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FASE I

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO.

Descripción del contexto

Razón Social

Metalúrgica Industrial y Naval S.A (MINSA)

Naturaleza de la Organización

MINSA., una sede principal que canaliza la administración y control, las

sucursales operan como oficinas de venta y deposito. Atendiendo comercialmente todo

el Territorio Nacional, a través de una flota de transporte propio y particulares.

Comercializa una amplia gama de productos metálicos, entre los que se puede

mencionar: Cabillas, perfiles, planchones, mallas, bobinas, pletinas, ángulos, rejillas,

alambrón, láminas, tubos estructurales, de origen tanto nacional como importado.

Sin duda con un equipo humano capacitado, lo cual permite llevar a los clientes

el mejor servicio, partiendo de la cotización del producto que este requiera, hasta

colocar el producto en sus instalaciones y obras del cliente.

Visión:

Ser una empresa líder en la comercialización de productos metálicos de calidad

que fomenten y apoyen las expectativas de sus clientes y de la organización.

Misión:

La misión de MINSA está centrada en ofrecer servicio de productos que

satisfagan las necesidades de sus clientes internos y externos, apoyados en el

mejoramiento continuo, la participación y compromiso de todos los niveles de la

organización, con el fin de aumentar el patrimonio de sus accionistas y el bienestar de

sus trabajadores.

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Objetivos:

Su principal objetivo es la satisfacción de sus clientes, colmando sus

expectativas de calidad logrando entregas oportunas. Para ello desarrollan una mejora

continua en la gestión de su gente, aplicación de tecnologías de avanzada.

Dentro de ese marco En MINSA se trabaja para mantener la plena fidelidad de

sus clientes, es por ello que la empresa se desarrolla de una forma continua;

satisfaciendo al mismo tiempo no solo las necesidades de sus clientes sino también de

una sociedad que pueda creer en una inversión confiable de calidad, entrega y

tecnología.

Localización Geográfica

Estado Carabobo, Municipio Puerto Cabello, Parroquia Unión, Avenida Juan José

Flores, Planta Baja, Local MINSA.

Reseña Histórica.

Metalúrgica Industrial y Naval S.A (MINSA)

Es una empresa constituida en el año 1.967, desde su inicio se estableció como

principal objetivo, fabricar y distribuir estructuras metálicas, dirigidos a los sectores de

la industria petrolera, metalmecánica, metalúrgica, naval, construcción y ferretero;

logrando formar una trayectoria y participación en el mercado de productos metálicos,

reconocida a través de la gratificación y satisfacción de sus clientes.

Nombre de las Organizaciones vinculadas al proyecto.

Instituto Universitario de Tecnología Puerto Cabello (IUTPC).

Empresa Metalúrgica Industrial y Naval S.A (MINSA).

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Problemas, Necesidades o Intereses del Contexto.

Descripción del Diagnóstico Situacional.

La empresa MINSA, se encarga de fabricar y distribuir estructuras metálicas,

dirigidos a La los sectores de la industria petrolera, metalmecánica, metalúrgica, naval,

construcción y ferretero; logrando formar una trayectoria y participación en el mercado

de productos metálicos.

Cabe destacar que se efectuó un recorrido por las instalaciones de MINSA, de

evidenciar como se llevan a cabo cada uno de los procesos que en dicha empresa se

ejecutan. Posteriormente fueron aplicados las técnicas e instrumentos de recolección de

datos, basados en encuestas en su modalidad de cuestionarios, además de entrevistas no

estructuradas.

La entrevista ocupa un sitial de honor como técnica de recolección de datos e

información, especialmente cuando es utilizada bajo el prisma de una investigación de

orden cualitativo, una entrevista corresponde a una conversación entre dos o más

personas para una determinada finalidad.

Por su gran capacidad de adaptación a las diferentes circunstancias en que se

realiza una determinada investigación, surgen muchos tipos de entrevista y encontrar

una clasificación universalmente abarcativa resulta ilusorio, sin embargo, nos

referiremos en el presente informe a la presente en el libro "La Investigación Social,

Introducción a los métodos y a las técnicas" por considerarla lo suficientemente amplia

para dar una idea del amplio espectro de posibilidades que presenta esta herramienta de

Investigación.

Resultados arrojados por las entrevistas:

1.- Baja productividad en el traslado de los productos terminados, a las empresas del

sector secundario.

2.- Bajos insumos para la fabricación de las piezas.

3.- Falta de equipos que les permita determinar el comportamiento de los materiales.

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4.- Desconocimiento de las características físicas y químicas de los materiales

empleados, en este caso el acero A-36 que es el de mayor uso para la fabricación de

piezas.

