ACEROACEROACEROACERO

Los metales y las aleaciones empleados en la industriay en la construccin pueden dividirse en dos gruposprincipales: Materiales FERROSOS y NO FERROSOS.

Qu es el Acero?

FERROSOS: Aquellos que contienen hierro como suingrediente principal; es decir, las numerosascalidades del hierro y el acero.

NO FERROSOS: No contienen hierro. Estos incluyen elaluminio, magnesio, zinc, cobre, plomo y otroselementos metlicos. Las aleaciones el latn y elbronce, son una combinacin de algunos de estosmetales No Ferrosos y se les denomina Aleaciones NoFerrosas

El Acero es bsicamente una aleacin o combinacinde hierro y carbono (alrededor de 0,05% hasta menosde un 2%). Algunas veces otros elementos dealeacin especficos tales como el Cr (Cromo) o Ni(Nquel) se agregan con propsitos determinados.Ya que el acero es bsicamente hierro altamenterefinado (ms de un 98%), su fabricacin comienzacon la reduccin de hierro (produccin de arrabio) elcon la reduccin de hierro (produccin de arrabio) elcual se convierte ms tarde en acero.

Los diferentes tipos de acero se clasifican de acuerdo alos elementos de aleacin que producen distintosefectos en el acero:

ALUMINIO Empleado en pequeascantidades, acta como undesoxidante para el acerofundido y produce un Acero deGrano Fino.Grano Fino.

BORO Aumenta la templabilidad (laprofundidad a la cual un aceropuede ser endurecido).

CROMO Aumenta la profundidad delendurecimiento y mejora laresistencia al desgaste ycorrosin.

COBRE Mejora significativamente laresistencia a la corrosinatmosfrica.

MANGANESO Elemento bsico en todos losaceros comerciales. Acta comoun desoxidante y tambinneutraliza los efectos nocivosdel azufre, facilitando lalaminacin, moldeo y otrasoperaciones de trabajo encaliente. Aumenta tambin lacaliente. Aumenta tambin lapenetracin de temple ycontribuye a su resistencia ydureza.

MOLIBDENO Mediante el aumento de lapenetracin de temple, mejoralas propiedades del tratamientotrmico. Aumenta tambin ladureza y resistencia a altastemperaturas.

NIQUEL Mejora las propiedades deltratamiento trmico reduciendola temperatura deendurecimiento y distorsin alser templado. Al emplearseconjuntamente con el Cromo,aumenta la dureza y laresistencia al desgaste.

SILICIO Se emplea como desoxidante yacta como endurecedor en elacero de aleacin.acero de aleacin.

AZUFRE Normalmente es una impureza yse mantiene a un bajo nivel. Sinembargo, alguna veces seagrega intencionalmente engrandes cantidades (0,06 a0,30%) para aumentar lamaquinabilidad (habilidad paraser trabajado mediante cortes)de los aceros de aleacin y alcarbono.

TITANIO Se emplea como un desoxidantey para inhibir el crecimientogranular. Aumenta tambin laresistencia a altas temperaturas.

TUNGSTENO Se emplea en muchos aceros dealeacin para herramientas,impartindoles una granresistencia al desgaste y durezaa altas temperaturas.

VANADIO Imparte dureza y ayuda en laVANADIO Imparte dureza y ayuda en laformacin de granos de tamaofino. Aumenta la resistencia alos impactos (resistencia a lasfracturas por impacto) y tambinla resistencia a la fatiga.

1. Mayor resistencia y dureza 2. Mayor resistencia a los impactos 3. Aumento de la resistencia al desgaste 4. Aumento de la resistencia a la corrosin 5. Mejoramiento de maquinabilidad 6. Dureza al rojo (altas temperaturas) 7. Aumento de la profundidad a la cual el acero puede

En resumen los efectos de aleacin son:

7. Aumento de la profundidad a la cual el acero puede ser endurecido (penetracin de temple)

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ACERO como material de construccin:

Ventajas del acero como material estructural:

1. Alta resistencia: La alta resistencia del acero porunidad de peso implica que ser poco el peso de lasestructuras, esto es de gran importancia en puentesde grandes luces.de grandes luces.

2. Uniformidad: Las propiedades del acero no cambianapreciablemente con el tiempo como es el caso de lasestructuras de concreto reforzado.

3. Durabilidad: Si el mantenimiento de las estructuras deacero es adecuado duraran indefinidamente.

4. Ductilidad.- La ductilidad es la propiedad que tiene unmaterial de soportar grandes deformaciones sin fallarbajo altos esfuerzos de tensin. La naturaleza dctil delos aceros estructurales comunes les permite fluirlocalmente, evitando as fallas prematuras.

5. Tenacidad.- Los aceros estructurales son tenaces, esdecir, poseen resistencia y ductilidad. La propiedad deun material para absorber energa en grandes cantidadesun material para absorber energa en grandes cantidadesse denomina tenacidad.

