde cerca del 0%, correspondiente a cantidades ínfimas, hasta el 2%. La proporción de carbono influye sobre las características del metal. Se distinguen 2 grandes familias de acero: los aceros aleados y los aceros no aleados. Existe una aleación cuando los elementos químicos distintos al carbono se adicionan al hierro según una dosificación mínima variable para cada uno de ellos. Por ejemplo: El 0,50% para el silicio, el 0,08% para el molibdeno, el 10,5% para el cromo. De esa manera, una aleación al 17% de cromo + 8% de níquel constituye un acero inoxidable. Y por eso no hay un acero sino múltiples aceros.

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Existen hoy cerca de 3 000 matices (composiciones químicas) catalogadas, sin contar aquellas que son creadas a medida, todo lo cual contribuye a hacer que el acero sea el material mejor situado para afrontar los desafíos del futuro. Hierro: El hierro es uno de los metales más abundantes de la corteza terrestre. Se encuentra un poco por todas partes, combinado con otros numerosos elementos en forma de mineral. En Europa, la fabricación del hierro se remonta al 1 700 antes de Cristo. Desde los Hititas hasta el final de la Edad Media, la elaboración del hierro permaneció igual: se calentaban capas alternadas de mineral y de leña (o de carbón de leña) hasta obtener una masa de metal pastosa que debía martillearse en caliente inmediatamente para liberarlo de sus impurezas y conseguir así un hierro bruto listo para ser forjado. La forja estaba instalada a unos pasos del hogar donde se elaboraba el metal. Formando al principio un sencillo hoyo cónico en el suelo, el hogar se convirtió en un horno, el "bajo horno", que fue perfeccionándose poco a poco: desde unos cuantos kilos en sus orígenes, las cantidades obtenidas podían llegar a 50 o 60 kg en la Edad Media. Se fabricaba también desde el principio pequeñas cantidades de acero, es decir, hierro enriquecido con carbono. Un material que se muestra a la vez más duro y más resistente. En el siglo XV, la generación de los primeros "altos hornos" de 4 a 6 metros de altura propagó un descubrimiento fortuito pero transcendente: un metal ferroso en estado líquido, la fundición, que se prestaba a la fabricación de toda clase de objetos (marmitas, balas de cañón, morillos, tuberías). Asimismo, la fundición permitía la producción de hierro en abundancia, gracias al afino: el lingote de fundición se calentaba, sometiéndose a aire soplado, lo que provocaba la combustión del

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carbono contenido en la fundición y generaba un flujo de hierro gota a gota, formando una masa pastosa de hierro bruto. En 1786, Berthollet, Monge y Vandermonde, tres científicos franceses, establecieron la definición exacta del trío HierroFundición-Acero y el papel del carbono en la elaboración y las características de estos tres materiales*. Sin embargo, hubo que esperar las grandes invenciones del siglo XIX (los hornos Bessemer, Thomas y Martin) para que el acero, fabricado hasta entonces en pequeñas cantidades a partir del hierro, conociese un desarrollo espectacular y se impusiese rápidamente como el metal rey de la revolución industrial. A principios del siglo XX, la producción mundial de acero alcanzaba los 28 millones de toneladas, o sea seis veces más que en 1880. Y en vísperas de la Primera Guerra Mundial, se elevaba a 85 millones de toneladas. En unos pocos decenios, el acero permitió equipar poderosamente la industria y suplantó al hierro en la mayoría de sus aplicaciones. *El contenido en carbono es menor del 0,10% en el hierro, del 0,10 al 2% en el acero y del 2,5 al 6% en la fundición. Hoy, ya no se habla de hierro sino de aceros "de muy bajo contenido en carbono". La estructura de la Pirámide del Louvre, las latas de conserva, las plataformas petroleras, las cámaras catalíticas, los clips de los oficinistas y los soportes de los circuitos integrados son de acero. 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 micromotores de relojes eléctricos) hasta lo gigantesco (cubas de metanero, capaces de alojar el volumen del Arco de Triunfo), el acero está en el origen de una infinidad de productos elaborados por la industria humana. En la construcción de puentes o de edificios El acero puede tener múltiples papeles.