Identificación y Jerarquización de las Necesidades

Problema EmpresaTransporte

de las piezas

Fabricadas

Fabricación Total Prioridad

Materiales 2% 4% 2% 8% 4

Insumos

(soldadura)

5% 0% 4% 9% 3

Recursos

Humanos

4% 0% 3% 7% 5

Falta de

conocimiento

de las

Características

del Acero

5% 0% 5% 10% 2

Falta de

Equipos que le

permita

caracterizar el

material

5% 5% 5% 15%1

Cuadro Nro. 1 Fuentes: González Y, Padrino J., González J (2014)

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Criterio de Prioridad (Puntuación) Coloque una puntuación entre 1-5 según el interés

que tenga en abordar el problema según cada uno de los criterios. El 1 representa mayor

interés y el 5 menor interés en abordarlo.

La empresa MINSA cuenta con un 25% de sus trabajadores, el cual un 5%de

dichos empleados trabajan en función de la fabricación de las patas para taras.

El material (Acero A-36) los mismos cuentan con una gran data del acero con el

cual fabrican.

Sus insumos son suficientes para abastecer la fabricación de patas para taras u

otras piezas.

La empresa no cuenta con los equipos necesarios para realizar la caracterización

Del material que ellos utilizan, siendo esta la principal necesidad que presenta la

misma.

Selección del problema o Necesidad.

En función de que el acero A-36 es el más utilizado para la fabricación de las

patas para taras y otras piezas, se plantea como principal necesidad realizar un estudio

que permita determinar las características físicas y químicas de este en la empresa

MINSA.

Alternativas de Solución.

1- Caracterizar las muestras de acero A-36 suministradas por la empresa MINSA a

través de la aplicación de ensayos mecánicos y físicos, llevados a cabo en los

laboratorios del IUTPC.

2- Comprar las patas de las taras a otra empresa.

3- Comprar equipos para determinar el comportamiento mecánico, físico y químico

de las aleaciones metálicas.

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Justificación e Impacto Social.

Razones que conllevan a realizar el proyecto.

Las razones por las cuales se realiza la investigación de este proyecto se basa a

las necesidades que se observaron en la empresa (MINSA), de la fabricación de las

patas de taras para gandolas, partiendo de allí a la contribución de realizar estudios al

tipo de Acero que utilizan y verificar si es el material apropiado a la hora de ellos

fabricar los diversos tipos de piezas.

El objetivo es incrementar la vida del servicio de las estructuras desde el buen uso del

acero.

Teórico - conocimiento.

En la metalurgia el acero es de gran importancia, ya que a través de la historia se

descubrió la técnica de fundir mineral y hierro para producir un metal y que en algunas

ocasiones y por error, los artesanos del hierro solían producir autentico acero, en lugar

de hierro forjado y fue allí cuando aprendieron a fabricar acero, calentando hierro

forjado y carbón vegetal en un recipiente de arcilla durante varios días, con lo que el

hierro absorbía suficiente carbono para convertirse en acero.

Según James Croxon (1998) “El Acero es la denominación que comúnmente se

le da, en ingeniería metalúrgica, a una aleación de hierro con una cantidad de carbono

variable entre el 0,03% y el 1,76% en peso de su composición, dependiendo del grado”.

“Si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,0% se producen

fundiciones que, en oposición al acero, son mucho más frágiles y no es posible forjarlas

sino que deben ser moldeadas.”

Los conocimientos que se adquieren a través de la caracterización del acero A-

36 son de gran ventaja para su uso en el campo de la metalurgia, carrera en la cual

concentramos de estudios actualmente.

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Técnico- Ámbito de acción.

Desde la perspectiva técnica tiene como finalidad aportar información detallada

de las características del acero A-36 en sus diversos usos y una mejor calidad en los

procesos de fabricación, a fin de que la empresa considerar estos requisitos en la

fabricación de patas para taras de gandolas y permitir una un mejor uso.

Razón Legal.

NORMA COVENIN 299-89-Materiales Metálicos-Ensayo de Tracción.

Esta Norma Venezolana establece el método de Ensayo de Tracción para

materiales Metálicos.

Ensayo de Tracción: Es el Ensayo mediante el cual se obtiene información

básica sobre las propiedades mecánicas de los materiales metálicos.

NORMA COVENIN 439-78-Ensayo de Impacto para Materiales Metálicos.

NORMA COVENIN 1604:1997.9-Límites de peso de Carga Pesada.

Esta Norma Venezolana tiene por objeto establecer los límites máximos de peso

por eje simple y/o compuesto así como también los pesos máximos permisibles para

diferentes tipos de vehículos de carga.

En Venezuela para el dimensionamiento de un pavimento es necesario

determinar los efectos que las cargas de estos vehículos causarán sobre el pavimento,

por lo cual se debe conocer el número y tipo de vehículos que circularán por una vía, así

como la intensidad de la carga y la configuración del eje que la aplica.

El objeto de esta norma es presentar la determinación de los parámetros de

tránsito que se requieren para el diseño estructural de los pavimentos en carreteras y

autopistas interurbanas. En cualquier país los bienes de producción y consumo se

transportan básicamente por carretera.