Otras ventajas importantes del acero estructural son:

A) Gran facilidad para unir diversos miembros pormedio de varios tipos de conectores como son lasoldadura, los tornillos y los remaches.B) Posibilidad de prefabricar los miembros de unaestructura.C) Rapidez de montaje.C) Rapidez de montaje.D) Gran capacidad de laminarse y en gran cantidad detamaos y formas.E) Resistencia a la fatiga.F) Posible reutilizacin despus de desmontar unaestructura.

Desventajas del acero como material estructural:1. Costo de mantenimiento.- La mayor parte de losaceros son susceptibles a la corrosin al estarexpuestos al agua y al aire y, por consiguiente, debenpintarse peridicamente.2. Costo de la proteccin contra el fuego.- Aunquealgunos miembros estructurales son incombustibles,sus resistencias se reducen considerablementedurante los incendios.durante los incendios.3. Susceptibilidad al pandeo.- Entre ms largos yesbeltos sean los miembros a compresin, mayor es elpeligro de pandeo. Como se indico previamente, elacero tiene una alta resistencia por unidad de peso,pero al utilizarse como columnas no resulta muyeconmico ya que debe usarse bastante material, solopara hacer ms rgidas las columnas contra el posiblepandeo.

ACEROS AL CARBONOCLASIFICACIN DEL ACERO

Ms del 90% de todos los aceros son aceros al carbono.Estos aceros contienen diversas cantidades de carbonoy menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio yel 0,60% de cobre. Entre los productos fabricados conaceros al carbono figuran mquinas, carroceras deautomvil, la mayor parte de las estructuras deautomvil, la mayor parte de las estructuras deconstruccin de acero, cascos de buques, etc.

ACEROS ALEADOS

Estos aceros contienen un proporcin determinada devanadio, molibdeno y otros elementos, adems decantidades mayores de manganeso, silicio y cobre quelos aceros al carbono normales. Estos aceros dealeacin se pueden subclasificar en :

Estructurales Son aquellos aceros que se emplean paradiversas partes de mquinas, tales comoengranajes, ejes y palancas. Adems seutilizan en las estructuras de edificios,construccin de chasis de automviles,puentes, barcos y semejantes. El contenidode la aleacin vara desde 0,25% a un 6%.

Para Herramientas

Aceros de alta calidad que se emplean enherramientas para cortar y modelar metales yno-metales. Por lo tanto, son materialesempleados para cortar y construirempleados para cortar y construirherramientas tales como taladros,escariadores, fresas, etc.

Especiales Los Aceros de Aleacin especiales son losAceros Inoxidables y aquellos con uncontenido de cromo generalmente superior al12%. Estos aceros de gran dureza y altaresistencia a las altas temperaturas y a lacorrosin, se emplean en turbinas de vapor,engranajes, ejes y rodamientos.

ACEROS DE BAJA ALEACION ULTRARRESISTENTES

Esta familia es la ms reciente de las cuatro grandesclases de acero. Los aceros de baja aleacin son msbaratos que los aceros aleados convencionales ya quecontienen cantidades menores de los costososelementos de aleacin. Sin embargo, reciben untratamiento especial que les da una resistencia muchomayor que la del acero al carbono. En la actualidad semayor que la del acero al carbono. En la actualidad seconstruyen muchos edificios con estructuras deaceros de baja aleacin. Las vigas pueden ser msdelgadas sin disminuir su resistencia, logrando unmayor espacio interior en los edificios.

ACEROS INOXIDABLES

Los aceros inoxidables contienen cromo, nquel y otroselementos de aleacin, que los mantienen brillantes yresistentes a la herrumbre y oxidacin a pesar de laaccin de la humedad o de cidos y gases corrosivos.Algunos aceros inoxidables son muy duros; otros sonmuy resistentes y mantienen esa resistencia durantelargos periodos a temperaturas extremas. Debido a suslargos periodos a temperaturas extremas. Debido a sussuperficies brillantes, en arquitectura se empleanmuchas veces con fines decorativos. El aceroinoxidable se utiliza para las tuberas y tanques derefineras de petrleo o plantas qumicas, etc. Tambinse usa para fabricar instrumentos y equiposquirrgicos, o para fijar o sustituir huesos rotos, ya queresiste a la accin de los fluidos corporales.

Las principales ventajas del acero inoxidable son:

1. Alta resistencia a la corrosin.2. Alta resistencia mecnica.3. Apariencia y propiedades higinicas.4. Resistencia a altas y bajas temperaturas.5. Buenas propiedades de soldabilidad, mecanizado,

corte, doblado y plegado.corte, doblado y plegado.6. Bajo costo de mantenimiento.7. Reciclable.

