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 ACERO

Introducción a la Tecnología delos Materiales

Universidad Nacional de Tucumán

Facultad de Arte

Carrera de Diseño de interiores y Equipamientos

¿QUÉ ES EL ACERO?   El Acero es básicamente unaaleación o combinación de Hierro

y Carbono (alrededor de 0,05%hasta menos de un 2%).

El Acero es básicamente Hierroaltamente refinado (más de un98%), su fabricación comienzacon la reducción de Hierro(producción de arrabio) el cual seconvierte más tarde en acero.

El Hierro puro es uno de los

elementos del Acero. No seencuentra libre en la naturalezaya que químicamente reaccionacon facilidad con el oxígeno delaire para formar óxido de hierro -herrumbre.

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El MATERIAL: HIERRONo se encuentra puro en la

naturalezaMetales aleados al hierro:Manganeso, Cromo, Tungsteno,Molibdeno, Vanadio

Productos siderúrgicos:

Hierro, Acero, Fundición

Productos industriales derivadosdel hierro:  Acero, Fundiciones

Porcentaje Máximo de Carbono:

6,67 % = C Fe (carburo férrico)

Acero: 1,7 % de C

Fundiciones: 1,7 a 6,67 % de C

PROPIEDADES DE LOS METALES

Fusionabilidad

Forjabilidad

Maleabilidad

Fusionabilidad

Ductibilidad

Tenacidad

Facilidad al corte

Soldabilidad

Oxidabilidad

Color

Térmica

Eléctricas

Químicas

Dureza

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EL ACERO

Es una aleación de hierro y carbono a la que suelen añadirseotros elementos. Algunas aleaciones denominadas ‘hierros’contienen más carbono que algunos aceros comerciales.

DEFINICIÓN

EL HIERRO DE CRISOL ABIERTO Y EL HIERRO FORJADOcontienen un porcentaje de carbono de sólo unas centésimas. Losdistintos tipos de acero contienen entre el 0,04 y el 2,25% decarbono.

EL HIERRO COLADO, EL HIERRO COLADO MALEABLE Y ELARRABIO: Contienen entre un 2 y un 4% de carbono. Hay unaforma especial de hierro maleable que no contiene casi carbonoalguno.

LAS ALEACIONES DE HIERRO Y ACERO: Emplean un tipoespecial de aleaciones de hierro denominadas ferroaleaciones,que contienen entre un 20 y un 80% del elemento de aleación,que puede ser manganeso, silicio o cromo.

DEMOMINACION COMERCIAL DE LOS

PRODUCTOS SIDERURGICOS

HIERRO DE 1º FUSIÓN O ARRABIO

HIERROS PERFILADOS

ACEROS DULCES, ACEROS DE CONSTRUCCIÓN,

ACEROS LAMINADOS

ACEROS AL CARBONO O ACERO DE

HERRAMIENTAS

ACEROS ESPECIALES O DE ALEACIÓN

FUNDICIONES

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CLASIFICACIÓN DEL ACERO SUGUN SU ALEACIÓN

Se clasifican los diferentes tipos de acero de acuerdo a loselementos de aleación que producen distintos efectos en el

 Acero

ACEROS AL CARBONO

ACEROS ALEADOS

ACEROS DE BAJA ALEACIÓN -ULTRARRESISTENTES

ACEROS INOXIDABLES

Mayor resistencia y dureza Mayor resistencia a los

impactos  Aumento de la resistencia

al desgaste  Aumento de la resistencia a

la corrosión Mejoramiento de

maquinabilidad Dureza al rojo (altas

temperaturas)  Aumento de la profundidad

a la cual el acero puede serendurecido (penetración detemple)

EFECTOS DE LOSELEMENTOS DE

ALEACIÓN EN ACERO

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Contienen diferentescantidades de carbono,menos del 1,65% demanganeso, 0,60% desilicio y 0,60% de cobre.(máquinas, carrocerías deautomóvil, la mayor partede las estructuras deconstrucción de acero,

cascos de buques,somieres y horquillas)

ACEROS AL CARBONO

Estructurales

El contenido de la aleación varía desde0,25% a un 6%. Se emplean para diversaspartes de máquinas, tales como engranajes,ejes y palancas. estructuras de edificios,construcción de chasis de automóviles,puentes, barcos.

ParaHerramientas

 Aceros de alta calidad que se emplean enherramientas para cortar y modelar metales yno-metales. Taladros, escariadores, fresas,terrajas y machos de roscar.

Especiales

Los Aceros de Aleación especiales son losaceros inoxidables y aquellos con porcentajemayor al 12% de cromo. Estos aceros degran dureza y alta resistencia a las altastemperaturas y a la corrosión. Turbinas devapor, engranajes, ejes y rodamientos.

Poseen vanadio y molibdeno además de cantidades mayores demanganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono. ACEROSINOXIDABLES, llevan cromo y níquel, entre otros elementos de aleación.

ACEROS ALEADOS

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Es la más reciente de lascuatro grandes clases deacero. Los aceros de bajaaleación son más baratos quelos aceros aleadosconvencionales, contienencantidades menores de loscostosos elementos dealeación.