La Norma COVENIN 614 actualizada en el año 1997 establece la siguiente

reglamentación en cuanto a cargas máximas:

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6.000 kg. En eje simple de 2 cauchos

13.000 kg. En eje simple de 4 cauchos

20.000 kg en dos ejes simples consecutivos de 4 cauchos cada uno

27.000 kg en tres ejes simples consecutivos de 4 cauchos cada uno.

Contexto Participante- Comunidad.

A través de la caracterización del acero A-36, se va a beneficiar la empresa, ya

que se puede mejorar la fabricación de las piezas evitando riesgos de fracturas y

deformaciones, así como también el traslado de materia prima al sector secundario y

mejorar los beneficios tanto para la empresa como para los trabajadores.

Se hizo un recorrido para observar el proceso de fabricación, las maquinarias

utilizadas, así como también la explicación por parte del Gerente encargado de la

empresa (MINSA), a través de croquis de la pieza, con las medidas adecuadas para su

mayor resistencia, de acuerdo a la magnitud de las cargas en toneladas que soportaría la

pieza a realizar.

Además de ser expuestas las propiedades del acero A-36 para el uso de dicha

fabricación.

Vinculación del Proyecto con el Plan de Desarrollo Económico, Líneas de

Investigación de los PNF y la Transversalidad.

Este proyecto está vinculado con la línea estratégica número cuatro: Modelo

Productivo Socialista, énfasis en el desarrollo tecnológico interno que posibilite la

autonomía relativa de las actividades productivas, con el fin de lograr trabajo con

significado, se busca la eliminación de la división social, de la estructura jerárquica y de

la disyuntiva entre la satisfacción de las necesidades humanas y la producción de

riqueza subordinada a la reproducción del capital. Tomando en cuenta estas líneas

generales del plan de desarrollo, podemos afirmar que sí existe espacio para la inversión

privada en Venezuela, tanto nacional como extranjera. La necesidad de desarrollar los

recursos naturales disponibles a través de su procesamiento industrial, para

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transformarlos en productos terminados, genera un espacio de oportunidades muy

amplio para las empresas privadas.

También está vinculado a las líneas de investigación de los PNF de Ingeniería de

los Materiales Industriales, especialidad en metalurgia, la cual apunta en su en segunda

línea temática lo siguiente: Caracterización de aleaciones ferrosas y no ferrosas.

Transversalidad del eje del Proyecto, socio Crítico y profesional.

Estético lúdico: A través de un trabajo en equipo realizar prácticas de laboratorio, se

espera desarrollar creativamente para dar a conocer resultados obtenidos.

Profesional: Identificar las característica del acero A-36 mediante diversos ensayos.

Socio económico: Permite optimar la economía de gastos de ejecución, de

mantenimiento y durabilidad antes de la fabricación de las estructuras.

Nos permite reducir los costos en transporte, materiales e insumos en exceso.

Población Beneficiada

1-. Empresa MINSA.

2-. Trabajadores de Empresa MINSA.

3-. Estudiantes del Instituto Universitario de Tecnología Puerto Cabello.

Objetivos del Proyecto.

Objetivo General.

Caracterizar el Acero A-36, material utilizado para la fabricación de patas para

taras de gandolas.

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Objetivos Específicos.

Determinar la composición química del Acero A-36. Verificar características micro estructural del Acero A-36 (Microestructura y Tamaño). Evaluar propiedades mecánicas del Acero A-36. (Dureza, Tracción, Impacto).

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FASE II

Cuadro Nro. 2 Objetivo General: Caracterizar el Acero A -36. Material utilizado para la fabricación de patas para taras de gandolas para la empresa MINSA S.A

Objetivos Actividades Metodología Fecha Lugar Recursos

Determinar la composición

química del acero A-36

-Preparar la muestra mediante papeles de esmeril, pasarla por

la pulidora y por último se ataca con Nital al 3% para

determinar su microestructura y tamaño de grano.

Normativas Según el Laboratorio.

17/02/2014al

18/02/2014

.Laboratorio de

Metalurgia Mecánica del

I.U.T.P.C

-10 Probetas.-Microscopio-Papel de esmeril de número creciente-Alumina-Nital al 3%

Verificar características micro

estructurales del Acero A-

36(Microestructura y Tamaño de

Grano)

Observar la muestra de Acero A-36 en el microscopio óptico.

Metalografía de aceros estructurales

ASTM A-3617/02/2014

al22/02/2014

Laboratorio de Metalurgia

Mecánica del I.U.T.P.C

-10 Probetas.-Pulidora.-Lijas.-Microscopio de Metalografía.

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Page 12: Mi Querido Proyecto Autoguardado

Objetivos Actividades Metodología Fecha Lugar Recursos

Evaluar propiedades

mecánicas del Acero A-36

(Dureza, Tracción, Impacto).