PROPIEDADES MECNICAS DEL ACEROLa descripcin ms completa de las propiedadesmecnicas de los aceros (propiedades utilizadas parael diseo estructural) se realiza mediante sus curvasesfuerzo deformacin bajo cargas de traccin, lasmismas que varian dependiendo de la composicinqumica del material y sus procesos de fabricacin.

Algunas de las propiedades presentes en la curvaesfuerzo deformacin son:

1. RANGO DE COMPORTAMIENTO ELSTICO:

2. ESFUERZO DE FLUENCIA:

3. ESFUERZO A LA ROTURA:

4. MDULO DE ELASTICIDAD:

5. DUCTILIDAD:5. DUCTILIDAD:

OTRAS PROPIEDADES DEL ACERO:

1. DENSIDAD: La densidad del acero slido es de 7850Kg/m3. Los cables de acero utilizados en hormignpreesforzado tienen una densidad menor, por lapresencia de espacios vacos; dicha variacin dedensidad depende del dimetro exterior de los cables,del nmero de hilos que forman parte del cable y deldel nmero de hilos que forman parte del cable y delproceso de fabricacin

2. RESISTENCIA A LA CORROSIN: Muchos acerosutilizados en estructuras requieren de una resistenciaespecifica a la corrosin, cuando van a estar expuestosa ambientes agresivos, para lo que es necesario que enel proceso de fundicin se incluyan componentesadicionales, especialmente Niquel, con una proporcin

entre un 2 y 4% de la aleacin. Este tipo de acero no seconsigue en barras.

Existen aceros resistentes al desgaste, que suelenutilizarse en estructuras con elementos mviles comopuentes gras metlicos, que utilizan manganeso entreun 10% y un 18% de la aleacin.

La presencia de Niquel y Cromo en la aleacin permiteLa presencia de Niquel y Cromo en la aleacin permitela obtencin de aceros con propiedades combinadascomo inoxidables y resistencia a ataques qumicos, ode gran resistencia, dureza y elsticidad.

PROCESO DE PRODUCCIN

BARRAS DE HORMIGNEn Chile se fabrican de acuerdo a la norma chilena NcH204 Of. 78, el grado normal A44-28H y el grado de altaresistencia A63-42H.

El cumplimiento de las propiedades mecnicas delproducto se aseguran a travs de los ensayos queestablece la norma y cuyas especificaciones semuestran a continuacinmuestran a continuacin

Grados del Acero

Resistenciaa la traccin

Rm

Lmite defluencia

ReAlargamiento

en 50 mmKgf/mm2 Mpa Kgf/mm2 Mpa %

A37-24ES 37 363 24 235 22A42-27ES 42 412 27 265 20A52-34ES 52 510 34 324 18

A44-28H 44,9 440 28,6 280 16A63-42H 64,2 630 42,8 420 (*)

(*): (700/Rm) - K >= 8, donde K es un coeficiente quedepende del dimetro nominal de la barra (e) y cuyovalor se indica a continuacin.

e (mm) : 8 10 12 16 18 20 22 25 28 32 36

K : 2 1 0 0 0 0,5 1 2 3 4 5

Fuente: Norma chilena NCh 203 of. 77

DIMENSIONESDIMENSIONESEn dimetros de 6 a 12 mm se producen en rectas yrollos y de 16 a 36 mm como barras rectas.

Sus caractersticas dimensionales son las siguientes:

Dimetro (mm)

Seccin (cm2)

Masa (kg/m) Formas de entrega normal

6 (*) 0,283 0,222 Rollos de 500 a 1.050 kg aproximadamente

Rectas, largos (m) 6-7-8-9-10-11-12

8 0,503 0,39510 0,785 0,61712 1,131 0,888

16 2,011 1,57818 2,545 1,998

Rectas, largos (m) 6-7-8-9-10-11-12

22 3,801 2,98425 4,909 3,85328 6,158 4,83432 8,043 6,31336 10,179 7,990

(*) : El dimetro 6 mm slo se entrega en el grado A44 y con superficie lisa. Todos los dems dimetros llevan resaltes y se producen en ambos

grados.Fuente: CSH (Compaa Siderrgica Huachipato)

CSH produce estas barras con acero limpio, obtenido apartir de mineral de hierro, permitiendo satisfacer aslas exigencias de ductilidad en obras proyectadas parazonas de alta sismicidad, como es Chile.

Para uso en refuerzo de hormign, son producidas connervadura llamada resalte (excepto dimetro 6 mm) loque aumenta la adherencia entre el acero y el concreto.

Las barras CAP con resaltes estn identificadas deacuerdo a lo especificado en la norma NCh 204 of. 78,mediante marcas en relieve que permiten determinar elfabricante y el grado del acero.

PELLET DE ACEROMATERIAS PRIMAS

Una semielaboracin de los minerales, convirtindolos en pequeas bolitas de concentrado de Hierro.

CarbonesCoquera Coque

PLANTA DE COQUE