Elevada resistencia debida al altratamiento especial quereciben. Se obtiene piezas másdelgadas sin disminuir suresistencia.

ACEROS DE BAJA ALEACIÓN ULTRARRESISTENTES

ACEROS INOXIDABLES

 Aleación de acero con un mínimo del 10 % al 12 %de cromo contenido en masa. Otros metales que puedecontener por ejemplo son el molibdeno y el níquel.No es un revestimiento

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ACEROS INOXIDABLES

Mina a cielo abierto

OBTENCIÓN DEL MINERAL DE HIERRO

Mina subterránea

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ESQUEMA DE LOS MÉTODOS DE FABRICACIÓN DEFUNDICIÓNES Y ACEROS

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La reducción del mineral paraobtener arrabio, se realiza en

los Altos Hornos.Se cargan por capas losminerales de hierro, la caliza yel coque.La inyección de aireprecalentado a 1.000 ºC, facilitala combustión del coque,transformándolos en arrabio(hierro líquido) y en escoria.La colada, que consiste enextraer elementos acumulados

en el crisol. El arrabio estransportado en carros torpedoa la Acería de Convertidores alOxígeno; la escoria, separadadel arrabio por su menordensidad.

ALTO HORNO

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El arrabio producido en los altos hornos tiene la siguiente composición:un 92% de hierro, un 3 o 4% de carbono, entre 0,5 y 3% de silicio, del0,25% al 2,5% de manganeso, del 0,04 al 2% de fósforo y algunaspartículas de azufre

PROCESO DE CRISOL ABIERTO

PRODUCCIÓN Y REFINADO DEL ARRABIO

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El Templado Prolongado

El Martemplado

El Austemplado

Otros métodos de tratamiento térmico para endurecer el acero.

La Cementación La Carburización

La Cianurización

La Nitrurización

TRATAMIENTO TÉRMICO DEL ACERO

El objetivo de este proceso es controlar la cantidad, la forma,el tamaño y la distribución de las partículas de cementitacontenidas en la ferrita, que son las que determinan laspropiedades físicas del acero.

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TRATAMIENTOS DEL ACERO PARA MEJORAR SUSPROPIEDADES

Templado : Aumenta su dureza y resistencia.

Revenido: Consiste en calentar de nuevo el acero auna temperatura relativamente baja

Recocido: consiste en ablandar el acero, mejorar lascondiciones para su trabajo, eliminar tensiones internas,

mejorar su maquinabilidad.

Normalizado: Se emplea en los aceros al carbono,nunca en los aceros aleados o de herramientas.

TRATAMIENTOS TERMICOS

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La galvanotecnia, otra aplicación industrial electrolítica, se usapara depositar películas de metales preciosos en metales base.También se utiliza para depositar metales y aleaciones en piezasmetálicas que precisen un recubrimiento resistente y duradero

TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

GALVANIZACIÓN

Proceso de recubrimiento de varias capas de la aleación dehierro y zinc.

Duración excepcional.

Resistencia mecánica elevada.

Protección integral de las piezas (interior y exteriormente).

 Ausencia de mantenimiento.

Fácil de pintar .

CARACTERISTICAS

GALVANIZADO

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GALVANIZADO NIQUELADO

CROMADOCINCADO

PINTADOPAVONADO

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Electrocincado

Prepintado Cincalum

Galvanizado

TRATAMIENTO SUPERFICIALES AL ACERO

 Alambrón

Barras para Molienda

Barras para hormigón

BARRAS

PRINCIPALES PRODUCTOS DE ACERO

SUB PRODUCTOSTUBULARES

Tubos Soldados Caliza

Rollos y Planchaslaminadas en Caliente

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PERFILES

Barras RedondasLisas

BarrasHexagonales

BarrasCalibradas

BarrasCuadradas

Barras CuadradasOrnamentales

BARRAS

Ángulos

Platinas

Tees

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FORMAS COMERCIALES DEL ACERO EN LACONSTRUCCIÓN (hierros elaborados)

Denominación e Ancho

Flejes < 4 mm 200 mm

Pletina 4 a 10 mm 200 mm

Plano ancho 6 a 20 mm 200 a 600 mm

Hierro en Angulo alas iguales 15 a 150 mm

Hierro en Angulo alas desiguales Desde 25 x 15 mm hasta 150 x 75 mm

Hierros en T (un ala) 20x 20 x 3 a 100 x 100 x 13 mm

Hierros en T ( ala ancha) 100 x 55 x 8 a 100 x 75 x 8 mm

Hierro doble T 80 a 500 mm de altura

Hierro Doble T ala ancha 140 x 140 x 8,5 a 200 x 200 x 10,5 mm

Hierros en U 80 a 300 mm

Hierros redondos 4,2 - 6 -8 -10 -12 – 14 –16 –18- 20

PLANCHAS

PlanchasLisas

PlanchasDesplegadas

PlanchasOnduladas

PlanchasPerforadas

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Planchas

Estampadaantideslizante

Chapa lisa enbobina

PLANCHAS

PlanchasLisa gruesas

PlanchasPlegada

trapezoidal

MALLAS PARA CERRAMIENTOS

Malla de alambre romboidal

Malla de Pletinas GalvanizadoValla chapa perforada

Cerramiento de panel hercules

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Cerramiento malla ondulada

Cerramiento metal desplegado

Cerramiento malla electrosoldada

Cerramiento hierro forjado

MALLAS PARA CERRAMIENTOS

Hierro que se trabaja a golpes,poniéndolo al rojo y enfriándolosucesivamente; resiste el óxido ypuede soldarse con facilidad.