Realizar Ensayo de Tracción, Dureza e

Impacto.-Norma Venezolana

Covenin 299-89. Ensayo de Tracción.

- Norma Covenin 439-78. Ensayo de

Impacto.

17/02/2014al

22/02/2014

Laboratorio de Metalurgia

Mecánica del I.U.T.P.C

-10 Probetas-Equipo Durómetro Rockwell-Máquina Universal de Ensayo de Tracción. Marca (Metrocom).-Equipo de Ensayo Charpy.

Fuentes: González Y, Padrino J., González J

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Page 13: Mi Querido Proyecto Autoguardado

Cuadro Nro. 3 Cronograma de Actividades.

Semanas

Fuentes: González Y, Padrino J., González J (2014)

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Lapso

Actividades

17/02/2014al

18/02/2014

17/02/2014al

22/02/2014

22/02/2014al

28/02/2014

Determinar la composición química del acero A-36-

Verificar características micro estructurales del Acero A-

36(Microestructura y Tamaño de Grano)

Evaluar propiedades mecánicas del Acero A-36 (Dureza, Tracción,

Impacto).

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FASE III

EJECUCIÓN DEL PROYECTO

Desarrollo de las Actividades:

Para optar por el Acero A-36, se elaboró una carta dirigida a la empresa

MINSA S.A, Exponiendo la necesidad de dicho acero el cual es un requisito

indispensable para la ejecución de nuestro proyecto de grado.

En efecto nos dirigimos a la Empresa haciendo entrega directamente de la

carta de solicitud al Ingeniero Fabio Noli, dueño y encargado de la dirección y

producción de dicha empresa, certificando su apoyo y colaboración otorgando el

material solicitado: La cual fueron 2 láminas de Acero A-36, 1 Lámina de 50X50

cm con 5mm de espesor para el corte se utilizó una cizalla industrial, (Ver anexo 3

y 4) y 1 lámina de 40X40 cm con 10 mm de espesor.

Elaborar las Probetas de Ensayo de Tracción e Impacto.

Para la elaboración de las probetas, se realizaron consultas bibliográficas y

NORMAS COVENIN 299-89-Materiales Metálicos- Ensayo de Tracción,

NORMAS COVENIN 439-78-Materiales Metálicos-Ensayo de Impacto, para el

tamaño, forma y dimensiones tanto de las probetas de ensayo, metalografía,

dureza, tracción e impacto.

Ensayo de Impacto.

Para las probetas de impacto se solicitó al Departamento de Materiales el

apoyo por parte del Departamento de Mecánica donde se redactó una carta

solicitando su colaboración en cuanto al corte y preparación de las probetas de

Impacto, ya que en dicho departamento cuentan con los instrumentos mecánicos:

torno, fresadoras y otros utensilios de mecanizados, manipulados por especialistas

en el área de fabricación.

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Para las probetas de impacto se basó en utilizar ensayo tipo Charpy de

sección cuadrada y la entalla en V en el centro como lo indica la Norma

COVENIN 439-78 (Ver anexo5)

Fuentes: NORMA COVENIN 439-78

Probetas de Tracción.

En cuanto a las probetas de Tracción nos dirigimos al Departamento de

Materiales quien realizo una carta dirigida al Ciudadano: C.A. Edgar Parra Duque.

Director de la Unidad Naval Coordinadora de los Servicios de Carenado de la

Armada (UCOCAR) con la finalidad de solicitar toda la colaboración posible en

cuanto a realizar 10 probetas para ensayos de Tracción, con dimensiones

especificas según la Norma COVENIN 299-89 ya que es el método que se utiliza

en materiales metálicos. De acuerdo a las Normas las probetas pueden ser

cilíndricas o planas, usualmente tienen una parte recta llamada longitud de la

sección reducida, una forma de longitud de agarre y una zona curva llamada radio

de curvatura. (Ver anexo 6).

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Page 16: Mi Querido Proyecto Autoguardado

Fuentes: NORMA COVENIN 299-89

Tabla Nro.1 Cantidad de Probetas fabricadas de Impacto y Tracción.

Tipos de Ensayos

Normalizado Normalizado Normalizado Total

Metalografía 1 1Dureza 1 1Análisis Químico

1 1

Impacto 2 2 2 6Tracción 2 2 2 6

15Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)

Para el estudio de Metalografía y análisis micro estructural de la muestra de Acero A-36

La metalografía es una herramienta muy utilizada en ciencia de los

materiales que permite estudiar y caracterizar diferentes materiales con ayuda de

distintas técnicas realizadas en laboratorio que se inicia desde la preparación de la

muestra con procesos de desbaste y pulido hasta la realización de un ataque

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químico para revelar y observar con un microscopio los micro constituyentes del

material que posteriormente servirán para un análisis e interpretación de los

mismos

Muestra a utilizar

Para la preparación metalográfica se tomó una de las probetas de impacto,

la cual fueron elaboradas en el taller de Mecánica del Instituto Universitario de

Tecnología de Puerto Cabello. (Ver Anexo 7)

Desbaste y Pulido

Se procedió a la preparación metalográfica, la cual consiste en obtener una

superficie plana y semi-pulida, mediante el empleo de papeles de esmeril de

granulometría de finura del grano creciente. Utilizando lijas de 80,120, para el

desbaste grueso, 240,320 para el desbaste intermedio y 400,600 para el desbaste

fino.