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Sirve para armar el hormigón, reforzar los cimientos, transportar el agua, el gas u otros fluidos. Permite igualmente formar el armazón de edificios, sean éstos de oficinas, escuelas, fábricas, 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. El acero para armar hormigón, como elemento fundamental en el comportamiento de las estructuras, es un material que afecta de forma directa y decisiva a la seguridad de personas y cosas. De ahí que tanto sus características como su garantía de calidad deban tenerse muy en cuenta tanto a la hora de calcular los proyectos como en el momento de su ejecución. El mejor conocimiento del binomio hormigón-acero, el cambio introducido por la generalización de los métodos de cálculo numérico y la popularización de los ordenadores con capacidades hasta hace poco impensables, han hecho posible el disponer de sistemas que permiten ajustar, con mucha precisión, las secciones de acero precisas en cada zona de un elemento estructural. Si consideramos, además, ciertos conceptos que, sino nuevos, si se contemplan en los estudios más avanzados, tales como: "plastificación

de

secciones",

"redistribución

de

esfuerzos",

"seguridad real frente al colapso", etc. Podemos inducir la importancia que, desde todos los puntos de vista, debe tener el conocimiento de los materiales y, en el caso que nos ocupa, del acero para armar hormigón, de forma que se sigan cumpliendo las condiciones de adecuación del material al uso a que se destina y que su comportamiento sea el previsto en las hipótesis del cálculo. No debemos olvidar, por su importancia, todo lo relacionado con el control de calidad del acero, sus condiciones de aceptación o rechazo y los requisitos que deberán cumplirse, de cara al usuario, para garantizar que las características del material son las

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esperadas. Cuanto más ajustemos los cálculos e introduzcamos nuevos requisitos, los materiales deben disponer de una garantía de calidad superior con la cual se asegure su adecuación a las exigencias requeridas. En los apartados siguientes, se resumen los distintos aspectos enunciados, de forma que se pueda obtener una imagen global de la situación actual de este material. A lo largo de los años, se han producido una serie de cambios en lo que a los aceros para hormigón se refiere, tanto en sus características básicas (tipos, resistencias, formas de suministro, etc.) como en los sistemas de aseguramiento de la calidad, que merecen ser contemplados para poder llegar, de una forma lógica, a la situación actual y poder extrapolar las perspectivas futuras. Uno de los puntales básicos de este proceso, es sin duda, la Normalización. Sólo cuando existe una Norma del material en la que se indican cuales han de ser sus características, los tipos de ensayos a realizar para su comprobación, la forma de analizar dichos ensayos, etc. y dicha Norma está consensuada y admitida por los distintos sectores involucrados (Administración, usuarios, fabricantes, Asociaciones Profesionales, etc.) podemos decir que se ha iniciado el camino para poder continuar cualquier proceso sobre el tema. Si nos detenemos un momento y pensamos que ocurriría si cada sector de los involucrados manejase sus propias Normas - distintas - y exigiese unas características y condiciones diferentes, nos damos cuenta de lo imprescindible de tener esas Normas de uso generalizado que permiten a todos saber de qué hablamos en cada momento. La entrada de nuestro país en la Comunidad Europea, ha contribuido a acentuar aún más si cabe, este asunto, al propiciarse la elaboración de Normas Europeas armonizadas que desarrollen las Directivas Comunitarias. No es fácil imaginar la existencia de una Europa Comunitaria cuando cada país maneja materiales para

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los mismos usos y, sin embargo, muy diferentes tanto en sus características

básicas

como

en

sus

denominaciones,

identificación, etc. De una forma muy resumida, podemos decir que en nuestro país, el desarrollo de los aceros para hormigón ha seguido un proceso paralelo

al

de

los

sectores

relacionados,

básicamente

la

Construcción. En los años 50 y principio de los 60, se empleaban aceros fundamentalmente LISOS (redondo liso) obtenidos, en muchos casos, mediante relaminación de otros productos siderúrgicos (carriles, por ejemplo). La situación del sector siderúrgico era muy atomizada,

pequeños

fabricantes

con

instalaciones

poco

avanzadas y empleando las materias primas disponibles, muchas veces, no idóneas. 1.2.

