DEFINICIN DE ACEROAcero es una aleacin de hierro carbono, con un contenido de carbono inferior al 2.11%, que contiene elementos de aleacin, los cuales le confieren propiedades mecnicas especficas para su utilizacin en la industria. Los productos frreos con ms de 2.11% de carbono se denominan Fundiciones de hierro.

PROCESO DE FABRICACION DEL ACEROEl siguiente diagrama nos muestra el proceso de fabricacin del acero, que se efecta en un horno de arco elctrico con el cual a travs de chatarra seleccionada se produce una aleacin de hierro carbono que se le adicionan los elementos de aleacin que requieren de acuerdo a la calidad que se est fabricando.

El proceso de fabricacin se inicia introduciendo por la parte superior del horno una carga de chatarra seleccionada, y una carga de carbn mineral. La tapa es cerrada y a travs de los electrodos se produce un arco elctrico por medio del cual convertimos la chatarra en un lquido llamado caldo. Durante el proceso se le van agregando los elementos aleantes al acero, de acuerdo a la calidad que se est fabricando. Posteriormente se abre la parte inferior del horno y el material que se encuentra en estado lquido es vaciado a un recipiente denominado CUCHARA, para proceder a pasarlo a otro horno donde se le adicionan los elementos aleantes restantes y se ajusta la composicin qumica, de all el caldo pasa al horno de desgasificacin al vaco donde se le inyecta un gas inherente (Argn) y se produce una baja presin (0.5mm Hg), a

fin de eliminar los gases que se encuentran en el material tales como O2 y H2 los cuales pueden producir problemas de poros y fisuras en el producto final. El siguiente paso lo constituye el proceso de colada del material, donde bsicamente el lquido se solidifica formando un Acero slido llamado palanquilla, que constituye la materia prima para la fabricacin de los diferentes perfiles (redondos, cuadrados y platinas). Posteriormente a la solidificacin y antes de que el bloque baje de 950C, las palanquillas son llevadas a los procesos de forja y laminacin aprovechando el calor que an les queda. Proceso de forja:

Proceso mediante el cual se deforma el material para obtener las medidas solicitadas, s efecta por medio de prensas provistas de manipuladores a cada lado para que permita una conformacin sin riesgo para la vida humana. Otro proceso adicional para medidas menores a 400 mm de dimetro es la forja por martillos neumticos, con los cuales se desforma el material por medio de golpeteos uniformes.

Proceso de laminacin:

Consiste en pasar el material entre dos rodillos que giran a la misma velocidad perifrica y en sentidos opuestos, los cuales estn espaciados a una distancia inferior a la medida del material que se va a laminar (Tren de Laminacin).

Proceso E.S.R. Existe un proceso efectuado en las siderrgicas que se hace con la intencin de mejorar la calidad de los materiales, especialmente los aceros de alta aleacin llamado proceso de refusin por electroescoria (E.S.R). Por medio de este proceso, el bloque proveniente de los procesos de laminacin o forja, es fundido nuevamente y pasa gota a gota a travs de una cama denominada escoria electroconductora, la cul posee una composicin qumica especial, y tiene la finalidad de atrapar las inclusiones de tipo metlico o no metlico presente en el material.

Con este proceso se logra un material libre de impurezas y por la forma de solidificacin el material resultante queda con la propiedad de isotropa la cual permite que el material soporte esfuerzos iguales en el sentido longitudinal y transversal.

ESTADO DE SUMINISTRO DE LOS MATERIALESLos materiales son entregados para su utilizacin dependiendo de las necesidades del fabricante en diferentes estados de suministros tanto en el aspecto superficial como en su estructura interna. ASPECTO SUPERFICIAL Laminado en Caliente Es la forma que presenta el Acero al salir de los Trenes de Laminacin, en el lenguaje popular, se conoce como material negro por su aspecto superficial, las dimensiones geomtricas presentan amplias tolerancias, y estn regidas por las normas DIN 1013. La siguiente tabla nos muestra un ejemplo de las tolerancias manejadas en esta norma.

Dimetro 8 a 14mm 16 a 25mm

Variacin Permisible +/- 0.4mm +/- 0.5mm

Mxima Diferencia en Dimetro 0.6mm 0.8mm

Calibrado Consiste en deformar superficialmente en fro el material para obtener tolerancia dentro de una norma denominada ISO H11. La deformacin en fro produce en casi todos los metales un aumento de su dureza, de su resistencia mecnica y de su lmite elstico, a costa de una disminucin de su plasticidad (Alargamientos) y Tenacidad. Por la apariencia brillante que toman estos materiales calibrados son denominados popularmente aceros brillantes. La siguiente tabla muestra algunos ejemplos de las tolerancias manejadas por la norma.

Medida Nominal 1 A 3mm 3.5 a 6mm

Variacin ISO H11 +0 -0.06 +0 -0.075

Torneado El proceso de torneado consiste como su nombre lo indica en eliminar la capa superficial del material mediante un proceso de arranque de viruta, con lo cual se mejora la rectitud del Acero. El acero torneado esta regido por la norma ISO H11.

ESTRUCTURA INTERNA Recocido Es un material cuya estructura interna le da la propiedad de ser blando y de fcil mecanizacin. Consiste en un calentamiento a temperatura adecuada y de duracin determinada, seguido de un enfriamiento lento de la pieza tratada. Su objetivo es destruir estados anormales estructurales, que endurecen el material, permitiendo ablandarlos para poder trabajarlos mejor. Bonificado Es un material al cul se le ha sometido a un proceso de temple y revenido; debe ser realizado especialmente despus del temple en los aceros de alta aleacin. La estructura lo hace un acero duro de mecanizar y posee una dureza entre 28 a 32 HRC.

ELEMENTOS DE ALEACINLos principales elementos de aleacin son: Cromo, Tungsteno, Manganeso, Nquel, Vanadio, Cobalto, Molibdeno, Cobre, Azufre y Fsforo. Carbono: Es el elemento que tiene ms influencia en el comportamiento del acero, al aumentar el porcentaje de carbono, mejora la resistencia mecnica, la Templabilidad y disminuye la ductilidad Azufre: Aumenta la Maquinabilidad, forma inclusiones no metlicas llamadas sulfuros de magnesio, que son discontinuidades en la matriz metlica favoreciendo la formacin de viruta corta. Boro: El Boro que se encuentra en el acero proviene exclusivamente de las adiciones voluntarias de este elemento en el curso de su fabricacin. Ejerce una gran influencia sobre la templabilidad del acero, bastando porcentajes muy pequeos, a partir de 0.0004%, para aumentarla notablemente. Cobalto: Elemento que desplaza las curvas TTT hacia la izquierda, aumentando la velocidad crtica y disminuyendo la templabilidad. Aumenta la dureza y asociado al Niquel o al cromo; forman aceros de dbil coeficiente de dilatacin, cercano al vidrio. Aumenta la velocidad critica de enfriamiento y en los aceros para trabajo en caliente y rpidos; incrementa la disipacin de temperatura. Cromo: Es un gran formador de carburos, aumenta la dureza y la resistencia al desgaste, y solo reduce la ductilidad, mejora la resistencia al calor y a la formacin de cascarilla. En cantidades mayores al 12%, hace al acero resistente a la corrosin. Fsforo: Incrementa la resistencia y reduce la ductilidad de la ferrita. Aumenta la brillantez. Elemento que por encima del 0.004% disminuye todas las propiedades mecnicas del acero. Manganeso: Mejora la resistencia a la traccin y al desgaste, tiene buena influencia en la forja, la soldadura y la profundidad de temple. Facilita el mecanizado. Molibdeno: Formador de carburos, reduce el crecimiento del grano y mejora la resistencia al desgaste y la dureza a temperaturas altas.

Cuando se combina con Cr-Ni, produce altos valores del punto de fluencia y resistencia a la traccin, por eso se le usa en aceros bonificables como el SAE 4340. En los aceros inoxidables mejora la resistencia al fenmeno de la picadura. Nquel: Aumenta la resistencia y la Templabilidad del acero y no afecta la ductilidad, Muy usado en aceros inoxidables y aceros para temple para mejorar la tenacidad. Aumenta la polichabilidad. Niobio: Eleva considerablemente la resistencia en caliente. Plomo: Mejora el acabado superficial despus de maquinado. Selenio: Mejora la maquinabilidad en proporciones de 0.20% Silicio: Aumenta la resistencia a la traccin, resistencia a la abrasin y formacin de cascarilla, por eso se usa en los aceros de altas temperaturas. (Aceros refractarios). Titanio: Afina el grano, eleva el lmite elstico, evita la corrosin intergranular, mantiene una elevada resistencia mecnica a altas temperaturas en aceros resistentes a la corrosin. Vanadio: Formador de carburos y por la formacin de ellos afina el grano, aumenta la resistencia al desgaste a altas temperaturas y aumenta resistencia a la traccin. Incrementa la duracin de filos de corte de las herramientas.

CRITERIOS DE SELECCINPara seleccionar un acero que va a estar sometido a una aplicacin determinada, el usuario de la pieza a fabricar debe tener claramente definido los siguientes parmetros: Que es lo que espera de la pieza que va a fabricar Que propiedades ofrecen los materiales disponibles en el mercado. Que tratamiento trmico le va a realizar. Que propiedades se pueden obtener despus del tratamiento trmico. Con estos conceptos claros, el fabricante de la pieza debe inicialmente analizar a que tipo de esfuerzo va a estar sometida la pieza que va a ser fabricada (esfuerzos mecnicos o trmicos), el posible diseo, los procesos de fabricacin que va a emplear, el tipo y necesidad del tratamiento trmico, el nmero de piezas que va a fabricar, y el costo por pieza unitaria fabricada. - Propiedades comparativas de los materiales Resistencia Mecnica (Traccin, Flexin, Torsin) Resistencia al desgaste Tenacidad Templabilidad Resistencia a la corrosin Conservacin de filo Tratamientos trmicos que se le pueden efectuar a los aceros. Temple, Revenido y Recocido. Cementacin Tenifer (Nitrurado).

Resistencia a la traccin Se refiere a la oposicin que presentan los materiales a fallar cundo son sometidos a esfuerzos acciales. Nos dice cuanta fuerza es necesaria aplicar por unidad de rea para producir la ruptura de un material. Se mide en Kg/mm2 Newton/mm2. A continuacin describiremos algunos conceptos importantes en las pruebas de traccin: 1. Limite elstico : es la carga a la cual se puede someter un material sin que se deforme permanentemente.

2. Punto de cedencia o fluencia: Punto en el cul el material continua deformndose sin que haya aumento de carga. 3. Porcentaje de alargamiento: Expresa la distancia que se estira un material antes de la ruptura. 4. Reduccin de rea: Describe la disminucin del rea transversal que experimenta el material durante la ruptura. La resistencia mecnica de un material, tiene relacin directa con la dureza a la cul podamos elevarlo. La dureza que puede alcanzar un acero depende del porcentaje de carbono y los elementos de aleacin que contenga, por lo tanto entre mayor porcentaje de carbono tenga un material y mayor cantidad de elementos de aleacin mayor ser la dureza que puede alcanzar y por lo tanto mayor ser la resistencia mecnica.