Al terminar con el pulido grueso y fino sobre provistos de paños. El pulido

grueso se realizó en un paño de lona, utilizando como abrasivo Alúmina de 1.0

Micra y para pulidos finos con un paño de terciopelo, utilizando como abrasivo

Alúmina de 0.05 Micra. Ambas etapas se realizaron utilizando equipos del

Instituto Universitario de Tecnología de Puerto Cabello (Ver Anexo 8)

Seguidamente se procedió a realizar el ataque químico donde se utilizó Nital al

3%, para el Acero estructural A-36, posteriormente se observó con un

microscopio metalúrgico, para determinar su micro estructura. (Ver Anexo 9 y

Tabla Nro.2)

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Page 18: Mi Querido Proyecto Autoguardado

Tabla Nro.2 Acero ASTM A- 36 Normalizado

Composición Química

Mn/% Cr/% Mo/% Ni/% C/% Cu/% S/% Al/% P/% Si/%0,69 0,01 0,04 0,001 0,36 0,11 0,001 0,06 0,001 0,014

Reactivo Tamaño de Grano

DurezaHRA

Nital al 3%7 45,2

Microestructura

Ferrita y Perlita

Perlita Ferrita

Aumento 100XFuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)

Analizando la tabla Nro.2 del acero A-36, Estado de entrega Normalizado, es el

tipo más común de acero utilizado en la construcción, la manufactura y muchas

otras industrias. De los aceros al carbono, el acero ASTM A-36 es una de las

variedades más comunes en parte debido a su bajo costo. Ofrece una excelente

resistencia y fuerza para un acero bajo en carbono y aleación. Es ampliamente

recomendable para diseñar y construir estructuras Contiene 0,18 por ciento de

carbono, 0,2 % de cobre y entre 0,8 y 0,9 % de manganeso para aumentar la

fuerza y la resistencia. Tiene fósforo (0,04%máximo).

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Page 19: Mi Querido Proyecto Autoguardado

Verificar los Ensayos de Dureza mediante la aplicación de un Ensayo Rockwell.

Se realizó un ensayo de dureza Rockwell A, el cual utiliza un identador de

cono de diamante con una carga de 60Kg. Y un Durómetro Macromet. (Ver

Anexo 10 y Tabla Nro.3)

Tabla Nº 3 Resultados del Durómetro

Muestra: Acero ASTM A-36

Valores Obtenidos en el

Durómetro

Promedio Escala Carga Kilos

Tipo de Identador

45,2 45,4 45,2 45 A 60Cono de

Diamante

Cantidad de Impresiones

3

Fuentes: González Y, Padrino González J. (2014)

Cabe destacar, que según anexos bibliográficos y revisión en catálogos

este acero tiene una dureza aproximadamente de HRA. Lo cual concuerda con los

valores obtenidos en el ensayo que se realizó en el Laboratorio de Metalurgia

Mecánica del IUT.P.C.

Verificar los Elementos Químicos presentes en la muestra.

El análisis químico se realizó con un corte de la muestra del acero A-36, el

cual fue cortado en el taller de Mecánica del IUTPC, dicho análisis fue realizado

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por la Empresa Fundiciones Yaracuy (Funyara) con un equipo de Espectrometría

(Ver anexo 11 y 12 Tabla Nro.4).

Tabla Nro.4

Duración de la medición: 10,1s

Símbolo Mn/%

Cr/% Mo/% Ni/%

C/% Cu/% S/% Al/% P/% Si/%

1 0,69 0,01 0,04 0,001 0,36 0,11 0,001 0,06 0,001 0,014

El A-36 es un acero de bajo carbono con muy pocas aleaciones. Su

composición química es de 0,36% de carbono, 0,69% de manganeso, 0,11% de

cobre, 0,001% de fósforo y 0,001% de azufre, mientras que el resto es hierro. El

manganeso y el cobre le dan al acero la resistencia y la dureza, mientras que los

rastros de fósforo y azufre son impurezas que se mantienen al mínimo posible, ya

que pueden hacer que el acero resulte frágil si su porcentaje es demasiado alto.

Ensayo de Impacto.

Es una prueba mecánica realizada sobre una probeta normalizada de un

material determinado, en este caso acero A-36, que consiste en someterla a una

fuerza de impacto para observar la energía que absorbe al romperse o al

deformarse.