ACERO ALIADO Acero aleado es acero aleado con una variedad de elementos químicos en cantidades en peso del 1.0% al 50% para mejorar sus propiedades mecánicas. Los aceros aleados se dividen en dos grupos: aceros de baja aleación y aceros de alta aleación. La distinción entre los dos varía: Smith and Hashemi sitúan la barrerra en el 4 % en peso de aleantes, mientras que Degarmo lo define en el 8.0 %.1 2 La expresión acero aleado designa más comúnmente los de baja aleación. Todo acero es en realidad una aleación, pero no todos los aceros son "aceros aleados". Los aceros más simples son hierro (Fe) (alrededor del 99%) aleado con carbono (C) (alrededor del 0,1 -1 %, dependiendo del tipo). Sin embargo, el término "acero aleado" es el término estándar referido a aceros con otros elementos aleantes además del carbono, que típicamente son el manganeso (el más común), níquel, cromo, molibdeno, vanadio, silicio, y boro.

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Aleantes menos comunes pueden ser el aluminio, cobalto, cobre, cerio, niobio, titanio, tungsteno, estaño, zinc, plomo, y zirconio. La mejora de propiedades de los aceros aleados se muestra a continuación, con respecto a los aceros al carbono: resistencia, dureza, tenacidad, resistencia al desgaste, templabilidad, y resistencia en caliente. Para alcanzar esas mejores propiedades el acero puede necesitar un tratamiento térmico. Algunos de estos aceros aleados encuentran aplicaciones altamente exigentes, como en los álabes de turbina de un motor de reacción, en vehículos espaciales, y en reactores nucleares. Debido a las propiedades ferromagnéticas del hierro, algunos aceros aleados tiene aplicaciones en donde su respuesta al magnetismo es muy importante, como puede ser un motor eléctrico o un transformador. 1.2.1. Aceros de baja aleación Se emplean estos aceros para alcanzar

una

templabilidad

mayor, lo cual mejora otras propiedades

mecánicas.

También se usan para aumentar la resistencia a la corrosión en ciertos condiciones ambientales. Los aceros de baja aleación con contenidos medios o altos en carbono son difíciles de soldar. Bajar el contenido en carbono hasta un 0.10% o 0.30%, acompañada de una reducción en elementos aleantes, incrementa la soldabilidad y formabilidad del acero manteniendo su resistencia. Dicho metal se clasifica como un HSLA steel (acero de baja aleación de alta resistencia).

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Algunos aceros de baja aleación comunes son: D6AC 300M 256A 1.2.2. Aceros Aleados Para Cementación 15Cr3  Para partes de construcción de tamaño pequeño.  Puede subsistir los aceros al Cr, Ni, Mo, cuando no se requieren grandes características de tenacidad en el núcleo.  Es aconsejable seguir un recocido de estabilización a las piezas, antes de realizar la cementación, con el fin de prevenir deformaciones durante el temple.  Se recomienda el doble temple. 16MnCr5  Para partes de alta resistencia al desgaste y expuestas a esfuerzos elevado. Por ejemplo: ruedas dentadas, ruedas para cadenas, etc.  El doble temple es aconsejable. 3415  Para partes de maquinas que exijan una superficie muy dura y un núcleo de alta tenacidad, como por ejemplo ruedas dentadas en engranajes de alto rendimiento, eje de levas, etc.  En este tipo de acero se aconseja el recocido de estabilización antes de la cementación. El doble temple es aconsejable para piezas complicadas y para los casos en que la profundidad de cementación sea mayor de 1 mm.  Las piezas sencillas pueden templarse directamente desde el horno de cementación.