R E S I S T E N C I A A L A T R A C C I O N

LIM. ELASTICO

ROTURA

DEFORMACION EN mm

Resistencia a desgaste La resistencia al desgaste de un material esta dada por la probabilidad que tenga el material de formar carburos durante el tratamiento trmico, los carburos son elementos supremamente resistentes al desgaste pero muy frgiles, se forman a partir del carbono y un elemento de aleacin. Los principales elementos formadores de carburos son Cr, Mo, W, V; por lo tanto entre mayor % de carbono y elemento formador de carburo tenga un material mayor ser su resistencia al desgaste. Tenacidad La tenacidad de un material est dada por la baja probabilidad de formacin de carburos, es el caso contrario de la resistencia al desgaste; por lo tanto entre menor sea el porcentaje de Carbono y elementos formadores de carburos el material ser ms tenaz. Templabilidad Cada material posee un dimetro llamado dimetro crtico, hasta el cul penetra la dureza durante el tratamiento trmico, en el proceso de seleccin del acero adecuado para una determinada aplicacin es muy importante asegurarnos que el acero que estamos usando tenga penetracin de dureza uniforme hasta el centro del material, ya que la dureza y la resistencia mecnica son propiedades relacionadas. Resistencia a la corrosin La Resistencia a la corrosin de un material esta dada por el % de Cromo presente. Se dice que un material es inoxidable cuando presenta un contenido de cromo superior al 12 %. El cromo presente en el material reacciona con el oxigeno del aire formando una pelcula de oxido de Cromo que se denomina capa pasivante. Adems de tener un elevado contenido de cromo debe tener un bajo porcentaje de carbono para evitar que el Carbono reaccione con el cromo y forme carburos de cromo Conservacin del filo La conservacin del filo en una herramienta de corte esta dado por el tamao y la forma de los carburos presentes en la estructura del filo cortante (los carburos tienen forma de rombo y las aristas son el mecanismo de adherencia a la estructura, s un carburo no tiene el tamao

adecuado no posee la suficiente fuerza de cohesin y es sacado muy fcil de la estructura de corte). Los carburos alcanzan su tamao ideal cuando el material es sometido a la temperatura de Austenizacin adecuada durante el tratamiento trmico.

TEMPERATURA DE AUSTENIZACIN

Si su temperatura es baja los carburos no alcanzan el tamao ideal, si la temperatura es muy elevada el carburo cambia su forma de rombo a circular, perdiendo el mecanismo de agarre a la estructura.

TRATAMIENTOS TERMICOSDefinicin Es una combinacin de operaciones de calentamiento y enfriamiento con tiempos determinados, aplicados a materiales o aleacin en el estado slido, en una forma tal que produzca las propiedades deseadas. Tambin pueden ser definidos como: ciclos de tiempo - temperatura a los cuales se someten los materiales, con el fin de inducir cambios en la estructura interna (modificar la distribucin atmica) los cuales producen cambios en las propiedades fsicas, mecnicas y qumicas. Para una mayor comprensin de los procesos para los tratamientos trmicos es bueno recordar algunas propiedades de los aceros y materiales de ingeniera: DUREZA: Es la resistencia que oponen los materiales a ser penetrados. Existen diferentes escalas o parmetros para medirla: Dureza Vickers, Brinell, Rockwell A, B y C. DUREZA VICKERS: metlicos. Se puede aplicar a todos los materiales

DUREZA BRINELL: Se utiliza para materiales muy blandos o de baja dureza, ejemplo latones, bronces y aceros recocidos. DUREZA ROCKWELL: Esta se utiliza en los materiales ms duros, concretamente la escala C se aplica a los aceros templados, a las fundiciones y algunas aleaciones especiales. BRILLO: Es una propiedad netamente fsica de los materiales y depende del acabado y la limpieza superficial. Es de esperarse que un material metlico que tenga baja rugosidad sea brillante. El grado de opacidad o brillantez que posee un material est ntimamente ligado con su dureza. ESTABILIDAD DIMENSIONAL: Es una variable un poco ms compleja de definir ya que depende de varios factores como son: Templabilidad, geometra de la pieza y medio de enfriamiento. En trminos generales hace referencia a la conservacin de dimensiones y formas despus del temple.

Los tratamientos trmicos son una herramienta fundamental para lograr una amplia gama de aplicaciones de los aceros, dadas las propiedades obtenidas con cada una de ellas. Los principales tratamientos trmicos son: Temple Revenido Normalizado Recocido Alivio de tensiones

Los principales tratamientos termoqumicos son: Cementacin Tenifer (Nitruracin) Es muy importante recomendar a los usuarios de los aceros que el tratamiento trmico debe ser muy bien ejecutado, ya que es el aspecto ms importante para que la vida til de la pieza fabricada sea la adecuada, sin embargo todos conocemos que en un alto porcentaje de nuestras empresas colombianas, los tratamientos trmicos son realizados de una forma rudimentaria usando quemadores de oxigeno y gas propano, en este caso es bueno recomendar que cuando se use ese mtodo se utilice una llama carburante (el dardo de la llama debe ser lo mas largo posible) con el fin de que la superficie no se descarbure. Temple Consiste en un calentamiento del acero hasta una temperatura de Austenizacin (la cual depende de la composicin qumica) y un posterior tiempo de sostenimiento para que ocurra una transformacin de la estructura que posee el acero a temperatura ambiente, y luego se somete a un enfriamiento a una velocidad crtica proporcionada por el medio de enfriamiento que se vaya a utilizar. El objetivo principal del temple es endurecer el acero. Con el temple se obtiene: Aumento en la dureza en forma considerable. Incremento de la resistencia al desgaste Favorece el brillo.

Si no se realiza dentro de los parmetros descritos en la ficha tcnica de cada material, puede tener efecto contrario al esperado y producir un efecto negativo como: Prdida de dimensiones y forma de la pieza, durezas heterogneas y Disminucin de la tenacidad. Consideraciones Generales Para que un material reciba temple debe tener un % de carbono mayor al 0,26 % de lo contrario debe someterse a un tratamiento de cementacin antes de ser templado

Problemas y causas que se presentan en el Temple de los aceros:

Problema

Causa Enfriamiento Muy Drstico Retraso En El Enfriamiento Aceite Contaminado Mala Seleccin Del Acero Diseo Inadecuado Temperatura De Temple Muy Baja Tiempo Muy Corto De Mantenimiento Temperatura Muy Alta O Tiempos Muy Largos Decarburacin Del Acero Baja Velocidad De Enfriamiento Mala Seleccin Del Acero (Templabilidad) Calentamiento No Uniforme Enfriamiento En Posicin Inadecuada Diferencias De Tamao Entre Seccin Y Continuas Calentamiento A Temperatura Muy Alta Calentamiento Irregular

Ruptura Durante El Enfriamiento

Baja Dureza Despus Del Temple

Deformacin Durante El Temple Fragilidad Excesiva

Cambios dimensinales despus de temple de algunos aceros.

Acero T2510/2842 T2379 T2080-2436

T.Austen. 810 1020 970

Enfriam. ACEITE AIRE AIRE

Ancho +0.04 +0.1 +0.02 +0.03 +0.05 +0.06

Largo +0.05 +0.1 +0.04 +0.05 +0.09 +0.13

Espesor +0.02 +0.05 +0.05

Cuando no se conocen los porcentajes de deformacin se utiliza como regla general calcularla con el 0.2% de la medida de la pieza para as dejar esa tolerancia en el mecanizado antes del tratamiento. Revenido Este proceso es indispensable aplicrselo al material que haya sido templado. Aqu se somete la pieza a una temperatura y un enfriamiento apropiado. Este tratamiento permite neutralizar lentamente las tensiones internas producidas durante el temple. Normalizado El objetivo del tratamiento de normalizado es cambiar la estructura irregular de granos gruesos, (que aparece durante la colada la conformacin en caliente), en una estructura uniforme de grano fino, es decir, homogeneizar toda la masa. Recocido El recocido se aplica para acondicionar los diversos materiales y facilitar los procesos de conformacin, bien sea para arranque de viruta o por trabajo en fro. Con el recocido se logra disminuir la dureza hasta el mnimo posible de un acero.

Definicin de las principales propiedades mecnicas usadas en la seleccin y aplicacin de los Aceros- Austenita: En un acero de Cr = 17.80% y Ni = 10.10% es una solucin slida de carbono en hierro gamma (y) es blanda, dctil, tenaz y no magntico. - Calibrado: Es el trmino empleado para designar un material que ha sido sometido a procesos mecnicos de deformacin en fro empleando dados de laminacin. La apariencia superficial es brillante, se conoce normalmente como CR y sus tolerancias estn regidas por la Norma ISO H11. - Capa decarburada: Es la capa superficial de un acero que est desprovista de carbono por haber sido sometido a procesos elevados de temperatura. - Carburos: Un carburo es una combinacin de carbono con un elemento de aleacin (Cr, Mo, W, y V). Su formacin ocurre durante el tratamiento trmico, y le confieren al Acero propiedades mecnicas tales como Resistencia al desgaste, Conservacin del filo etc. - Cementita: Es un carburo de hierro (FeC3) es el constituyente ms duro de los aceros. Es magntica por debajo de los 210c y no magntico a temperaturas superiores. - Conservacin de filo: Es la capacidad que posee un material de no perder el filo de corte cuando est en contacto con un material que esta siendo cizallado. - Corte trmico: Es el corte que se produce cuando ocurre una reaccin de oxidacin por la mezcla de oxigeno y gas combustible. - Curva de Revenido: Es la curva donde se relaciona en el eje X la temperatura de revenido y en el eje Y la dureza en HRC, y es empleada para encontrar la temperatura a la cual debe ser revenido un Acero con el fin de alcanzar una dureza determinada. - Deformacin trmica: Es el cambio de medidas que sufre un material cuando est sometido a procesos de temperatura (Cambios de

temperatura). Cuando un material se calienta se dilata y cuando de enfra se contrae. - Dureza: Es la resistencia que ofrece un acero a dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) unidades ROCKWEL C (HRC)

- Electroerosin:

Es un proceso de mecanizado SIN ARRANQUE de viruta y en el cual interviene la corriente elctrica produciendo un fenmeno de fusin del material. Estn presentes elementos tales como el electrodo que debe ser un material altamente conductor de corriente, y el dielctrico que puede ser Agua, Petrleo o alguno de sus derivados. En un acero con C= 0.05% y Mn = 0.29% es el hierro alfa o hierro casi puro. Es muy dctil, maleable y magntico

- Ferrita:

- Flecha: Es la desviacin que presenta un eje cuando est comparado con una superficie completamente horizontal. - Laminado en Caliente: Trmino empleado para designar un material que ha sido sometido a proceso mecnico de deformacin en caliente y que quedo con una apariencia superficial negra que se conoce normalmente como HR. sus tolerancias estn regidas por la Norma DIN 1013.-

Ledeburita: Mezcla eutctica de Austenita y Cementita.

- Martensita: La martensita puede considerarse como una solucin slida de carbono en ferrita sobre saturada y distorsionada. - Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta. - Medio de Enfriamiento: Es el medio en el cual se apaga el acero en el tratamiento trmico despus de haber alcanzado la temperatura de Austenizacin y de haber sido sostenido a dicha temperatura el tiempo necesario para transformar la estructura. Este medio puede ser agua, aceite, sales, aire, polmeros etc. - Perlita: Mezcla de ferrita y Cementita.

- Rectificado: Es el trmino empleado para designar un material que despus de calibrado o torneado ha sido sometido a un proceso mecnico de rectificado asegurando medidas muy cercanas a la nominal. Sus tolerancias dimensinales son regidas por la Norma ISO H9. - Resiliencia: Resistencia que oponen los cuerpos a la rotura por choque. Se mide por medio de pndulos de choque que se dejan caer sobre probetas llevadas a distintas temperaturas. - Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando esta en un contacto de friccin con otro material. - Resistencia a la fatiga: Es la capacidad que posee un material de absorber energa cuando esta sometido a cargas cclicas repetitivas - Resistencia a la torsin: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse cizallar cuando esta sometido a cargas contrarias. Por ejemplo en la transmisin de movimiento de un motor. - Resistencia a la traccin: Es la resistencia que ofrece un material cuando esta sometido a cargas axiales. - Temperatura de Austenizacin: Es la temperatura a la cual se eleva un acero durante el tratamiento de temple. Cada material tiene una temperatura de Austenizacin determinada. - Templabilidad: Es la capacidad que posee un material de penetracin de dureza durante el tratamiento trmico, medida desde la superficie hasta el ncleo. - Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energa sin dejarse fisurar. La ms comn es la resistencia al impacto. - Tratamiento trmico: Son ciclos de calentamiento y enfriamiento a los cuales se somete un material con el fin de variar su dureza para cambiar su resistencia mecnica. Los principales tratamientos trmicos son: Temple, Revenido, Recocido, Normalizado. - Tratamientos termoqumicos: Son tratamientos de recubrimiento superficial en los cuales un elemento qumico se deposita por proceso

de difusin en la superficie del material. Los principales tratamientos termoqumicos son: Cementacin y Nitruracin o Tenifer. - Torneado: Es el trmino empleado para designar un material que ha sido sometido a un proceso mecnico de arranque de viruta eliminando la capa decarburada. Su apariencia superficial es brillante con las huellas del premaquinado. Sus tolerancias dimensionales estn regidas por la Norma ISO H11.

