1

Propiedades del Acero

CONTENIDOPropiedades del Acero

1. Introducción2. Proceso de fabricación3. Propiedades del acero4. Tipos de acero5. Tipos de miembros de acero6. Usos del acero

1. Introducción

• Aleación de Fe y C (~0.05-2%).• Puede contener otros elementos como Mn, Ni, Nb, Cr,

V, P, S, Si, Cu, etc.• Porcentaje y elementos de aleación pueden modificar

propiedades del acero.• Carbono Equivalente

(CE%) = C% + (Mn%/6) + ((Cr%+Mo%+V%)/5)+ ((Ni%+Cu%)/15)

¿QUE ES EL ACERO? 1. Introducción

Elemento Efecto

COBRE Mejora resistencia a corrosión atmosférica.

MANGANESO Desoxidante, neutraliza azufre, facilitandotrabajo en caliente. Mejora la resistencia

SILICIO Se emplea como desoxidante y actúa comoendurecedor en el acero de aleación.

FOSFORO Y AZUFRE Perjudican la tenacidad del acero

ALEACIONES

1. Introducción

• Alta resistencia• Uniformidad y homogeneidad• Rango elástico amplio• Durabilidad• Ductilidad y tenacidad• Rapidez de construcción• Reciclabilidad

VENTAJAS DEL ACERO 2. Proceso de Fabricación

Fuente: Infoacero.cl

CONVERTIDOR DE OXIGENODE ALTO HORNO

2

2. Proceso de Fabricación

Fuente: Infoacero.cl

CONVERTIDOR DE OXIGENODE ALTO HORNO 2. Proceso de Fabricación HORNO DE ARCO

ELECTRICO

2. Proceso de Fabricación

Fuente: Infoacero.cl

AFINO DEL ACEROY LAMINACION 2. Proceso de Fabricación

Procesos de laminado en caliente• Laminado en caliente tradicional.

• Laminación controlada.– Laminado de normalización (N)– Laminación termomecánica controlada

PROCESOS DELAMINACION

4. Propiedades del acero

• Estructura cristalina

PROPIEDADESFISICAS

Cristal cúbico demalla centrada

Cristal cúbico decara centrada

4. Propiedades del acero

Propiedades metálicas características• buena ductilidad (o maleabilidad).• conductividad térmica elevada.• conductividad eléctrica elevada.• brillo metálico.

PROPIEDADESFISICAS

3

4. Propiedades del acero

Resistencia a la Corrosión• Corrosión: pérdida de sección debido a reacciones

químicas o electroquímicas con medioambiente.• Resistencia depende de:

– Composición química

PROPIEDADESFISICAS 4. Propiedades del acero

Ensayo a tracción

PROPIEDADESMECANICAS

4. Propiedades del acero PROPIEDADESMECANICAS

Acero dulce Acero de alta resistencia

Fyd

4. Propiedades del acero PROPIEDADESMECANICAS

Curva idealizada esfuerzo-deformación del acero

σ

ε

Rango elástico

Rango plástico

εu

Fyd

Fys

Fu

Endurecimientopor deformación

E

4. Propiedades del acero

• Módulo de YoungE = 200000 MPa

• Modulo de Poisson– Elástico

= 0.3 (aumento de volumen)– Plástico

= 0.5 (volumen constante)

PROPIEDADESMECANICAS 4. Propiedades del acero

Resistencia a la fractura (tenacidad)• Imperfecciones son microgrietas.• Inclusiones y dislocaciones dependen de la

composición, el proceso de laminación y el tratamientotérmico.

• Grietas generan concentración de tensiones.

PROPIEDADESMECANICAS

4

4. Propiedades del acero

• Dureza:Resistencia a penetración superficial.

– Métodos de ensayo

• Dinámicos: ensayo de dureza al impacto y ensayo de dureza Shore

• Estaticos: ensayo Brinell, ensayo Vickers y ensayo Rockwell

PROPIEDADESMECANICAS 4. Propiedades del acero

• Composición química• Tratamiento térmico• Estado de esfuerzos• Historia de deformaciones• Temperatura• Velocidad de carga (deformación)

FACTORES

4. Propiedades del acero

• Estado multiaxial de esfuerzos

Von Mises:

FACTORESESTADO DE ESFUERZOS 4. Propiedades del acero FACTORES

HISTORIA DEFORMACIONES

σ

ε

“Strain aging”

Ductilidad después de endurecimientopor deformación y “strain aging”

Endurecimientopor deformación

A

B

C

4. Propiedades del acero FACTORESTEMPERATURA 4. Propiedades del acero FACTORES

VELOCIDAD DE CARGA

5

4. Tipos de Acero

• Aceros al carbonoContienen diversas cantidades de C y menos del 1,65% de Mn, el0,60% de Si y el 0,60% de Cu. Ejemplo: A36

• Aceros aleadosContienen V, Mo y otros, además de cantidades mayores de Mn, Siy Cu que los aceros al carbono. Ejemplo: A514

• Aceros de baja aleación y alta resistenciaContienen cantidades menores de aleación. Tratados para obtenerresistencia mucho mayor que la del acero al carbono. Ejemplo:A572, A992.

• Aceros inoxidablesContienen Cr, Ni y otros para resistir oxidación.

CLASIFICACIONSEGUN COMPOSICION 5. Tipos de elementos de acero estructural

Perfiles Laminados

Angulo Te Canal Perfil W

Barra Placa

5. Tipos de elementos de acero estructural

Perfiles plegados (en frío)

Tubo circular Tubo rectangularPerfiles plegados y soldados

6. Usos del acero

• Estructuras de marco: edificios, torres, puentes,galpones.

6. Usos del acero

• Cáscaras y membranas: estanques, silos, calderas,cascos de barco.

6. Usos del acero

• Estructuras suspendidas: puentes, techos.