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4320  Este tipo de acero se emplea para piezas cementadas de medio y gran espesor.  Combina una gran dureza superficial a un corazón muy tenaz y durante el temple se deforma muy poco.  Es aconsejable dar un recocido de estabilización antes de ejecutar la cementación.  También es aconsejable el doble temple. 8620  Ofrece muy buena dureza superficial y buenas propiedades del corazón.  Tiene aceptable profundidad de temple, ausencia de zonas no duras en la parte cementada y baja distorsión  Usos: Ejes ranurados, pasadores de pistón, bujes, piñones para cajas y transmisión de automotores, etc.  Es aconsejable un recocido de estabilización antes de efectuar la cementación.  Se aconseja el segundo temple de dureza desde 810/840ºC. 4130  Es un acero con buena penetración de temple y con buenas características de estabilidad hasta temperaturas de más o menos 400ºC.  Tiene una elevada resistencia al deslizamiento en caliente y no presenta fragilidad de revenido.  Para piezas que necesitan una dureza superior se debe usar 4140 o 4150.

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4140  Es un acero de buena penetración de temple y con buenas características de estabilidad en caliente hasta 400ºC.  Sin fragilidad de revenido, muy versátil y apto para esfuerzos de fatiga y torsión.  Piezas templadas a inducción pueden dar una dureza de 5769 Rockwell C.  Tiene amplia aplicación en construcción de vehículos por ejemplo para cigüeñales, brazos de ejes, bielas, pernos, ejes de contramarcha, ejes de bombas y engranajes.  Muy utilizado en piezas forjadas como herramientas, llaves de mano, destornilladores, etc.  Se usa también para espárragos y tornillos den la construcción de plantas que trabajen a temperatura entre 150ºC y 300ºC, como calderas, turbinas de vapor, plantas químicas, etc. 4150  Sirve para los mismos usos del 4140 cuando se requieren durezas superiores.  Piezas templadas a inducción de 4150 pueden dar una dureza superficial de 60-62 HRC. 4340  Tiene los mismos usos del 9840 y es usado cuando se requiere una dureza superior y mejor resistencia al impacto.  Piezas templadas a inducción de 4340 pueden dar una dureza superficial de 60-62 Rockwell C.  Sirve para tornillos prisioneros de bloques motores, ejes traseros de transmisión, mandriles porta-herramientas, ejes y excéntricas para cizallas, ejes de transmisión de grandes dimensiones, etc.

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5135  Para piezas de buena tenacidad y que no requieran una profundidad de temple muy alta.  Se usa en partes para vehículos, tractores, pasadores, tornillos y tuercas de alta resistencia. 5160  Este acero esta especialmente indicado para la construcción de resortes para automóviles y camiones, sea en ballestas, sea para resortes helicoidales y también para barras de torsión. 6150  Se usa este acero para la construcción de resortes de muy alta resistencia, resortes helicoidales y barras de torsión para automóviles. 9260  Este es el tipo de acero más usado y más económico entre los aceros aleados para la construcción de resortes, particularmente para automóviles y camiones.  Se templa muy fácilmente y tiene buena penetración de temple.  Puede también usarse para la construcción de herramientas para maquinas agrícolas y otros implementos de la misma índole. 9840  Este acero tiene una buena penetración de temple y buena tenacidad.

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 Se puede usar en construcción de piezas de tamaño medio que estén sometidas a esfuerzos de torsión.  Por su contenido en Mo no esta expuesto a la fragilidad de revenido. 1.2.3. Clasificación de los aceros aleados de acuerdo con su utilización Aceros en los que tiene una gran importancia la templabilidad: Aceros de gran resistencia Aceros de cementación Aceros de muelles Aceros indeformables Aceros de construcción: Aceros de gran resistencia Aceros de cementación Aceros para muelles Aceros de nitruracion Aceros resistentes al desgaste Aceros para imanes Aceros para chapa magnética Aceros inoxidables y resistentes al calor Aceros de herramientas: Aceros rápidos Aceros de corte no rápidos Aceros indeformables Aceros resistentes al desgaste Aceros para trabajos de choque Aceros inoxidables y resistentes al calor.