CALCULOS DE ESTRUCTURAS Propiedades de SeccinSeccin de rea

A = dAA

Momento de rea

y x

Y A y Xd

S =x

A

ydA,

S

y

= xdAA

oCentro de Figura (centroide)

x x

x=

Sy , y = Sx A Ay 1

Momento de Inercia

J

x

=

A

y

2

dA,

J

y

=

A

x

2

dA

y 2

Producto de Inercia de rea

JJ

xy

= xydAA

Momento Polar de Inercia de reap

=

A

r

2

dA =

J

x

+Jy

y xdA A

Radio de Giro de rea

x ry

ix =

J

x

A

,

iy =

J

y

y

A

o

x

Radio Polar de Gira de rea

i

p

=

J

p

A

Mdulo de Seccin

z = y ,z1 1

J

1

= J2 yy y

Transicin de Equilibrio del Eje

x

J x = J x + Ay

2

J xy = J xy + x y

o

Transicin de Rotacin del Eje

s = s cos a - s sen a J = J sen a + J cos a + J J + J = J + J = Jx x y 2 2 x x x y y x y p

xy

sen 2a

Propiedades de Figuras Planasseccin Distancia del Eje Central Al Borde: y cm. bh

Moment o de Inercia: J cm4

Modulo de Seccin Z cm3

2 h

bh124

3

h

h

h 2

12

h

b h

H

H 2

b 3 3 (H - h ) 12

b 3 3 (H - h ) 6H

D

D 2

D

4

64

r R

0.924 R

0.6381 R

4

0.6906 R

r=0.924R

((

S = S

x

- Ad ,

S

x

= Ay

a

(

(

a

x x

bh6

2

2h6

3

D

3

32

3

y1 y2b

h

2h 3 h y2 = 3

y

1

=

bh36

3

Z = bh 241 2

2

Z = bh 12

2

b y1 y2 ha

y

1

=

1 2a + b h 3 a+b

a

2

+ 4ab + b 36(a + b)

2

h

3

+ 4ab + b Z = a12(2a + b) h1

2

2

2

Intensidad del esfuerzo cortante de una vigaGeneralmente

tQ = A a=

y

=

QS J ZX

X

y tx x Z x

Intensidad Promedio de Esfuerzo Intensidad Mxima de Esfuerzo Intensidad Promedio de E sfuerzo

y

SJx

x

=

Momento de rea, del rea Sombreada

=

Momento de Inercia

A=Q=

Seccin de reas

Esfuerzo cortante

tmax =

3Q 3 ,a = 2bh 2

b h

tmax =t max

16Q 3

,a =

4 3

tD

max

=

16( D + Dd + d ) 3p ( D - d )2 4 4

2

2

a=

4( D + Dd + d ) 3( D + d )2 2

2

(4) Reaccin (Fuerza), Momento Flexionante y de Flexin de una VigaCondicin de carga Fuerza de Reaccin Momento Flexionante Deflexion

Luz lp A

R

A

Rp

B

M

d

M max = Pl2

d

A

=

pl

3

3EJ

WlA

M max =

wl2

dA= d=

wl

4

8 EJ4

/lWl 2/l

MM max =

max

=

wl2

2

A

30 EJ

wl

A

a

P

b

A

C

x

B

pb pa l l

pab ( ) l C po int Pbx x < a; M x = , l Pa(l - x) x > a; M x = l

d = Pa b 3EJlC 2

2

2

Pb( - b d max = 9 l3EJl

2)

P

A

C

B

p 2

M max =

Pl 4

d

C

=

48 EJ

Pl

3

x

wl 2/l

M = wl 8max

2

Mx=

wx(l - x) 22

d max =

384 EJ

5wl

4

/l0.577l

wl wl 6 3

M = wl3 9max

d

max

= 0.00652 wl EJ

4

wx 2 2 M x = 6l (l - x )

x = 0.519l

/l

wl 4

M max = M= x

wl12

2

wlx 1 X ( - 2 x2 ) 2 2 3l

2

d

max

=

120 EJ

wl

4

a M C

b

M l

d

C

=

Mab(a - b) 3EJ

aP

b

A

x

B

R = Pb (a + 2l ) 2l Pa R = (3l - a ) 2lA 3 2 2 B 3

2

M M

C

= R Aa = Pab

B

2l

2

(a + l )

b (3l + a) d = Pa12 EJ lC 3

2

3

P A C

5 11 P, P 16 16B

5 Pl M C = 32 3Pl M B = 16

x = 0.4472l

d

max

=

48 EJ 53

Pl

3

7 Pl d = 768EJC

3 x= l 8

/l3/8l B

3wl 5wl , 8 8

wl M = 9128max

2

d

max

=

M

B

=

wl8

2

185 EJ

wl

4

P A C

P 2B

Pl M A=MB=MC = 8

d

max

=

192 EJ

Pl

3

x

/lC B

wl 2

M

A

=MB=2

wl2

2

d

max

=

384 EJ2 2

wl

4

A

M = wl 12C

wx d = 24 EJ (l - x)X

En el caso de un solo movimiento de carga, el esfuerzo cortante : Sx PB

R

A

max = S A max( x = 0) = Pmax

A

M

l Pl = (al punto de carga en caso de x = ) = 2 4

En caso de dos cargas movidas idnticas.x P1A B

a

RP1> P1

A

a max = S A max( x = 0) = P(2 - ) l 1 2 (l - ) 2 a

cuando a < 0.586l , x =

M max =

P a l - 2l 2

2

cuando a > 0.586l, y una de las cargas est en el centro del espacio,

M

max

=

pl 4

En el caso de dos cargas movidas de diferente magnitud.

Rx PA

A

max = S A max( x = 0) = P1 + P2

l -a l

a P 2B

1

1 cuando p > p , x = (l - P2 a ), 1 2 2 P1 + P21

M = (P + P ) x 2max 1 2 2

2

Donde la carga p est en en el centro de la luz y p no ejerce alguna fuerza

sobre la luz, M max =

4 Soluciones para vigas simples en el caso de ms de una carga movida concentrada: La mxima intensidad de esfuerzo ocurre cuando una carga esta localizada sobre el punto de soporte.

Pl1

a CG xA

P1 b l/2

Este mximo valor puede ser calculado. La distancia cubre un punto al cual ocurre el mximo momento flexionante y el punto de soporte de una viga, es el mismo como ese cubre el centro de gravedad de la carga total sobre la viga y el otro punto de soporte. Cuando x=b, la distancia entre un punto el cual ocurre el mximo momento flexionante a la lnea de la carga completa es dividida igualmente en la mitad de la viga.

Momento

(5) Momentos Flexionantes

M MFrmulas Bsicas

A

B = k (2jA + jB + j ) + C A B = k (2jB + jA + j ) + C BA

lC AB C AB

l A B M0

BA

A

B

Articulacin a Borde B

M M

A

B = k / 2(3jA + j ) + H AB = k / 2(3jB + j ) + H BA

lHAB

Articulacin a Borde ABA

B A

Condicin de Carga

C

H

M0

C C

AB AB

= -c =c

3 =- c 2 3 H AB = - 2 c

H

AB

C C

AB BA

=c = -c2

H H2

1 =- c 2 1 =- c BA 2AB

a

P

b

C = - Pab l b C = + Pa lAB 2 BA 2

H H

AB

==

Pab

2l2

2

(l + b )

Pab

BA

2l

(l - a )

Pab l

P

1 Pl 8

3 Pl 16

1 Pl 4

a

b

P

P

Pa (l - a ) l2 pl 9 5 Pl 16

3 Pa 2 l (l - a )1 pl 3 15 Pl 32 1 pl 3 1 Pl 2

Pa

P1/3 1/3

P1/3

P

P

P

Cx

AB

=-

1

l

2

wx+ (l - x ) dx2

H

AB

=-

1

w

C

BA

=X

1

l

2

wx

2

(l - x ) ( 2l - x ) dx 1 H BA = 2 wx

2l

2

wx

2l

(l - x )dx wa 2AB

l 2 - x 2 dx

(

)

Cw/la

AB

=-

12l 2

X (3a 2 - 8 al + 6l 2 wa 2 C BA = + 12l 2 X ( 4i - 3a )

H = - wa (2l - a ) 8l H = + wa (2l - a ) 8l2 2 2 2 2 BA 2

2

wa (2l - a ) 8l2

2

2

w/l

23 2 wl 960 7 2 C BA = + 960 wl

C

AB

=-

H H

53 2 wl 1920 37 2 =+ wl BA 1920AB

=-

wa48

2

X (1 +

6 ) 9

w/l

1 2 C AB = - 30 wl 3 2 C BA = + 160 wl

41 2 wl 960 17 2 H BA = + 480 wl

H

AB

=-

6 2 wl 54

CLASIFICACIONACEROS AL CARBONO PARA CEMENTACION Utilizados para la fabricacin de bulones, ejes, cadenas, bujes, remaches, tuercas, tornillos racores, eslabones para cadenas, pasadores, y en general en elementos de maquinaria que requieran gran tenacidad conjuntamente con una baja resistencia mecnica. Los aceros distribuidos por C.G.A. son A.I.S.I., 1010, 1016, 1018 y 1020.

ACEROS AL CARBONO PARA TEMPLE Y REVENIDO Utilizado para la fabricacin de palancas para frenos, cigeales, herramientas agrcolas, productos estampados y forjados de la industria automotriz, y en general en piezas de maquinara que requieran dureza, y tenacidad. Los aceros distribuidos por C.G.A. son A.I.S.I, 1040,1045.

ACEROS AL CARBONO DE ALTO MANGANESO Son aceros usados en la fabricacin de piones, bujes, casquillos, partes para la industria petrolera, acoples, ejes de transmisin. El acero distribuido por C.GA es el A.I.S.I. 1518

ACEROS ALEADOS PARA CEMENTACION Son usados en la fabricacin de engranajes, ejes. de leva, cigueales, tornillos sinfn, cuerpos de vlvulas. Los aceros distribuidos por C.G.A. son: A.I.S.I. 1518, 8620, 8615.

ACEROS ALEADOS PARA TEMPLE Y REVENIDO Usados en la fabricacin de ejes reductores, engranajes, transmisin, esprragos, bielas, cinceles, tijeras, rotores de turbinas, y en general piezas que requieran alta resistencia mecnica, Los aceros distribuidos por C.G.A. son: A.I.S.I. 4140, 4340, 5160.