Los ensayos de impacto se realizaron en una máquina Charpy, este ensayo

consiste en romper de un solo golpe con un péndulo normalizado, una probeta

entallada en el centro y simplemente apoyada en sus extremos. (Ver Anexo13)

Las probetas utilizadas fueron del tipo Charpy con entalla en V, los

ensayos se realizaron a temperatura ambiente, de acuerdo al procedimiento

descrito en la Norma COVENIN 439-78

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Page 21: Mi Querido Proyecto Autoguardado

Para realizar el ensayo se coloca en cero la escala de la máquina, antes se

realiza una prueba en blanco para corregir cualquier error que pueda afectar el

resultado del ensayo donde se recomienda utilizar una matriz para la colocación

de la probeta.

Para este ensayo Charpy se colocó la probeta sobre soportes, coincidiendo

el plano de simetría de la entalla con el plano medio de la distancia entre ellos

(tolerancia de ±0.05mm), de forma tal que el impacto se efectuó en la cara opuesta

al entalle y sobre el plano de simetría que lo contiene.( Ver Anexo 14 y 15 –Tabla

Nro.4)

Tabla Nro.4 Resultados obtenidos en el Ensayo de Impacto.

Resultados de Impacto Charpy

Tipo de Acero

Nro. De Muestra

Energía Absorbida

Temperatura(Ambiente)

Aspecto Muestra

ASTMA-36

1 122 Joule 38° C20% Frágil80% Dúctil

2 107 Joule 37° C40% Frágil60% Dúctil

394 Joule 36° C

60% Frágil40% Dúctil

Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)

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Page 22: Mi Querido Proyecto Autoguardado

Gráfica Nro.1 Grafica de Transición del Ensayo de Impacto.

35.5 36 36.5 37 37.5 38 38.50

20

40

60

80

100

120

140

Energia Absorbida-Temperatura

Temperatura

En

ergí

a A

bso

rbid

a

Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)

En base a los resultados obtenidos en la Gráfica de la curva de transición, nos indica que

a medida que aumenta la temperatura, el material se comporta más Dúctil, resultando ser

un material factible para la fabricación de las patas para taras de gandolas, ya que en

nuestro país Venezuela, la temperatura ambiente oscila entre 36ºC a 42ºC.

Un acero de 0.1%. De carbono es cuatro veces más dúctil que otro con 1% de carbono y

dos veces más que un tercero con 0.5% de carbono. En esta gráfica, a la ductilidad se le

expresa como un porcentaje. Se entiende que los aceros de bajo carbono tienen menos del

0.25% de carbono en su aleación.

Según Gerdau Daza en su Tercera Edición Palabra de Acero(2.000)

Los aceros al Carbono comunes, simplemente laminados y sin ningún tratamiento térmico,

son plenamente satisfactorios y constituyen un porcentaje considerable dentro de los

aceros estructurales.

En otras aplicaciones, se exige una relación resistencia/peso más satisfactoria. Es el

caso de la industria del transporte, en donde el equipo utilizado –camiones, buses, equipo

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Page 23: Mi Querido Proyecto Autoguardado

Ferroviario, naval, etc.- debido a las condiciones propias del servicio, debe caracterizarse

por un peso relativamente bajo y una alta resistencia. Esta condición es fundamental ya

que estas estructuras están sujetas a esfuerzos e impactos severos, además de una

resistencia a la corrosión adecuada.

Para todas estas aplicaciones, los aceros indicados son los de baja aleación, más conocidos

como los de “alta resistencia y baja aleación.

Ensayo de Tracción.

La versatilidad del ensayo de tracción radica en el hecho de que permite medir al mismo

tiempo, tanto la ductilidad, como la resistencia. El valor de resistencia es directamente

utilizado en todo lo que se refiere al diseño. Los datos relativos a la ductilidad, proveen

una buena medida de los límites hasta los cuales se puede llegar a deformar el acero en

cuestión, sin llegar a la rotura del mismo.

El ensayo de tracción fue realizado mediante una Maquina Universal de Ensayo de

Tracción marca METROCOM, en el laboratorio de Mecánica Metalúrgica ubicado en las

instalaciones del Instituto Universitario de Tecnología de Puerto Cabello (IUTP.C), Que

provoco la deformación de las probetas de acero A- 36, a la cual se le aplicó una carga

progresiva en sentido axial. (Ver anexo 16).

Esta Máquina universal para ensayos de tracción cuenta con cargas máximas de 300 KN.

Gracias a su programa adjunto, los datos registrados son procesados y aparecen en tiempo

real en la pantalla, expresados en diagramas carga/alargamiento carga/deformación.