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1.2.4. Nomenclatura De Los Aceros Sistema S.A.E - A.I.S.I Como la microestructura del acero determina la mayoría de sus propiedades y aquella está determinada por el tratamiento y la composición química; uno de los sistemas más generalizados en la nomenclatura de los aceros es el que está basado en su composición química. En el sistema S.A.E. - A.I.S.I, los aceros se clasifican con cuatro dígitos XXXX. Los primeros dos números se refieren a los dos elementos de aleación más importantes y los dos o tres últimos dígitos dan la cantidad de carbono presente en la aleación. Un acero 1040 AISI es un acero con 0.4%C; un acero 4340 AISI, es un acero aleado que contiene o.4%C, el 43 indica la presencia de otros elementos aleantes. Las convenciones para el primer dígito son: 1 - MANGANESO 2 - NIQUEL 3 - NIQUEL-CROMO, principal aleante el cromo 4 - MOLIBDENO 5 - CROMO 6 - CROMO-VANADIO, principal aleante el cromo 8 - NIQUEL-CROMO-MOLIBDENO, principal aleante el molibdeno 9 - NIQUEL-CROMO-MOLIBDENO, principal aleante el níquel. 1.2.5. Mecanizado Del Acero a. Acero Laminado. El acero que se utiliza para la construcción de estructuras metálicas y obras públicas, se obtiene a través de la laminación de acero en una serie de perfiles normalizados.

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El proceso de laminado consiste en calentar previamente los lingotes de acero fundido a una temperatura que permita la deformación del lingote por un proceso de estiramiento y desbaste que se produce en una cadena de cilindros a presión llamado tren de laminación. Estos cilindros van formando el perfil deseado hasta conseguir las medidas que se requieran. Las dimensiones de las secciones conseguidas de esta forma no se ajustan a las tolerancias requeridas y por eso muchas veces los productos laminados hay que someterlos a fases de mecanizado para ajustar sus dimensiones a la tolerancia requerida. b. Acero forjado. Biela motor de acero forjado. La forja es el proceso que modifica la forma de los metales por deformación plástica cuando se somete al acero a una presión o a una serie continuada de impactos. La forja generalmente se realiza a altas temperaturas porque así se mejora la calidad metalúrgica y las propiedades mecánicas del acero. El sentido de la forja de piezas de acero es reducir al máximo posible la cantidad de material que debe eliminarse de las piezas en sus procesos de mecanizado. En la forja por estampación la fluencia del material queda limitada a la cavidad de la estampa, compuesta por dos matrices que tienen grabada la forma de la pieza que se desea conseguir. c. Acero corrugado. El acero corrugado es una clase de acero laminado usado especialmente en construcción, para emplearlo en hormigón armado. Se trata de barras de acero que presentan resaltos o corrugas que mejoran la adherencia con el hormigón. Está dotado de una gran ductilidad, la cual permite que a la hora de cortar y

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doblar no sufra daños, y tiene una gran soldabilidad, todo ello para que estas operaciones resulten más seguras y con un menor gasto energético. Malla de acero corrugado. Las barras de acero corrugado, están normalizadas. Por ejemplo en España las regulan las normas (UNE 36068:1994- UNE 36065:2000 –UNE36811:1998) Las barras de acero corrugados se producen en una gama de diámetros que van de 6 a 40 mm, en la que se cita la sección en cm² que cada barra tiene así como su peso en kg. Las barras inferiores o iguales a 16 mm de diámetro se pueden suministrar en barras o rollos, para diámetros superiores a 16 siempre se suministran en forma de barras. Las barras de producto corrugado tienen unas características técnicas