ASPECTOS TECNICOSPara clasificar el acero se pueden utilizar varios mtodos: Mtodos de Manufactura: Este da lugar al acero bessemer, de hogar abierto, de horno abierto, de horno elctrico, de crisol, etc. Uso: Generalmente se refiere al uso que se le dar al acero en la fabricacin de mquinas, resortes, caldera, construccin de estructuras o manufactura de herramientas Composicin Qumica: Este mtodo indica, por medio de un sistema numrico, el contenido aproximado de los elementos importantes en el acero. Es el mtodo ms conocido. Las especificaciones para los aceros representan los resultados del esfuerzo conjunto de la American Iron and Steel Institute (AISI) y de la Society of Automotive Engineers (SAE) en programa de simplificacin destinado a lograr mayor eficiencia para satisfacer las necesidades de acero en la industria. El primero de los cuatro o cinco dgitos de la designacin numrica indica el tipo al que pertenece el acero. De este modo, 1 indica un acero al carbono; 2 un acero al nquel, 3 un acero al nquel-cromo, etc. En el caso de acero de aleacin simple el segundo dgito indica el porcentaje aproximado del elemento predominante en la aleacin. Los dos o tres ltimos dgitos generalmente indican el contenido de carbono medio dividido entre 100. As, el smbolo 2520 indica un acero al nquel de aproximadamente 5% de nquel y 0.20% de carbono. Adems de los nmeros, las especificaciones AISI pueden incluir un prefijo literal para indicar el proceso de manufactura empleado en la produccin del acero. Las especificaciones SAE ahora emplean las mismas designaciones numricas de cuatro dgitos que las AISI, pero eliminando todos los prefijos literales. Los nmeros bsicos para la serie de cuatro dgitos de los diversos grados de aceros al carbono y de aleacin con porcentajes aproximados de elementos de identificacin son:

10xx Aceros al carbono: bsicos de hogar abierto y bessemer cidos 11xx Aceros al carbono: bsicos de hogar abierto y bessemer cidos, azufre alto fsforo bajo 12xx Aceros al carbono: Bsicos de hogar abierto, azufre alto, fsforo alto. 13xx Manganeso 1.75 23xx Nquel 3.50 (serie eliminada en 1959) 25xx Nquel 5.00 (serie eliminada en 1959) 31xx Nquel 1.25 y cromo 0.60 (serie eliminada en 1964) 33xx Nquel 3.50 y cromo 1.50 (serie eliminada en 1964) 40xx Molibdeno 0.20 o 0.25 41xx Cromo 0.50,0.80 o 0.95 y molibdeno 0.12, 0.20 o 0.30 43xx Nquel 1.83,Cromo 0.50 o 0.80 y molibdeno 0.25 44xx Molibdeno 0.53 46xx Nquel 0.85 o 1.83 y molibdeno 0.20 o 0.25 47xx Nquel 1.05, cromo 0.45 y molibdeno 0.20 o 0.35 48xx Nquel 3.50 y molibdeno 0.25 50xx Cromo 0.40 51xx Cromo 0.80, 0.88, 0.93, 0.95 o 1.00 5xxxx Carbono 1.04 y cromo 1.03 o 1.45 61xx Cromo 0.60 o 0.95 y vanadio 0.13 o 0.15 mnimo 86xx Nquel 0.55, cromo 0.50 y molibdeno 0.20 87xx Nquel 0.55, cromo 0.50 y molibdeno 0.25 88xx Nquel 0.55, cromo 0.50 y molibdeno 0.35 92xx Silicio 2.00 93xx Nquel 3.25, cromo 1.20 y molibdeno 0.12 (serie eliminada en 1959) 98xx Nquel 1.00, cromo 0.80 y molibdeno 0.25 (serie eliminada en 1964), y 94Bxx Nquel 0.45, cromo 0.40, molibdeno 0.12 y boro 0.0005 mnimo. Serie eliminada no significa que estos aceros ya no se fabrican; simplemente significa que la cantidad de toneladas est por debajo de cierto mnimo para incluirse en la lista de grados estndar. La AISI revisa peridicamente, dicha lista. Efecto de pequeas cantidades de otros elementos Azufre: En los aceros comerciales, el azufre generalmente se mantiene por debajo de 0.05 %. Este metaloide se combina con el hierro para formar sulfuros de hierro ( FeS), del cual forma, a su vez, una aleacin eutctica de bajo punto de fusin, con hierro que tienden a concentrarse en las fronteras de grano. Cuando el acero se forja o lamina a altas temperaturas, se hace frgil debido a la fusin del eutctico sulfuro de hierro que destruye la coheccin entre los granos, permitiendo que se desarrollen grietas. En presencia de manganeso, el azufre tiende a formar

sulfuro de manganeso ( MnS ) en vez de sulfuro de hierro. El sulfuro de manganeso puede salir de la escoria o permanecer como inclusiones bien distribuidas por toda la estructura. Se recomienda que la cantidad de manganeso sea de dos a ocho veces la cantidad de azufre. En los aceros de maquinado libre, el contenido de azufre aumenta entre 0.08 y 0.35 %. El mejoramiento en maquinabilidad se debe a la presencia de inclusiones sulfurosas ms numerosas que hacen pedazos las rebabas, reduciendo de esta manera el desgaste de la herramienta. Manganeso: este material est presente en todos los aceros comerciales al carbono en el intervalo de 0.03 a1.00%. La funcin del manganeso de contraponerse a los malos efectos del azufre ya se hizo notar. Cuando hay ms manganeso presente que la cantidad requerida para formar el MnS, el exceso se combina con el carbono para formar el compuesto Mn3C que se asocia con el carburo de hierro, Fe3C, en cementita. El manganeso tambin promueve la solidez de las piezas fundidas de acero a travs de su accin de desoxidacin en acero lquido. Fsforo: El contenido de fsforo generalmente se mantiene por debajo del 0.04 %, cantidad que tiende a disolver en ferrita aumentando ligeramente la resistencia y la dureza. En algunos aceros, del 0.07 al 0.12% de fsforo parece mejorar las propiedades de corte. En mayores cantidades, el fsforo reduce la ductibilidad, aumentando con ello la tendencia del acero a agrietarse cuando se trabaja en frio. Silicio: La mayora de los aceros comerciales contienen entre 0.05 y 0.3% de silicio. Este metaloide se disuelve en ferrita, aumentando la resistencia del acero sin disminuir en mucho la ductilidad. Promueve la desoxidacin del acero lquido a travs de la formacin de dixido de silicio, SiO2, tendiendo as a dar mayor solidez en la pieza fundida. El silicio es un elemento importante en hierro fundido.

VARIACIONES DIMENSIONALES Y GEOMTRICAS DE LOS PRODUCTOS OFRECIDOS EN CGAVariacin dimensional permisible para barras laminadas en caliente (acabado negro), redondos, cuadrados y hexgonos:

Sistema InternacionalVariacin permisible en la medida nominal Mxima diferencia En dimetros de la misma seccin Trasversal (Ovalamiento)

Sistema InglesMxima diferencia Variacin Permisible En dimetros de la En La Medida misma Seccin Nominal Trasversal (Ovalamiento

Medida nominal

Medida Nominal

Mm 8 a 14 16 a 25 27 a 32 37 a 50 52 a 80 82 a 100 105 a 120 125 a 160 165 a 200 210 a 220 230 a 280 300 a 320

mm 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.3 1.5 2.0 2.5 3.0 3.3

Mm 0,6 0,8 1,0 1,2 1,6 2,0 2.1 2.5 2.8 3.0 3.2 3.5

Pulgada 5/16 a 9/16 5/8 a 1 1 1/16 a 1 1/4 1 7/16 a 2 2 1/16 a 3 3/16 3 1/4 a 4 4 1/8 a 4 3/4 4 15/16 a 6 9/32 6 1/2 a 7 29/32 8 1/4 a 8 21/32 9 a 11 12 a 13

Pulgada 0.016 0.020 0.024 0.031 0.039 0.051 0.059 0.079 0.098 0.118 0.129

Pulgada 0,024 0,031 0,039 0,047 0,063 0,079 0.086 0.098 0.110 0.118 0.125 0.137

3.5

0.137

Para medidas nominales mayores a estos rangos su variacin permisible y ovalamiento sern del 1,2% de la medida nominal.

Aumentos para el Maquinado de Barras de acero Para asegurarse de que los defectos superficiales que necesariamente se forman en la laminacin o forja en caliente sean limpiados al maquinar, es indispensable pedir el acero con las siguientes medidas mnimas:

Dimetro, grueso o ancho de la medida terminada en ... Milmetros Mayores De 12,8 25,5 50,9 76,3 101,7 127,1 152,5 203,3 Pulgadas Aprox MAYORES Hasta HASTA DE 12,7 1/2" 25,4 1/2" 1" 50,8 1" 2" 76,2 2" 3" 101,6 3" 4" 127,0 4" 5" 152,4 5" 6" 203,2 6" 8" 8"

Aumento ...aumentar en M.M. Pulgadas

1,0 1,6 2,8 4,8 6,2 7,4 8,8 10,2 10,2

0.04" 0.07" 0.15" 0.20" 0.25" 0.30" 0.35" 0.40" 0.40"

NOTA: Para evitar problemas en el temple de los aceros es INDISPENSABLE adaptarse a los aumentos indicados. Maqunese las piezas uniformemente POR TODOS LOS LADOS.

Tolerancias dimensinales para aceros forjados norma DIN 7527 para aceros al carbono Variacin dimensional permisible para Acero al Carbono:Dimensi -n Final HASTA 3500 F1 F2 Seccin transversal Longitud Dimensi n de la forjas1 s2

LONGITUD DE LA BARRA MAYOR A 3500 HASTA 6000 Seccin TransversalToler anci a2z Variacin permisible

LongitudTolera Variacin ncia 2 permisible z

Dimensin de Forjas1 s2

Tolera Toleranc Variacin Variacin ncia 2 ia 2 z permisible permisible z

16 25 40 63 80

25 40 63 80 100

* * 9 11 12 14 16 18 21 25 30 36 44 54 66

* * 2.8 3.1 3.4 3.8 4.2 4.9 5.6 6.5 7.7 9.2 11.0 13.5 16.3

* * 13 15 16 17 19 22 24 28 32 38 45 55 67

* * (+13) -8 (+14) -9 (+16) -10 (+17) -10 (+18) -11 (+20) -13 (+22) -14 (+25) -15 (+28) -18 (+33) -22 (+39) -25 (+45) -30 (+55) -36

* * 49 74 92

* * 72 91 112

* * * 14 15 17 19 21 24 28 33 40 48 58

* * * 4.0 4.4 4.8 5.4 6.3 7.2 8.4 10.0 11.9 14.3 17.4 21.3

* * * 20 21 22 24 26 29 32 36 42 49 58 69

* * * (+18) -12 (+20) -12 (+21) -13 (+22) -14 (+22) -15 (+26) -17 (+29) -19 (+33) -22 (+38) -25 (+46) -29 (+51) -34 (+61) -41

* * * 77 95 117 144 181 224 278 348 440 548 688

* * * 94 115 142 179 221 274 343 433 540 678 858

100 125 125 160 160 200 200 250 250 315 315 400 400 500 500 630 630 800 800 1000

114 139 141 175 178 218 221 271 275 340 345 430 436 536 544 674 684 854

866 1068 71

871 1071

Tolerancias dimensionales para aceros forjados norma DIN 7527 para aceros aleados tipo Ingeniera. Variacin dimensional permisible para Acero Aleados (grado Ingeniera)

Dimensin Final HASTA 3500 F1 F2 Seccin transversal Longitud

LONGITUD DE LA BARRA

MAYOR A 3500 HASTA 6000 Dimensi n de la forjas1 S2

Seccin transversalTolera ncia 2 z Variacin permisible

LongitudToleranc Variacin ia 2 z permisible

Dimensin de la forjas1 s2

Toler Tolera Variacin Variacin ancia ncia permisible permisible 2z 2z

16 25 40 63

25 40 63 80

* 5 6 7 8

* 0.9 1.1 1.4 1.7 2.0 2.3 2.8 3.4 4.2 5.1 6.3 7.8 9.6 12.1

* 11 12 14 15 16 18 20 23 26 3036 42 52 63

80 100

100 125 10 125 160 12 160 200 14 200 250 17 250 315 21 315 400 26400 500 630 500 630 800 32 39 49 61

* (+10) -8 (+11) -8 (+12) -9 (+13) -9 (+14) -11 (+14) -11 (+14) -14 (+16) -16 (+18) -18 (+21) -21(+25) -25 (+29) -29 (+35) -35 (+42) -42

* 30 46 70 88

* 45 69 87 108

* 8 9 11 12 13 15 18 21 24 2935 42 52 64

* 2.6 2.9 3.3 3.6 4.0 4.6 5.2 6.0 7.0 8.4 10.0 12.0 14.9 18.1

* 16 17 18 20 21 22 25 27 30 3540 47 55 66

110 135 137 172 174 214 217 287 271 336 341 425432 539 679 861 532 669 849 1061

* (+14) -9 (+14) -10 (+15) -10 (+17) -10 (+18) -12 (+20) -13 (+23) -14 (+24) -16 (+27) -18 (+31) -20(+35) -24 (+42) -28 (+49) -33 (+59) -40

* 33 49 74 92 113 140 178 221 274 344435 542 682 864

* 48 72 91 112 138 175 218 271 339 429535 672 852 1064

800 1000

Tolerancias dimensinales para barras calibradas redondas, hexgonos y cuadrados bajo norma ISO H11 y rectificadas bajo norma ISO H9

Medida nominal

Variacin permisible

Mm1 a 3 3,5 a 6 6,5 a 10 11 a 18 19 a 30 32 a 50 52 a 80 85 a 120 125 a 180 185 a 250 255 a 315