El hierro forjado ha sido obtenido apartir del mineral de hierro calentado aaltas temperaturas en una forja. Seprocede a golpearlo, en un proceso enel que se buscaba eliminar lasimpurezas y escorias contenidas en elmineral.

Tiene bajo contenido de carbono (entre0,05% y 0,25%), siendo una de las

variedades, de uso comercial, con máspureza en hierro. Es duro, maleable y fácilmente aleable

con otros metales, sin embargo esrelativamente frágil, y poco apto paraser utilizado en la confección deláminas.

HIERRO FORJADO

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Producto obtenido de la primera fusión

del hierro en los altos hornos, quecontiene más carbono que el acero o queel hierro forjado y se rompe con mayorfacilidad. La composición típica paraobtener una microestructura grafítica esde 2.5 a 4% de carbono y de 1 a 3% desilicio, el silicio juega un papel importanteen diferenciar a la fundición gris de lafundición blanca

HIERRO FUNDIDO/HIERRO DULCE/HIERRO SUAVE

MEDIOS DE VINCULACIÓN EN ACERO

Medios de

Vinculación

No desmontables

Desmontables

Roblonado

Soldadura

Atornillado

Plegado

Pegado

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Unión Abulonada

UNIONES FIJAS

Unión Soldada

UNIONES DESMONTABLES

Bulón con tuerca

Tornillo con rosca en rosca

Tornillo autoperforante

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Unión Remachada

UNIONES DESMONTABLES

Unión con pasador

Unión PlegadaUnión pegada

POR PRESIÓN

Soldadura por presión

soldadura por resistencia

Soldadura por fragua

Soldadura por fricción

Soldadura por ultrasonidos

PORFUSIÓN

 Arco

Electrodorecubierto TIG

Electrodo noconsumible Con

material deaporte

Ordinaria

Blanda

Proteccióngaseosa MIG

Electrodoconsumible

Fundente enpolvo

Dura Aluminotermia

Haz de partículas

Por gas oxiacetilénica Autógena

TIPOS DE SOLDADURA

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Soldadura por Resistencia

Soldadura por Fragua

Soldadura por Fricción

TIPOS DE SOLDADURA POR PRESIÓN

Soldadura por Ultrasonido Soldadura por Fricción

Soldadura arco eléctrico

Soldadura con fundente en polvoSoldadura aluminotérmica

TIPOS DE SOLDADURA POR FUSION

Soldadura Oxiacetilénica

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CORROSIÓNLa oxidación del hierro, que consiste enuna compleja reacción química en la queel hierro se combina con oxígeno y aguapara formar óxido de hierro hidratado. Esteóxido, conocido como orín o herrumbre, esun sólido que mantiene la misma formageneral que el metal del que se haformado, pero con un aspecto poroso, algomás voluminoso, y relativamente débil yquebradizo.

Hay tres métodos para evitar laoxidación del hierro :

(1)Mediante aleaciones del hierro que loconvierten en químicamente resistentea la corrosión

(2)Impregnándolo con materiales quereaccionen a las sustancias corrosivasmás fácilmente que el hierro, quedandoéste protegido al consumirse aquéllas

(3)Recubriéndolo con una capaimpermeable que impida el contactocon el aire y el agua.

PROTECCIÓN DEL ACERO

Fe2

O3

+ 3 H2 O (oxido férrico hidratado )

El ACERO EN EL INCENDIO

Dispositivos de protección Ignifugaa) Pinturas Protectoras

b) Envoltorios con materiales aislantes

c) Rellenos absorventes o enfriadores

Perfiles doble T recubiertoscon hormigón

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APLICACIONES AL DISEÑO

ARTESANAL

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BIOMBO ESCALERA CARACOL

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APLICACIONES AL DISEÑO

INDUSTRIAL

SILLAS

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BANCOS

MESAS

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ARTEFACTOS SANITARIOS

ARTEFACTOS

SANITARIOS

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GRIFERIA

AMOBLAMIENTO

DE COCINAS

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ACCESORIOS DECOCINASBACHAS

INTERIORES

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ESCALERAS

BIBLIOGRAFIA:

LIBROS:1. ARCOS, J. – Materiales Básicos de la Construcción- Ed. Artes Gráficas Gala.

2. Biblioteca ATRIUM DE LA CONSTRUCCIÓN. Ed. Ocean / Centrum T 1,2,3 4y 5

3. CONRAN, T.- La Casa : Diseño e interiorismo –Ed. Blume

4. PASMAN, M.-Materiales de la construcción- Ed. Cesarini Hos.

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