que

deben

cumplir,

para

asegurar

el

cálculo

correspondiente de las estructuras de hormigón armado. Entre las características técnicas destacan las siguientes, todas ellas se determinan mediante el ensayo de tracción: d. Límite elástico Re (Mpa) Carga unitaria de rotura o resistencia a la tracción Rm (MPa) Alargamiento de rotura A5 (%) Alargamiento bajo carga máxima Agt (%) Relación entre cargas Rm/Re Módulo de Young E Estampado del acero Puerta automóvil troquelada y estampada. Artículo principal: Estampación de metales. La estampación del acero consiste en un proceso de mecanizado sin arranque de viruta donde a la plancha de acero se la somete

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por medio de prensas adecuadas a procesos de embutición y estampación

para

la

consecución

de

determinadas piezas

metálicas. Para ello en las prensas se colocan los moldes adecuados. e. Troquelación del acero La troquelación del acero consiste en un proceso de mecanizado sin arranque de viruta donde se perforan todo tipo de agujeros en la plancha de acero por medio de prensas de impactos donde tienen colocados sus respectivos troqueles y matrices. f. Mecanizado blando Torno

paralelo

moderno.

Las

piezas

de

acero

permiten

mecanizarse en procesos de arranque de virutas en máquinasherramientas (taladro, torno, fresadora, centros de mecanizado CNC, etc.) luego endurecerlas por tratamiento térmico y terminar los mecanizados por procedimientos abrasivos en los diferentes tipos de rectificadoras que existen. g. Rectificado El proceso de rectificado permite obtener muy buenas calidades de acabado superficial y medidas con tolerancias muy estrechas, que son muy beneficiosas para la construcción de maquinaria y equipos de calidad. Pero el tamaño de la pieza y la capacidad de desplazamiento de la rectificadora pueden presentar un obstáculo. h. Mecanizado duro En ocasiones especiales, el tratamiento térmico del acero puede llevarse a cabo antes del mecanizado en procesos de arranque de virutas, dependiendo del tipo de acero y los requerimientos que deben ser observados para determinada pieza. Con esto, se debe tomar en cuenta que las herramientas necesarias para dichos

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trabajos deben ser muy fuertes por llegar a sufrir desgaste apresurado en su vida útil. Estas ocasiones peculiares, se pueden presentar cuando las tolerancias de fabricación son tan estrechas que no se permita la inducción de calor en tratamiento por llegar a alterar la geometría del trabajo, o también por causa de la misma composición del lote del material (por ejemplo, las piezas se están encogiendo mucho por ser tratadas). En ocasiones es preferible el mecanizado después del tratamiento térmico, ya que la estabilidad óptima del material ha sido alcanzada y, dependiendo de la composición y el tratamiento, el mismo proceso de mecanizado no es mucho más difícil. I Mecanizado por descarga eléctrica En algunos procesos de fabricación que se basan en la descarga eléctrica con el uso de electrodos, la dureza del acero no hace una diferencia notable. Taladrado profundo Artículo principal: Taladrado profundo. En muchas situaciones, la dureza del acero es determinante para un resultado exitoso, como por ejemplo en el taladrado profundo al procurar que un agujero mantenga su posición referente al eje de rotación de la broca de carburo. O por ejemplo, si el acero ha sido endurecido por ser tratado térmicamente y por otro siguiente tratamiento térmico se ha suavizado, la consistencia puede ser demasiado suave para beneficiar el proceso, puesto que la trayectoria de la broca tenderá a desviarse. -

Doblado

El doblado del acero que ha sido tratado térmicamente no es muy recomendable pues el proceso de doblado en frío del material endurecido es más difícil y el material muy probablemente se haya tornado demasiado quebradizo para ser doblado; el proceso de

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doblado empleando antorchas u otros métodos para aplicar calor tampoco es recomendable puesto que al volver a aplicar calor al metal

duro,

comprometida.

la

integridad

de

este

cambia

y

puede

ser

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CAPITULO II UTILIZACIÓN DEL ACERO EN CONSTRUCCION 2.1.