Además es posible memorizar los resultados de cada ensayo para certificar los productos y

determinar los valores estadísticos. Este equipo cuenta con dos mordazas, las cuales

permiten el agarre de las probetas, sosteniéndola por ambos extremos para evitar que la

misma se suelte sometiendo la muestra a tensión progresiva donde la carga provoca que la

probeta se alargara en longitud y adelgazara en sección (estricción) de un modo progresivo

hasta que alcanzo la fractura de la pieza y en la cual la rotura se produjo en la zona central

de la probeta. (Ver Anexo 17).

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Sin dejar de mencionar para el ensayo de tracción se usó probetas tipo H,

según la norma COVENIN 299-89 se tomó en cuenta lo siguiente:

Notas:

1. La dimensión “e” es el espesor de la probeta tal como se indica en las

especificaciones del material.

2. Los bordes de la sección reducida serán paralelos entre sí. Con una

tolerancia de ±0,3mm. Dicha sección puede tener un adelgazamiento gradual,

desde los extremos al centro, con los extremos no mayores de 0,3mm en ancho,

con respecto al centro.

3. Los extremos de la probeta serán simétricos con respecto a la línea central

de la sección reducida con una tolerancia de 2,5m.

Tabla Nro.5 Datos Tabulados del Ensayo de Tracción

Acero A 36

Datos Iniciales Datos Finales

L0=2”→5,08 cm Lf=7,24

Espesor0=0,5 cm Espesorf=0,25 cm

Ancho0=3,8 cm Anchof=2,6 cm

Pmax=4.750 Kg f Prupt=4.800 Kgf

Datos del Equipo= Pmax=30.000Kgf

Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)

Dónde:

L0= Longitud Inicial

Lf= Longitud Final

Pmax=Carga Maxima

Prupt= Carga de Ruptura

24

Page 25: Mi Querido Proyecto Autoguardado

Tabla Nro.6 Resultados Tabulados del Ensayo de Tracción

Acero A 36

σMax= 2.500 Kgf

A0= 1,9 cm2

е= 0,42

Af= 0,65 cm2

% e = 42%

Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014

Dónde:

σMax= Esfuerzo Máximo

A0= Área Inicial

Af= Area Final

e = Deformación

% e = % de Deformación

25

Page 26: Mi Querido Proyecto Autoguardado

Gráfica Nro.2 Resultados Ensayo de Tracción-Esfuerzo Vs Deformación

Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)

26

Page 27: Mi Querido Proyecto Autoguardado

De acuerdo a los resultados obtenidos en la gráfica de Esfuerzo

Deformación del Ensayo de Impacto la mayoría de las propiedades de los aceros

que son de interés para los ingenieros se pueden obtener directamente de sus

curvas de esfuerzo deformación. Tales características importantes como el límite

elástico proporcional, el punto de fluencia, la resistencia, la ductilidad y las

propiedades. En el ensayo realizado a las probetas de Acero A-36 indicó que el

material es más dúctil que frágil, indicando que si es factible para la realización

del material deseado.

En términos de sus propiedades mecánicas, el acero A-36 está diseñado

para ser resistente y fuerte. Según Ryan Crooks “Tiene una resistencia máxima a

la tracción (la cantidad de presión que se necesita para deformar el material) de

58.000 a 79.800 libras por pulgada cuadrada (psi) (10.355 a 14.247 kg/cm2). El

límite de elasticidad, o la cantidad de presión que se necesita para doblar el acero

hasta el punto en que no retorne a su forma original, son de 36.300 psi (6.481

kg/cm2). El alargamiento, o la cantidad de estiramiento del acero es capaz de

resistir sin romperse, es del 20%.”

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Page 28: Mi Querido Proyecto Autoguardado

FASE IV

EVALUACION

En este trabajo de Investigación se desarrollaron diferentes procesos donde

se manifestó que el acero A- 36 se caracteriza para la fabricación de patas para

taras de gandolas al revelar su composición química, metalografía, ensayo de

impacto, ensayo de tracción, permitiendo extraer los suficientes datos para

determinar la resistencia del material.

Por cada uno de los ensayos realizados, se especificó, las normas que

fueron aplicadas, así como también y de manera detallada, los diferentes

procedimientos para la elaboración de las probetas y los pasos a seguir en cada

ensayo.

Reflexión de los investigadores:

Según James Croxon(1998)”Las aplicaciones comunes del acero

estructural A-36 es en la construcción, y moldeado en perfiles y láminas, usadas

en edificios e instalaciones industriales; cables para puentes colgantes, atirantados

y concreto reforzado; varillas y mallas electro soldada para el concreto reforzado;

láminas plegadas usadas para techos y pisos, siendo de gran resistencia.”

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Page 29: Mi Querido Proyecto Autoguardado

CONCLUSIONES.

- Según resultados del análisis químico el cual fue realizado en la Empresa

Fundaciones Yaracuy (FUNYARA), El A-36 es un acero de bajo carbono con

muy pocas aleaciones y con alto porcentaje de hierro el cual ofrece una excelente

resistencia y fuerza para un acero bajo en carbono y aleación.