Pulgada1/32 a 1/8 1/8 a 1/4 a 3/8 7/16 a 11/16 3/4 a 13/16 1 1/4 a 2 2 1/4 a 3 1/16 3 1/8 a 4 5a7 7 1/4 a 9 13/16 10 a 11 13/32

ISO H11 mm Plg x 10+0 -0,06 -0,075 +0 -0,09 +0 -0,11 +0 -0,013 +0 -0,16 +0 -0,19 +0 -0,22 +0 -0,25 +0 -0,29 +0 -0,32 +0 +0 -2,36 -2,95 +0 -3,54 +0 -4,33 +0 -5,12 +0 -6,3 +0 -7,48 +0 -8,66 +0 -9,84 +0 -11,41 +0 -12,59 +0

ISO H9 mm Plg x 10+0 -0,025 -0,03 +0 -0,036 +0 -0,043 +0 -0,052 +0 -0,062 +0 -0,074 +0 -0,087 +0 -0,1 +0 -0,115 +0 -0,13 +0 +0 -0,98 -1,18 +0 -1,42 +0 -1,69 +0 -2,05 +0 -2,52 +0 -2,99 +0 -3,46 +0 -3,94 +0 -4,52 +0 -5,11 +0

Tolerancias de flexin, mm (mxima desviacin) flexin en segmento no mayores a 3000 mm de longitud en barras

Aceros al carbono menor Al 0.28% Cuadrados hexagonales octogonales 5 8 3.5 5

Aceros al carbono mayores Al 0.28% y todas las calidades Tratadas trmicamente Cuadrados Hexagonales Octagonales 6 10 5.5 6

Redondos Men. A 16mm Men A 4500 Men A 16 Mm 4500 Y Mas 16mm Y Mas Men A 4500 16mm Y Mas 4500 Y Mas 3.5 3.5 2.5 3.5

Redondos 5 8 3.5 5.5

En principio las tolerancias son basadas en el desarrollo del mtodo de medicin de la rectitud. Esta medicin de flexin se realiza sobre un superficie totalmente plana colocando la barra sobre esta para determinar el arco o desviacin sobre el eje de la superficie horizontal y la altura del arco es medida con una tira calibradora a escala al borde del eje. NOTA 1: Estas tolerancias no son aplicables para barras con durezas superiores a 302 Brinell (casos en los cuales aplicar el doble). NOTA 2: Para el caso de aceros cortados se contempla la proporcin de flexin mxima segn la misma tabla.

ARBA 40

Din

17100 (ST 52-31)

Astm

572 G 50

Composicin Qumica

C 0.18 % 0.23 %

Mn 1.2 % 1.4 %

P Max

S Max

S1 Max 0.2 % 0.35 %

V 0.015 % 0.02 %

%

0.04 % 0.04 %

PROPIEDADES MECANICAS

Estado de suministro

Resistencia a la traccin Kg/mm

Limite elstico Kg/mm

Alargamiento %

Reduccin de rea %

Dureza Brinell aprox.

Laminado en caliente Calibrado

56 75

40 54

25 10

45 40

185

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Acero al carbono de alta resistencia y baja aleacin, de alta conformabilidad en fro y fcilmente soldable con proceso de arco sumergido recomendando electrodos EM12K segn A.W.S Con proceso MIG MAG utilizando electrodos ER 70 S-3 ER 70 S-6 segn A.W.S. y con electrodo revestido ZIP 24 E 7024 segn A.W.S

APLICACIONES Esta platina se utiliza en la fabricacin de vigas estructurales para la construccin de equipos de transporte como remolques y camabajas.

AISI/SAE 1010

Din Material No. ATLAS MACHINERU AFNOR

Ck10 10 XC-10

Bs UNI AISI/SAE

Enze C10 1010

Composicin Qumica

C% 0,08 0,13

Mn% 0,3 0,6

P Max% 0.04

S Max% 0.05

S1 Max% 0.1

PROPIEDADES MECANICAS

Estado del material Laminado en caliente calibrado

Resistencia a la traccin Kg/mm 40 50

Limite elstico Kg/mm 25 35

Alargamiento % 25 15

Reduccin de rea % 40 30

Dureza Brinell aprox. 130 200

Tratamiento Trmico Forja Normalizado Cementacin Temple Revenido

Temperatura C 900-1100 900-930 900-950 850-900 150-200

Medio de Enfriamiento Aire Aire Agua Agua Aire

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Acero muy dctil y maleable, de fcil conformacin en fro y muy buena soldabilidad, se puede cementar. APLICACIONES Piezas de fuerte embuticin, piezas que deben sufrir deformacin en fro. Se usa para fabricacin de piezas de pequeo tamao y forma sencilla en

las cuales no sean necesarios altos valores de resistencia mecnica, se utiliza para fabricacin de bulones, ejes, cadenas, pasadores bujes, tornillos, tuercas, acoples, racores, remaches etc. SOLDADURA Este acero se puede soldar fcilmente con soplete o arco se recomienda clase E-6010, E-6011 E-6013 de la American Welding Society.

AISI/SAE 1016

Din ASI/SAE

Rst-44-2 1016

Composicin Qumica

C% 0,13 0,18

Mn% 0,6 0,9

P Max%

S Max%

Si Max% 0.2 0,35

Anlisis tpico en %

0.04

0.05

Propiedades Mecnicas Estado de suministro Laminado en caliente calibrado Resistencia a la Traccin 2 kg/mm 40 42 Limite elstico 2 kg/mm 20 35 Alargamie nto % 25 18 Reduccin de rea % 50 40 Dureza Brnell Aprox 160 240

Tratamiento Trmico Forja Normalizado Cementacin Temple Revenido

Temperatura C 900-1150 900-930 900-950 850-900 180-240

Medio de enfriamiento Arena Seca - Aire Aire Agua Agua Aire

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Debido a su mayor contenido de manganeso, comparado con el SAE 1010 o 1020 se pueden obtener mayores profundidades de capa endurecida cuando es sometida al tratamiento de cementacin. Se utiliza principalmente en piezas de maquinaria donde la tenacidad es una propiedad importante, sin embargo la resistencia no es demasiado elevada, por lo que se utiliza en piezas que no tengan altos requerimientos mecnicos. Es recomendado en piezas de fuerte embuticin y piezas que deban sufrir deformaciones en fro APLICACIONES Se utiliza principalmente para partes de vehculos y maquinaria, las cuales no estn sometidas a grandes esfuerzos mecnicos como ejes, eslabones para cadenas, pasadores, bujes, tornillera corriente, bridas, clavos para ferrocarril etc. SOLDADURA Este acero se puede soldar fcilmente, se recomienda soldadura clase E-6010, E-6012 E-6013 de la American Welding Society.

AISI/SAE 1020Din AFNOR C 22 CC-20 Uni AISI/SAE C-20 1020

Composicin Qumica

C% 0,18 0,23

Mn % P Max % S Max % 0,3 0,6

Si Max % 0.15 0,3

Anlisis tpico en %

0.04

0.05

Propiedades Mecnicas Estado de suministro Laminado en caliente Calibrado Resistencia a la Traccin 2 kg/mm 40 55 Limite elstico 2 kg/mm 31 38 Alargamiento % 25 15 Reduccin Dureza Brnell de rea % Aprox 45 30 140 /180 180/220

Tratamiento Trmico Forja Normalizado Recocido Cementacin Temple Capa Cementada Revenido Capa Cementada

Temperatura C 1000-1200 880-920 660-720 900-930 760-800 150-200

Medio de enfriamiento Arena Seca Aire Horno Horno/Agua Agua Aire

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Este acero puede utilizarse en estado cementado, laminado en caliente o estirado en fro (Calibrado). Se utiliza en elementos de maquinaria que requieran gran tenacidad junto con una dureza no muy elevada. APLICACIONES Se usa principalmente para partes de vehculos y maquinaria, las cuales no estn sometidas a grandes esfuerzos mecnicos como ejes, eslabones para cadenas, pasadores, bujes cementados, tornillera corriente, bridas, clavos para ferrocarril, grapas etc. SOLDADURA Este acero se puede soldar fcilmente, se recomienda soldadura clase E-6010, E-6011 E-6013 de la American Welding Society.

AISI/SAE 1040Din Ck 40 AISI/SAE 1040

Composicin Qumica %

C% 0,37 0,44

Mn % 0,6 0,9

P Max % 0.04

S Max % 0.05

Si % 0.15 0.3

Tratamiento Trmico Forja Temple Temple Normalizado Revenido

Temperatura C 850-1100 830-850 850-870 880-920 530-670

Medio de Enfriamiento Ceniza O Arena Agua Aceite Aire Aire

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Tiene mayor templabilidad y ms alta resistencia que el acero 1035. Sirve para la fabricacin de piezas que deban ser templadas a la llama o por induccin.

APLICACIONES Se aplica en tornillera grado 5, y es ampliamente utilizado en la industria automotriz (productos forjados y/o estampados). Entre sus usos figuran las arandelas de presin, arboles excntricos, bujes para motores, cigeales para telares, cinceles de mano, herramientas agrcolas, hachas, cuas, destornilladores etc.

SOLDADURA Se recomienda soldadura clase E-7016 de la American Welding Society.

AISI/SAE 1045Din AFNOR Ck 45 XC-45 AISI/SAE 1045

Composicin Qumica

C% 0,43 0,5

Mn % 0,6 0,9

P Max %

S Max %

Si Max % 0.2 0,4

Anlisis tpico en %

0,04

0.05

Propiedades Mecnicas Estado de suministro Laminado en Caliente Calibrado Resistencia a la Traccin 2 kg/mm 60 65 Limite elstico 2 kg/mm 38 54 Alargami Reduccin ento % de rea % 16 10 40 35 Dureza Brnell Aprox 220 / 240 250 / 280

Tratamiento Trmico Forja Temple Normalizado Recocido Revenido

Temperatura C 900-1100 820-850 850-880 670-710 450-600

Medio de enfriamiento Ceniza 0 Arena Aceite 0 Agua Aire Horno Aire

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Es un acero de resistencia media en estado laminado en caliente o en la condicin de forjado. Puede ser tratado trmicamente por temple convencional o en aceite. Es tpico para ser templado a la llama o por induccin obtenindose una dureza superficial de 55-58 Rockwell C.

APLICACIONES Es ampliamente utilizado en la industria automotriz (productos forjados y estampados). Se usa en partes de mquinas que requieren dureza y tenacidad como manivelas, chavetas, pernos, bulones, engranajes, acoplamientos, rboles, bielas, cigeales, ejes de maquinaria de resistencia media, piezas de armas, tornillera grado 5, pernos de anclaje. Tambin se utiliza para la fabricacin de herramientas agrcolas, mecnicas y de mano forjadas. SOLDADURA Se recomienda soldadura clase E-7016 de la American Welding Socety.

AISI/SAE 1518DIN: St52-3 AISI/SAE 1518

Composicin Qumica

C%

Mn %

Si %

P%

Si Max %

Anlisis Tpico En %

0.18

1.5

0.3

-

0.035

Propiedades Mecnicas Limite Elstico Kg/mm2 50 Dureza Brnell aprox. 198 /220

Estado de Suministro Laminado en Caliente

Resistencia a la Traccin Kg/mm2 67

Alargamiento % 18

Reduccin de rea % 60

Tratamiento Trmico Normalizado Temple Cementacin

Temperatura C 900-920 860/890 900-930

Medio de Enfriamiento Horno/Aire Agua Aceite

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Acero al carbono-Manganeso de alta resistencia, fcilmente soldable, especial para cementacin, Buena dureza superficial y buenas propiedades del ncleo.

APLICACIONES Pionera, tubos para ejes, conjuntos para direccin de seguridad. Se usa como materia prima para mecanizar bujes, casquillos, engranajes, ejes, acoples y partes para la industria petroqumica.