CONSTRUCCIÓNES DE ACERO EN ESTRUCTURAS DE ALA ANCHA: Construcción en acero es aquella construcción en que la mayor parte de los elementos simples o compuestos que constituyen la parte estructural son de acero. En el caso en que los elementos de acero se constituyan en elementos que soportan principalmente las solicitaciones de tracción de una estructura mientras que el hormigón (o concreto) toma las solicitaciones de compresión la construcción es de hormigón armado o concreto reforzado. Esa solución constructiva a pesar de contener acero en forma de hierro redondo no se incluye dentro de la definición de Construcción en Acero. Cuando conviven en una misma construcción elementos simples o compuestos de acero con los de hormigón armado la construcción se denomina mixta (acero-hormigón armado). Productos de acero para estructuras • Perfiles estructurales: Piezas de desarrollo lineal para estructuras de acero (DB-SE-EA)

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Se designan por la forma de la sección (I, H, U, T, L) y su altura (canto) en mm. Pueden ser laminados o conformados. • Cables y cordones: Para acciones de tracción. • Acero de armar: Elementos de acero para estructuras de hormigón armado y pretensado (EHE-99). Armaduras pasivas: Barras corrugadas, mallas electrosoldadas, celosías de alambre electrosoldadas. Armaduras activas: Alambres, barras y cordones. (Sellos de Calidad CIETSID y Marca AENOR)

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Perfiles laminados: Vigas I a) Perfil en T.  Puede tener la longitud del alma y del ala igual o el ala mayor.  Las dos caras del alma presentan inclinación.  Dim. 200 x 200 x3 hasta 1000 x 1000 x 13 b) Perfil en I (doble T de ala estrecha).  Formados por un alma y dos alas paralelas y  normales al alma.  IPN: Las caras interiores de las alas presentan una  pequeña inclinación.  IPE: Las caras de las alas son paralelas. Perfiles laminados: Vigas II c) Perfil en H (doble T de ala ancha y paralela).  La altura es igual a la base.  Todos los bordes exteriores son de arista viva siendo  más aptos para la soldadura.  Altura igual a la base y se fabrican desde 200 a 800. d) Perfil en U  Formado por un ala lateral y dos alas.  Se fabrican desde 4 a 12 m. y desde el 80 al 300. e) Pletinas y llantas

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 piezas metálicas de sección rectangular y de espesor  reducido.  Se utilizan para complementar perfiles y uniones.

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ACERO PARA ARMAR

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Tipos: S: soldable SD: soldable de alta ductilidad Diámetros nominales barras (mm) 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25, 32, 40 Otros productos de acero para construcción – Cerrajería: Carpinterías, puertas, barandillas. – Tuberías de presión: para trasporte de agua. – Pueden ser de acero negro (soldable) o galvanizado. – Chapa de acero: Por conformado en frío se pueden obtener gran cantidad de productos – Paneles sandwich: Incorporan una capa de material – aislante térmico entre dos hojas de chapa. – Se utilizan para cerramientos y cubiertas ligeros. – Herrajes: Elementos para cerramientos móviles – (puertas, ventanas,etc.)

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– Tornillería, anclajes. Productos de acero conformados en frío

2.2.

Elementos para la construcción en acero Los elementos usados en la construcción en acero son: o Columnas de alma llena o Columnas compuestas o Vigas de alma llena o Vigas alveolares o Vigas en Celosía o Vigas Vierendeel o Losas o Arriostramientos

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o Conexiones apernadas y soldadas 2.3.

Constructabilidad El tema de la integración de las distintas etapas de la construcción se ha comenzado a plantear en las últimas décadas, debido a la estandarización y a la significativa proporción que se realiza en taller. Es posible en la actualidad integrar las etapas de diseñoingeniería

básica

(cálculo)

–

detallamiento

-fabricación

de

estructuras y montaje mediante la integración de las soluciones informáticas de cada etapa. O sea determinada la necesidad de un elemento (columna) se puede seguir todo el proceso que sufrirá hasta su instalación en la obra.