ASI/SAE 12L14

Din AFNOR

105 Pb 20 S250 Pb

Asi/Sae UNI

12l14 9.SMnPb 23

Composicin Qumica

C Mx. 0,15

Mn 0,85 1,35

P Mx 0,04 0,09

S Mx 0,26 0,35

Pb 0,15 0,35

Tratamiento Trmico Normalizado Recocido

Temperatura C 900-930 670-710

Medio de Enfriamiento AIRE HORNO

Propiedades Mecnicas Comparadas Acero Resistencia Ala Traccin 2 Kg/mm Lmite Elstico Alargamiento Dureza Brinell Maquinabilidad Comparada SAE 1016 55 35 10 220 70 FRICUT 15 60 45 10 200 100 12L14 55 42 10 163 160

CARACTERISTICAS DE EMPLEO El Acero 12L14 suministrado por CGA viene con las puntas desbastadas para facilitar la alimentacin en mquinas automticas. Su longitud fija a 3 metros permite un mejor manejo en sus mquinas aumentando la productividad. Por ser calibrado directamente en la siderrgica, el acero es entregado libre de tensiones con tolerancias ISO H 9 evitando la presencia de puntos duros que ocasionan acabados irregulares en sus piezas.

La Maquinabilidad de este acero se consigue mediante la adicin de Azufre y Plomo que en combinacin con el Manganeso forma sulfuros en forma de inclusiones lo cual permite que la viruta sea fragmentada facilitando el mecanizado. Al mismo tiempo mejora el coeficiente de friccin entre la viruta y la herramienta, logrando una mayor vida til de sta.

APLICACIONES Tornillos, bulones, racores, pasadores, remaches, acoples y en general fabricacin de piezas en grandes series de baja y mediana exigencia mecnica. NOTA: No se le puede efectuar tratamiento trmico y soldadura por sus altos contenidos de plomo y azufre.

AISI/SAE 4140Din CENIM BS ASSAB 42 Cr Mo 4 F 1252 EN 19 709 Uni 40cd4 AISI/SAE 4140

Composicin Qumica Anlisis tpico en %

C%0.38 0.43

Mn %0.75 1.00

P Max % Cr %0.035 0.8 1.1

Mo %0.15 0.25

S Max %0.04

Propiedades Mecnicas Estado de suministro Laminado en Caliente Calibrado Bonificado Resistencia a la traccin 2 kg/mm 60-70 70-80 88-100 Limite elstico 2 kg/mm 40 60 75 Alargamiento % 22 14 16 Reduccin de Area % 50 40 50 Dureza Brnell Aprox 210-240 240-260 260-320

Tratamiento Trmico Forja Normalizado Cementacin Temple Revenido

Temperatura C 850-1100 830-850 850-870 680-720 500-650

Medio de Enfriamiento CENIZA 0 ARENA ACEITE AIRE HORNO AIRE

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Es un acero aleado al cromo-molibdeno de buena penetracin de temple y con buenas caractersticas de estabilidad en caliente hasta 400 C, sin fragilidad de revenido, muy verstil y apto para esfuerzos de fatiga y torsin. Puede ser endurecido superficialmente por temple directo (a la llama por induccin), obteniendo durezas de 57-62 Rockwell C.

APLICACIONES Se utiliza generalmente en estado bonificado a una resistencia a la 2 traccin de (88-100kg/mm ) para: tornillera de alta resistencia grado 8, ejes, bielas, engranajes, cigeales, cilindros de motores, rotores, rboles de turbinas de vapor, ejes traseros, etc. Muy utilizado en piezas forjadas como herramientas, llaves de mano, destonilladores. En la industria petrolera para taladros, barrenos tubulares, partes de bombas, vstagos de pistn, esprragos etc. SOLDADURA El acero puede ser soldado con soldadura de arco clase A.W.S E-9018 B3. Realizando un pre y post calentamiento a la pieza (ambos a 200-300 C) con el objeto de evitar el choque trmico brusco y aliviar las tensiones residuales despus de soldada la pieza o si es posible templar y revenir.

AISI/SAE 4337

Din

34 Cr Ni Mo 6

Aisi/Sae

4337

Composicin Qumica %

C % 0,36

Mn % P Max % S Max % 0,7 0.035 0.03

Si % 0.3

Cr % 1,4

Mo % 0.2

Ni % 1.4

PROPIEDADES MECANICAS

Dimetro de la probeta mm 16 - 40 40 - 100 100 - 250

Resistencia a la Traccin kg/mm 110-130 110-120 80-100

Limite Elstico Alargamiento % kg/mm 90 80 60 10 11 13

Estriccin mnima % 45 50 55

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Es apto para la fabricacin de piezas para maquinaria sometidas a torsin e impacto. Normalmente este acero es suministrado templado y revenido (Bonificado), por lo cual no requiere tratamiento trmico posterior, sin embargo si es necesario puede ser templado al aceite para modificar sus propiedades.

APLICACIONES Se usa preferencialmente para la fabricacin de piezas de altas exigencias, en la fabricacin de maquinarias, vehculos y aviones como por ejemplo: bielas, ejes, ruedas dentadas, piones, cigeales, catalinas, levas piezas de direccin, rboles de tornillos sin fin, barras de taladrar, camisas sin fin etc.

AISI/SAE 4340

Din Cenim Assab

42 Cr Ni Mo 7 F 1272 705

Anfor 38nc D6 AISI/SAE4340

Composicin Qumica Anlisis Tpico en %

C % Mn % 0.38 0.43 0.6 0.8

P Max % 0.035

S Max % 0.04

Si Max % 0.15 0.35

Cr % 0.7 0.9

Mo % 0.2 0.3

Ni % 1.65 2.0

Propiedades Mecnicas Estado de Suministro Laminado en Caliente Calibrado Bonificado Resistencia a la Traccin 2 Kg/ mm 65-75 75-85 90-110 Limite Elstico 2 Kg/ mm 45 65 80 Alargamiento % 20 10 16 Reduccin Dureza Brnell de rea % aprox. 50 30 45 210-240 240-260 260-320

Tratamiento Trmico Forja Temple Normalizado Recocido Revenido

Temperatura C 850-1100 820-860 850-870 690-720 540-660

Medio de Enfriamiento Ceniza 0 Arena Aceite Aire Horno Aire

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Este acero se caracteriza por su gran templabilidad tenacidad y resistencia a la fatiga, porque es capaz de dar buenas propiedades en piezas de gran seccin. No presenta fragilidad de revenido y posee buena maquinabilidad a dureza relativamente alta (400 Brinell). Se suministra en estado bonificado y libre de tensiones internas, lo que significa que las barras no se flectan o deforman durante el maquinado. APLICACIONES Se utiliza generalmente en la industria automotriz para la fabricacin de piezas con altas solicitudes mecnicas donde requieran dureza y tenacidad elevadas como, por ejemplo: tornillera de altsima resistencia (grado 8 ) templado y revenido de gran seccin, levas de mando, engranajes, para maquinarias templadas por induccin, ejes para carros y camiones, discos para frenos, cardanes, bielas para motores, rboles para carros y camionetas, ejes de transmisin de grandes dimensiones etc. SOLDADURA El acero puede ser soldado pero es necesario realizar un precalentamiento a 200-300 C y mantener esta temperatura durante el proceso de soldadura. Se recomienda la soldadura de arco clase AWS E8016-B2. Despus de la soldadura el acero deber ser relevado de tensiones a 570C y si es posible templar y revenir.

AISI/SAE 5160

Din Cenim

60 Cr 4

AISI/SAE 5160

Composicin Qumica Anlisis Tpico en %

C% 0.56% 0.64%

Mn % 0.75% 1.00%

P Max % S Max % 0.040% 0.035%

Si % 0.15% 0.35%

Cr % 0.70% 0.90%

Propiedades Mecnicas Estado de Suministro Recocido Laminado en Caliente Temple a 850C Resistencia a la Traccin 2 kg/mm 73 97 117 Limite elstico 2 kg/mm 28 54 104 Alargamiento % 20 18 12 Reduccin de Area % 50 45 47 Dureza Brnell aprox. 255 270/320 425

Tratamiento Trmico Forja Normalizado Recocido Temple Revenido

Temperatura C 850-1100 840-860 730-810 830-850 550-650

Medio de Enfriamiento Ceniza 0 Cal Aire Horno Aceite Aire

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Este acero se caracteriza por su gran templabilidad, tenacidad y resistencia a la fatiga y a la traccin, en razn a sus altos contenidos de Carbono, Manganeso y Cromo. APLICACIONES Se utiliza en la fabricacin de piezas donde se requiere dureza y tenacidad elevada, especialmente en la industria automotriz, ballestas y muelles helicoidales para automviles y ferrocarriles. Piezas de responsabilidad que requieran una calidad especial como rboles de transmisin, barras de torsin, grandes engranajes trabajando sin choque, engranajes en general, rotores de turbinas, bielas, placas de presin para prensas de extrusin, cinceles, tajaderas, cuchillas para corte en fro de metales, cuchillas para desbaste de madera, troqueles, piezas sometidas al desgaste. SOLDADURA Este acero es soldable si se utilizan electrodos de bajo hidrogeno tipo E7018, E8018 y temperaturas de precalentamiento entre 200 - 300 C. Despus de la soldadura deber calentarse a 300C con un tiempo de sostenimiento de una hora para obtener tenacidades en la unin soldada similares a las obtenidas en el material bonificado a 570C.

AISI/SAE 8615

Din

21 Ni Cr Mo 2

AISI/SAE

8615

Composicin Qumica %

C %

Mn %

P Max % 0.035%

S Max % 0.04%

S1 Max % 0.2% 0,35%

Cr % 0,4% 0,6%

Mo % 0,15% 0,25%

Ni % 0,4% 0,7%

0,13% 0,7% 0,18% 0,9%

PROPIEDADES MECANICAS

Estado del Material Laminado en Caliente Recocido Cementado

Resistencia a la Traccin Kg/mm 65 55 80-105

Limite Elstico Kg/mm 35 30 60

Alargamiento Reduccin % de Area %

Dureza Brinell aprox. 215 180

20 28 11

40 50 35

Tratamiento Trmico Forja Normalizado Recocido Temple nico Temple Doble Primer Temple Segundo Temple Revenido

Temperatura C 850-1100 900-930 650-680 820-850 860-890 800-820 150-200

Medio de Enfriamiento Ceniza O Arena Aire Horno Aceite Aceite Aceite Aire

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Ofrece muy buena dureza superficial y propiedades mecnicas en el ncleo. Tiene aceptable profundidad de temple, ausencia de zonas blandas en la capa cementada y baja distorsin.

APLICACIONES Se utiliza generalmente para la fabricacin de ejes ranurados, pasadores de pistn, bujes, piones para cajas de transmisin de automotores, cigeales, barras de torsin, cuerpos de vlvulas, herramientas manuales, tornillos, tuercas, tornillos sin fin, engranajes para reductores, pasadores, collares de cojinetes, cojinetes para motores, discos extensivos etc.

AISI/SAE 8620

Din

21 Ni Cr Mo 2

AISI/SAE 8620

Composicin Qumica Anlisis Tpico en %

C %0.18 0.23

Mn %0.70 0.90

P Max%0.035

S Max%0.040

Si %0.15 0.3

Cr %0.40 0.60

Ni %0.40 0.70

Mo %0.15 0.25

Propiedades Mecnicas Estado de Suministro Laminado En Caliente Recocido Resistencia a la Traccin 2 Kg/mm 65 55 Lmite Elstico 2 Kg/mm 35 30 Alargamiento % 20 28 Reduccin de Area % 40 50 Dureza Brinell Aprox. 200/220 160/180

Tratamiento Trmico Tratamiento Trmico Forja Normalizado Recocido Cementacin Temple Capa Cementada Revenido Capa Cementada Temperatura C 900/1200 870/930 860/890 900/925 840/870 150/200 Medio De Enfriamiento Arena Seca / Aire Aire Horno Aire Horno / Aceite Aceite Aire

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Cementado y templado ofrece muy buena dureza superficial y gran tenacidad en el ncleo. Tiene aceptable profundidad de temple, ausencia de zonas blandas en la capa cementada y baja distorsin. APLICACIONES Se utiliza generalmente para la fabricacin de ejes ranurados, pasadores de pistn, bujes, piones para cajas de transmisin de automotores, cigeales, barras de torsin, cuerpos de vlvulas, herramientas manuales, tornillos, tuercas, tornillos sin fin, engranajes para reductores, pasadores, collares de cojinetes, cojinetes para motores, etc.

XAR400 XAR500Conscientes de las necesidades de nuestros Clientes, Compaa General de Aceros S.A. pone a su disposicin el mejor Acero Antidesgaste del mercado, detallando a continuacin sus caractersticas, usos y procedimientos ms adecuados para su ptima utilizacin. Las referencias T1A, XAR400, XAR500, son aceros especiales, de grano fino, con grado de dureza entre 320 y 500 HB. Los aceros antidesgaste son utilizados, especialmente en la industria minera, en la fabricacin de plataformas para remolques, palas para retroexcavadoras, algunas placas de Bases Portamolde y en aplicaciones que estn sometidas a un alto desgaste por rozamiento. La resistencia al desgaste se define fundamentalmente por la dureza y el contenido de Cromo; elemento que acta positivamente cuando se provoca desgaste por rozamiento en condiciones de humedad levemente cida.

Figura 1. Composicin Qumica Aceros especiales Thyssen resistentes al desgaste Tipo de Acero T1 Xar 400 Xar 500 C % < 0.20 < 0.20 < 0.28 Si % < 0.35 < 0.80 < 0.80 Mn % < 1.0 < 1.5 < 1.5 P % < 0.025 < 0.025 < 0.025 S % < 0.025 < 0.010 < 0.010 Cr % < 0.65 < 1.0 < 1.0 V % < 0.08 Mo % < 0.60 < 0.50 < 0.50 Ni % < 1.0 B % < 0.005 < 0.005 < 0.005 Dureza HB 320 400 500

La T1 ofrece la ms alta conformacin en fro con mediana resistencia al desgaste. El XAR 400 es la mejor solucin cuando se requiere resistencia al desgaste y facilidad de conformacin en fro. El Acero XAR500 es el ptimo cuando se necesita mxima resistencia al desgaste. La figura 2 muestra el rango de dureza Brinell, de igual forma, a ttulo de comparacin se muestra las escalas de dureza Vicker y Rockwell C, as como la resistencia a la traccin.

Figura 2 - DUREZA DE LOS ACEROS ESPECIALES RESISTENTES AL DEGASTE SEGN DIFERENTES ESCALAS DE DUREZA

CONFORMADO Conformado en Caliente: Los aceros antidesgaste se pueden conformar en caliente a temperaturas comprendidas entre 850 y 1000 C, sin embargo debe tenerse en cuenta que se pierde el Tratamiento Trmico inicial. Por tal motivo una vez conformadas stas piezas debern ser nuevamente sometidas a Tratamiento Trmico. Conformado en Fro: Es una prctica comn el Conformado en Fro, por ejemplo por plegado o curvado en prensas y con rodillos. Comparados con aceros de menores lmites elsticos, al conformar aceros de alto lmite elstico deben tenerse en consideracin dos parmetros adicionales: la mayor fuerza requerida y la mayor recuperacin elstica. Son precisas fuerzas mayores debido a la mayor resistencia a la deformacin. La recuperacin elstica es mayor debido a que tambin es mayor la fraccin de deformacin elstica comparada con la deformacin total.

La figura 3 muestra la deformacin que se obtienen en fro como resultado del plegado y el curvado. Se dan los valores de compresin en la cara interna y de traccin en la cara externa en funcin del radio, dimetro y espesor de paredes. Figura 3 - GRADO DE DEFORMACIN EN FUNCION DEL RADIO

Para los aceros XAR pueden obtenerse lo valores mnimos del radio de plegado y de la anchura de boca de las matrices, si se equipara el grado de deformacin (e ) incluido un cierto factor de seguridad al alargamiento de rotura del material. La figura 4 siguiente muestra estos valores en funcin de la dureza de la chapa. Normalmente, los valores de direccin perpendicular a la direccin de laminacin principal, son inferiores a los correspondientes a la direccin longitudinal, debido a que la deformacin a la largo de la direccin de la fibra ofrece mayor dificultad debido a la imposibilidad de evitar totalmente las inclusiones de sulfuros y/u xidos. Adems, debe tenerse en cuenta el espesor de la chapa.

Una chapa delgada presentar una mayor resistencia a la iniciacin de grietas y una mejor capacidad de absorcin de grietas que una chapa

gruesa. Los valores que se muestran, con la figura 4, son vlidos para espesores de chapa de hasta 10 mm. De 10-20 mm deben ser aumentados en 0.5 x e y de 20-30 mm de espesor en 1xe. Todo esto en el supuesto de que los bordes de la chapa hayan sido rectificados hasta dejarlos sin muescas ni rebabas. Hay que asegurar un buen deslizamiento de las chapas, lubricando la estampa inferior y al punzn de curvado, as como la eliminacin constante de la cascarilla que pueda adherirse a las herramientas. Figura 4 - ANCHURAS DE LA ESTAMPA INFERIOR Y RADIOS DEL PUNZON PARA ACEROS XAR

MECANIZADO POR ARRANQUE DE VIRUTA El mecanizado por arranque de viruta de las aceros Thyssen resistentes al desgaste, de estructura bsica martenstico/baintica, requiere ms atencin que el de los aceros de estructura ferrtico perltica. El taladrado tiene un inters especial debido a las siguientes propiedades inhibidoras: - Disminucin de la velocidad de corte hasta cero en el centro de la broca. - Creciente dificultad de evacuacin de las virutas al ir aumentando la profundidad del taladrado. - Distribucin desfavorable del calor en el punto de corte. - Problemas de estabilidad y vibracin de la herramienta. Para la mecanizacin de aceros con durezas de hasta 400HB (Valor Medio), se recomienda el uso de brocas, de acero HSS-E de alta aleacin de cobalto. Para el acero de tipo XAR500 es preciso el emplear brocas de metal duro. La perforacin de agujeros de dimetro superior a 16 mm puede llevarse a cabo tambin con brocas provistas de plaquitas de metal duro reversibles, sujetas en taladradoras especiales. Para el taladrado deben tomarse las siguientes precauciones: - Evitar vibraciones - Fijar la pieza en un punto tan prximo al trabajo como sea posible. - Fijar la pieza y el portabrocas tan cerca como sea posible a la columna de la mquina. - Usar brocas cortas en husillos de mquinas tambin cortos. De la figura 5 puede deducirse las velocidades de corte recomendadas, junto con las revoluciones por minuto y avances. Como refrigerante recomendamos un aceite de corte especial de altas prestaciones, tal como el Jokisch S101. El uso de refrigerantes y de fluidos de corte alarga la duracin de las brocas. Los rebajes deben hacerse con herramientas especiales de penetrado, utilizando un punto de gua adicional para evitar el descentramiento de la herramienta.

Figura 5 - Valores indicativos para el mecanizado por arranque de viruta Velocidad de corte m/mim 6 -8 4-6 4-6 3-5 20 - 25 6 mm r.p.m. 360 260 260 210 1300 avance 0.08 0.08 0.08 0.05 0.05 8 mm r.p.m. 280 200 200 160 1000 avance 0.10 0.10 0.10 0.08 0.05 10 mm r.p.m. 225 160 160 130 800 avance 0.15 0.15 0.15 0.10 0.08 12 mm r.p.m. 190 130 130 100 670 avance 0.20 0.20 0.20 0.15 0.08

Tipo de Acero

T1A 295 T1A 320 XAR 320 XAR 400 XAR 500

La figura 6 muestra las velocidades de corte recomendadas. Figura 6 - VELOCIDAD DE CORTE

CORTE TERMICO Y SOLDADURA Para el corte trmico de los aceros de construccin especiales Thyssen pueden aplicarse los procedimientos siguientes: - Corte con soplete. - Corte con plasma. - Corte con rayo lser. Debido al rpido calentamiento hasta muy altas temperaturas y al subsiguiente enfriamiento rpido, pueden tener lugar cambios en la estructura del material, que provocaran un aumento de la dureza. Adems, el corte con soplete afectar a la composicin qumica. En la figura 7 podemos observar la temperatura de precalentamiento recomendada en los casos de corte trmico y soldadura. Figura 7 - TEMPERATURAS MINIMAS DE PRECALENTAMIENTO (TP) PARA CORTE TERMICO Y SOLDADURA

Se recomienda un precalentamiento a 150C en el caso de una temperatura de la pieza inferior a +5C. Este tipo de aceros puede soldarse aplicando cualquier procedimiento de soldadura utilizando normalmente, automtico o manual tales como SMAW o electrodo manual revestido, FCAW o soldadura con electrodo de alambre con fundente incorporado, SAW o soldadura mediante arco sumergido. Los pasos a seguir son : - Preparar las placas a soldar mediante corte con soplete o plasma y biselar ya sea con bisel simple o doble a 30 45 grados. - Ensamblar y ajustar adecuadamente las secciones. - Precalentar dependiendo del espesor de la chapa. La figura 7 muestra la temperatura de precalentamiento recomendada en los casos de corte trmico y soldadura. - Controlar el proceso las temperaturas de disipacin de calor teniendo en cuenta que para chapas delgadas el proceso es ms rpido que para gruesas. Controlar el enfriamiento considerando que la velocidad se toma a partir de los 800C a los 500C como T 8/5. Para estos aceros, se recomienda un tiempo de enfriamiento t8/5 de 10-25 segundos. En el caso de una soldadura al arco en atmsfera de gas protector, puede disminuirse t8/5 hasta 5 segundos. Si el tiempo de enfriamiento es demasiado corto, pueden aparecer agrietamientos de enfriamiento. Los tiempos de enfriamiento demasiado largos pueden disminuir la tenacidad. Una vez elegido el proceso de soldadura se puede utilizar electrodos como: Eutectic, Eutectrode 3026, Eutectic Teromatec OA 690 Gridur 50, Gridur 44 Gridur 18, Gridur 7, Gridur 46 y Grinox 126.

PROTECCIN CONTRA EL DESGASTE EN ZONAS SOMETIDAS A SOLICITACIONES EXTREMAS Soldadura de recargue superficial En construcciones que requieren altas tenacidades en los aceros resistentes al desgaste, tales como el XAR400, pero tambin en las aplicaciones del XAR500, calidad de acero de mxima resistencia al desgaste, pueden aparecer solicitaciones locales que exijan una proteccin adicional.

La proteccin contra el desgaste por medio de la soldadura de recargue puede aplicarse manual o automticamente. Las superficies deben estar limpias, es decir libres de xido, cascarilla, grasa y otras impurezas. La figura 8 a continuacin muestra los electrodos de empleo en el recargue por soldadura.

Figura 8 - Electrodos para Soldadura de Recargue superficialComposicin Qumica % Designacin Geomant 0,1,2,3 Thyssen TO Geomant Thyssen Chromhart Thyssen TO 50 Cr 30 Thyssen 600 Violett Thyssen TO 600 Thyssen TG 600 Thyssen A600 IG Thyseen TO 43 Thyssen TO 600 TiC Thermanit X Thyssen TO 18.8.6 Proceso Carga C E/G FD E FD E FD FD MAG FD FD WIG/E /MAG FD R R R R S+R S+R S+R S R S+R 3,0 3,2 5,0 0,35 0,45 0,55 0,45 5,0 1,7 0,1 0,1 0,3 1,0 0,8 3,2 0,9 1,0 3,0 1,5 0,5 0,3 1,0 1,6 1,6 0,4 0,2 1,2 7,0 6,5 0,35 3,0 32,0 30,0 8,5 6,0 6,0 9,5 22,0 6,5 18,5 18,5 1,4 8,0 8,0 7,0 5,0 1,5 0,75 1,5 Si Mn Cr Mo Ni Nb W Ti 320 N/mm2 Rm > 600 N/mm2 A 5 > 40%

Observaciones

Significado de los smbolos: E/G = electrodo revestido/electrodo hueco con aportaciones de gas, FD = electrodo de alambre de relleno, WIG/E/MAG = electrodo WIG/ electrodo de varillas/electrodo para soldadura MAG de alambre macizo, S = desgaste inducido por impacto, R = desgaste abrasivo.