2.4.

Perfiles. Las barras que componen las estructuras se fabrican en diferentes formas, a la sección transversal perpendicular al eje longitudinal se le denomina perfil. Dependiendo del material del que está construida la barra, la obtención

de

un

determinado

perfil

se

realizará

por

un

procedimiento u otro. En las barras metálicas los procesos más usados para la obtención de perfiles son: Mediante un molde: consiste en la fabricación de un molde (de acero, escayola, de cera etc), sobre el que se vierte el material al que se le va a dar forma. Se utiliza por ejemplo para la fabricación de prefabricados de hormigón, fundiciones, etc.

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Laminación: consistente en hacer pasar al material base (acero, aluminio) por una serie de rodillos que irán poco a poco dándole la forma apropiada. Para facilitar el proceso, se calientan los metales, de forma que sean más maleables. Mediante la laminación se consiguen piezas como planchas, vigas, redondos, traviesas, etc. Extrusión: el metal extrusionado tiene que ser fácilmente maleable, de forma que se le empuja a través de un orificio que tiene la forma del perfil que queremos obtener. Formas más comunes: Las formas más habituales son las que te mostramos en la siguiente figura:

Pero no son las únicas, pues tenemos en el mercado una amplia variedad de perfiles, ángulos, pletinas, chapas, etc. Veamos a continuación con más detalle algunos perfiles. Perfil normal en forma de T: es muy usual en la construcción, se coloca con las alas hacia abajo, de manera que puedan apoyarse sobre él ladrillos, rasillones, y otros elementos constructivos. Perfil en L o angular: es un perfil de forma que la sección es un ángulo recto. Se utiliza mucho en la construcción de estructuras metálicas, en la parte de cubiertas.

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Perfil en doble T: es el que se coloca en pilares. Trabaja también muy bien con esfuerzos de flexión. Es un perfil I (PN). Perfil de ala ancha: es una viga en doble T, en la que la altura total es igual a la anchura de las alas.

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CONCLUSIONES El acero inoxidable está siendo utilizado de manera creciente en los últimos años en los sectores de la industria y de la arquitectura gracias a su resistencia a la corrosión, facilidad de mantenimiento y apariencia agradable. Sin embargo, su empleo como material estructural resistente lía estado limitado durante años debido, entre otras razones, a la falta de especificaciones de diseño que fomenten y faciliten el uso del acero inoxidable en esta situación. Esta limitación ha inspirado a investigadores de todo el mundo a estudiar el comportamiento del material acero inoxidable y desarrollar nuevas expresiones de diseño para explotar de manera óptima las propiedades del material en aplicaciones resistentes. El objetivo principal de este trabajo es contribuir al avance del conocimiento del acero inoxidable analizando rotura

de

el comportamiento estructuras

de

como

material

estructural,

en servicio y la evolución hasta acero

inoxidable

trabajando

fundamentalmente a flexión. Dicho objetivo principal queda plasmado en forma de posibles pautas de actuación y expresiones de diseño que permitan dimensional tales estructuras de una manera eficiente.

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BIBLIOGRAFÍA 1. Araujo, R. y Seco, E.; Construir arquitectura enEspaña con acero, ENSIDESA, 1994. 2. Alamán, A; Materiales metálicos de construcción, Ed. COICCP, 2000 3. www.constructalia.es 4. Código Técnico de la Edificación. DB-SE-A 5. EHE-08, Aceros para armar. 6. Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. (2007), Materials and Processes in Manufacturing (10th edición), Wiley, ISBN 978-0470-05512-0. 7. Groover, M. P., 2007, p. 105-106, Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes and Systems, 3rd ed, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, ISBN 978-0-471-74485-6. 8. Smith, William F.; Hashemi, Javad (2001), Foundations of Material Science and Engineering (4th edición), McGraw-Hill, p. 394, ISBN 0-07-295358-6

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ANEXO

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