Para no alterar las caractersticas del recargue por soldadura y la resistencia al desgaste del material de aportacin, deber reducirse al mnimo la mezcla del material de recargue con el material de base. En la soldadura son gas, esto significa en la temperatura de la superficie del material de base debe ser alrededor de 650C. La soldadura al arco elctrico debe llevarse a cabo con la intensidad ms baja posible, permitiendo as una soldadura estable con una penetracin mnima. NITRURACIN Adems de la posibilidad del recargue con carburos especiales, existe la de nitrurar las piezas en el seno de una corriente de gas amoniaco. Mediante este procedimiento, pueden conseguirse durezas superficiales de hasta 1000HV con profundidades de Nitruracin de aproximadamente 0.4mm (DIN 50190). (Figura 9). Este no es el resultado de una aumento de dureza por formacin de martensita (aumento de contenido de carbono), sino es debido a una difusin de nitrgeno en forma atmica a temperaturas de 500-530C en la superficie del material de base. As se forman nitruros muy duros, que proporcionan durezas altas homogneamente distribuidas. Favorecen la formacin de los nitruros el Aluminio, el Cromo y el Titanio. Los aceros de construccin especiales Thyssen estn aleados con estos elementos. PRESENTACION Los aceros antidesgaste estn disponibles en chapas (lminas) las cuales tambin pueden ser suministradas en cortes de acuerdo a sus necesidades.

Figura 9 - VARIACIN TIPICA DE LA DUREZA CON PROFUNDIDAD DE NITRUCION

PLATINASNORMAS TCNICAS Composicin Qumica y Propiedades Mecnicas : ASTM A-36 Tolerancias Dimensinales : ISO 1035/4 - 1982 (E). Descripcin Producto de acero laminado en caliente de seccin rectangular. Aplicaciones En la fabricacin de estructuras metlicas, puertas, ventanas, rejas, piezas forjadas, etc. Presentacin Se produce en barras de 6 metros de longitud. Requerimientos qumicos (%) C Mn P S Si = 0.26 mx. = 0.60 / 0.90 (Para espesores mayores de 3/4"). = 0.040 mx. = 0.050 mx. = 0.40 mx.

Propiedades mecnicas

Lmite de Fluencia mnimo = 2550 kg/cm. Resistencia a la Traccin = 4080 - 5610 kg/cm. Alargamiento en 200 mm : espesores : 1/8" = 12.5 % mnimo. 3/16" = 15.0 % mnimo. 1/4" = 17.5 % mnimo. 3/8", 1/2", 5/8", 3/4" y 1" = 20.0 % mnimo. Doblado a 180 = Bueno. Soldabilidad = Buena soldabilidad.

Tolerancias dimensinales y de forma 1. Tolerancias en el Ancho: Ancho nominal (b) - mm b < 50 50 < b < 75 75 < b < 100 100 < b < 125 2.Tolerancias en el Espesor: Espesor nominal (e) - mm b < 50 e < 20 20 < e < 40 3. Tolerancias en la Longitud: + 50 mm 4. Flecha mxima: 12 mm. Tolerancias (mm) 50 < b < 150 + 0.4 + 0.5 + 0.8 + 1.0 Tolerancias (mm) + 0.8 + 1.2 + 1.5 + 2.0

LAMINAS HOT ROLLED (HR)Normas tcnicas ASTM A-569, A-36, A-283 grado C ASTM 285C-ASTM 515 grado 70-ASTM 571-ASTM 516 Descripcin y uso Planchas de acero laminadas en caliente, destinadas a la construccin de silos, embarcaciones pesqueras, vagones, estructuras y otros usos en general.

Presentacin Se comercializa en dimensiones 6 x 20, 8 x 20, 4 x 8 , 4 x 16, 2 x 1 mt , 3 x 1 mt., 6 x 1 mt. Tolerancias dimensinales 1. Tolerancia en el Espesor (mm): Ancho nominal (mm) 1220 + 0.20 + 0.25 + 0.29 + 0.33 1500 Y 1800 -

Espesor nominal (mm) 2.0 2.5 3.0 4.0 2. Tolerancia en el Ancho:

Espesor nominal (mm) 2.0, 2.5 3.0, 4.0 3. Tolerancia en la Longitud:

Tolerancia (mm) + 6.0 - 0. + 8.0 - 0.

Longitud nominal (mm) 2400 6000 4. Tolerancias de Aplanado: Espesor nominal (mm) 1200

Tolerancia (mm) + 13 6 + 19 6

Tolerancias (mm) 18

5. Curvado: La flecha mxima es 0.2% de la longitud nominal.

ANGULOS

Producto de acero laminado en caliente cuya seccin transversal est formada por dos alas de igual longitud, en ngulo recto. Normas tcnicas

Sistema Ingls : Sistema Mtrico : - Propiedades Mecnicas : - Tolerancias Dimensinales :

ASTM A36 /ASTM 572/A36M - 96. ASTM A36/A36M - 96. ISO 657/V - 1976 (E).

Aplicaciones En la fabricacin de estructuras de acero para plantas industriales, almacenes, techados de grandes luces, industria naval, carroceras, torres de transmisin. Tambin se utiliza para la fabricacin de puertas, ventanas, rejas, etc. Presentacin Se comercializa en longitudes de 6 metros. Requerimientos Qumicos (%) C = 0.26 mx. Si = 0.40 mx. P = 0.040 mx. S = 0.050 mx. Propiedades Mecnicas:

Lmite de Fluencia mnimo = 2550 kg/cm. Resistencia a la Traccin = 4080 - 5610 kg/cm (*) Alargamiento en 200 mm espesores: 2,5mm , 3,0mm y 1/8" = 12,5 % mnimo. 4,5 mm = 14,5 % mnimo. 3/16" = 15,0 % mnimo. 6,0 mm = 17,0 % mnimo. 1/4" . = 17,5 % mnimo. Soldabilidad = Buena soldabilidad.

(*) Para el espesor de 2,5 mm la resistencia a la traccin mnima es de 3500 kg/cm.

Tolerancias Dimensinales y de Forma: Sistema mtrico : 1. Tolerancias en la Longitud del Ala : + 1 mm. 2. Tolerancia en el Espesor : + 0.5 mm. 3. Fuera de Escuadra : 1.0 mm de desviacin mxima. 4. Tolerancia en la Longitud: + 50 mm 5. Flecha mxima : 12 mm.

Sistema ingles : ASTM A36 / a36m 96 1. Tolerancias DimensinalesTolerancia de espesor (e) - mm E < 3/16" 3/16" < e < 3/8" e > 3/8"

Dimensin nominal (l) (pulg)

Tolerancia de longitud de alas mm

1 < L0.5mm, Aluminio > 1mm Latn > 1.5mm Tratamiento de superficie: Para evitar el contacto directo del metal caliente con la superficie de la cavidad del molde, es importante que el lubricante se adhiera bien a la superficie de la herramienta. Para ello es importante cubrir la superficie del molde con una fina capa de xido. La superficie se oxida calentndolo aproximadamente a unos 500C durante una hora seguido de un enfriamiento al aire. Hay que evitar sin embargo un exceso de lubricacin, por ejemplo con aceite-grafito, ya que no solo ensucia la superficie sino que podra provocar una recarburacin en las zonas calientes y como consecuencia una formacin prematura de grietas. Liberacin de tensiones: Las subidas y bajadas alternativas de la temperatura de la superficie de las herramientas pueden dar lugar al desarrollo de tensiones residuales que pueden ocasionar grietas prematuras, se recomienda recocidos de relajacin al cabo de 5000 ciclos. Esto puede repetirse cada 10.000 a 20.000 siempre que no se hayan hecho visibles en la superficie de la herramienta ninguna formacin clara de grietas. El recocido de distensin se efecta a una temperatura de 50C por debajo de la temperatura del ltimo revenido.

Calidad de la superficie de la cavidad: Para evitar esfuerzos adicionales, es necesario que la superficie este libre de huellas de la herramienta, sobre todo la parte que esta en contacto con el metal liquido, ya que las huellas forman un efecto de entalladura y favorecen la formacin de grietas por tensin trmica. Las irregularidades de la superficie promueven la iniciacin de las grietas. Se recomienda un tipo de grano en el rectificado entre 200 a 600. La rugosidad de la superficie no es importante, ya que con una superficie no muy pulida el lubricante se adhiere mejor. Esto es de especial importancia cuando se pone a trabajar un molde nuevo. Velocidad de enfriamiento de la capa superficial: La velocidad de enfriamiento tiene tambin importancia, un enfriamiento ms bajo de la cavidad produce mayores tensiones causando formacin de grietas trmicas. La eleccin del refrigerante suele ser un compromiso entre la vida til deseada para la herramienta y el ritmo de produccin. ltimamente por razones del medio ambiente, la mayora de los fabricantes de moldes han cambiado los lubricantes basados en aceite por lubricantes basados en agua. En algunos casos esto ha reducido la vida til de la herramienta en un 20%. Los niveles de resistencia a la fluencia del 1% y/o Resistencia a la ruptura por fluencia en 100 horas y en 1000 horas se ilustran en las siguientes figuras:

Resistencia a la fatiga trmica: Las cargas trmicas cclicas de las herramientas pueden conducir al desarrollo de fisuras que pueden destruir o daar las herramientas severamente. Es importante conocer la Resistencia a la fatiga trmica de los materiales usados en la fabricacin de las herramientas.

Aspectos a tener en cuenta para prolongar la vida del acero: - Los moldes deben limpiarse y engrasarse con sumo cuidado pues los restos de metal pueden causar deterioro a causa de las grandes presiones de cierre. - Si se presentan problemas de fisuras prematuras en la estampa, antes de pensar en cambiar el acero, se debe examinar el diseo de la matriz en cuanto el descargue de la salida del material durante la estampa, pues es la causa ms comn de concentracin de esfuerzos. - Si el proceso de mecanizado de su herramienta es por Electro erosin, debe asegurarse que no haya presencia de capa blanca al finalizar el proceso, para ello se recomienda utilizar distintos tipos de amperaje as, 30 amperios para desbaste, 15 amperios para intermedios y 4 amperios para acabado. Para saber si existe o no capa blanca se aplica cido ntrico al 5% con agua. Aparecer blanco si hay capa o de lo contrario aparecer gris. - Una vez finalizado el trabajo, las herramientas deben dejarse enfriar lo ms lentamente posible, cerca de una fuente de calor, y sin exponerlas a corrientes de aire. - Debemos revisar la utilizacin del acero para poder tomar una determinacin si usamos acero T-2885 o T-2365, ya que la nica diferencia de las dos calidades es el contenido de cobalto.

TRATAMIENTOS TRMICOSLos aceros de trabajo en caliente tienen un diagrama de tratamiento trmico de acuerdo a la siguiente figura:

Al igual que los aceros para trabajo en fro se deben seguir los mismos consejos mencionados en cada uno de los pasos descritos en el tratamiento trmico de estos, diferencindose en que para los aceros de trabajo en caliente, es necesario hacer como mnimo dos precalentamientos, el primero a 650c y el segundo a 900C y posteriormente del enfriado, hacer tambin de dos a tres revenidos.

USOSLos aceros de herramientas para trabajo en caliente se pueden emplear en los procesos de: Inyeccin de Metales: El procedimiento de fundicin a presin hace posible la produccin de piezas acabadas en grandes series y a gran presin en metales no ferrosos como Aluminio, Zinc, Magnesio as como tambin aleacin de Cobre, Plomo, Estao. El acero de estas herramientas est sometido a un fuerte choque trmico (cambio constante de temperatura), a una presin de inyeccin (limite de fluencia), a un fuerte desgaste superficial (resistencia al desgaste). Fundicin a presin: Es necesario precalentar las matrices de una manera homognea entre 200-300C ya que esto reduce la fatiga del material. El enfriamiento de la matriz despus del trabajo no debe ser al medio ambiente sino cerca de una fuente de calor que se apague lentamente. Durante las pausas de trabajo se recomienda desconectar la refrigeracin del molde para evitar choques trmicos. Se recomienda usar aceros con alto contenido de Molibdeno para matrices de moldes de inyeccin de metales ( T-2365, T-2367, T-2999, T-2885) Extrusin de Metales: La extrusin representa un econmico procedimiento de transformacin de metales ferrticos o no ferrticos sin necesidad de arranque de viruta. La fuerza que se necesita para la transformacin plstica de los metales(limite de fluencia), disminuye con el aumento de temperatura. El Acero debe soportar durante largo tiempo esfuerzos a altas temperaturas. En este proceso algunas de las propiedades m importantes que s debe conservar el acero son la estabilidad Di