- Al verificar la muestra de Acero A-36 en el microscopio metalúrgico, se pudo

observar que su microestructura está formada por Perlita y Ferrita, con un

tamaño de grano creciente Nro. 7, lo cual lo hace un material Dúctil y

resistente.

- Al evaluar las propiedades mecánicas del Acero A-36 Dureza, Tracción e

Impacto se pudo constatar que dicho Acero de baja aleación tiene una Dureza

aproximada de 40 ± 45 Rockwell A, con buena ductilidad y resistencia a la

fractura.

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Page 30: Mi Querido Proyecto Autoguardado

RECOMENDACIONES

Se debe realizar los ensayos con probetas mecanizadas con una alta

calidad, ya que esto influye en los resultados finales.

Seguir los procedimientos específicos que indican las Normas para los

respectivos Ensayos mecánicos y metalográficos para no dañar para no

dañar el material y alcanzar resultados confiables.

Se debe realizar verificación y calibración de los equipos de laboratorio

puesto que esto implica obtener resultados confiables y valederos que

sirvan para un mejor análisis de los resultados.

Realizar una renovación de los equipos de laboratorio en especial el de

Laboratorio de Metalurgia con el fin de obtener una información más

detallada del material sin tener la necesidad de acudir a otras instituciones

o empresas.

Al cortar las probetas se debe utilizar refrigerantes y equipos que no

permitan que altere la microestructura del material.

30

Page 31: Mi Querido Proyecto Autoguardado

REFERENCIAS.

Askeland Donald R (2004).-Ciencia e Ingeniería de los Materiales-4ta Edición-Thomson-

Callister William-(1996.) Introducción A La Ciencia E Ingeniería De Los Materiales- Caracas- Edición Reverte-

NORMA VENEZOLANA COVENIN- 439-78-Ensayo de Impacto para Materiales Metálicos.

NORMA VENEZOLANA COVENIN-299-(1989) Ensayo de Tracción para Materiales Metálicos.1ra Revisión.

Smith William-(1998) Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de los Materiales-3 Edición McGraw Hill-

Villegas Ysaias – (1996) Fundamentos Teóricos- Prácticos del Laboratorio de Metalurgia Mecánica.

http://www.ehowenespanol.com/especificaciones-del-acero-a36-info_138559/

31

Page 32: Mi Querido Proyecto Autoguardado

ANEXOS

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Page 33: Mi Querido Proyecto Autoguardado

ANEXO: 1 Cálculos para el Ensayo de Tracción:

σMax=PmaxA 0 A0=Ancho X Espesor

A0=3,8 cm2 x 0,5cm2

A0=1,9 cm2

σMax=4.750Kg f

1,9c m2 =2.500Kgf

Una vez obtenido el esfuerzo máximo, se dividió esa cantidad por el numero en

centímetros que hay desde el punto máximo hasta la intersección de los ejes para

obtener la escala en el eje Y=2.500

10=250, lo que significa que cada centímetro

equivale a 250 kgcm de esfuerzo

En el eje X se calculó la deformación de la siguiente forma:

e =Lf−L0Lo = e=

7,24cm−5,08cm5,08 e=0,42 cm

Se Observa que el 5,08 de la longitud inicial son las dos pulgadas convertidas en

centímetros.

La cantidad de deformación se dividió por el número de centímetros en el eje X y

se consiguió la escala de ese eje: 0,4210

= 0,042, lo que indicó que la probeta se

deformó en 0,042 por cada centímetro de longitud.

Con todo lo hecho hasta ese dato se tiene Esfuerzo Vs Deformación.

Para calcular el esfuerzo de fluencia se realizó mediante el 0,2%(establece la

NORMA ASTM) de la deformación total: 0,2% x 0,42=0,084, ubicando este valor

33

Page 34: Mi Querido Proyecto Autoguardado

en el eje X y se trazó una paralela a la recta de la curva y donde corto la curva, allí

se encontró el esfuerzo de fluencia, delimitando elástica, siendo la zona plástica el

área restante debajo de la curva.

Para calcular el porcentaje de deformación, se realizó así:

% e = Lf−L0L0 x 100=

7,24cm−5,08cm5,08cm x 100e=42%

La ductilidad se calculó de la siguiente manera:

% A=A 0−AfA 0

X100 Af=Ancho f X Espesor f

% A= 1,9C m2−0,65cm2

1,9cm2 x 100 Af=2,6 cm X 0,25 cm

% A=65,78% Af=0,65cm2

Es decir que redujo un 65,78% de área inicial para fracturar, lo que indica que el

material es Dúctil.

Anexo Nro.2

Calculó de la Dureza mediante la siguiente fórmula:

HRA X¿ X 1+X 2+X 3N

X=45,2+45,4+45,2

3=45,26

HRA=X

Dónde:

X= Valor de Dureza obtenido en cada impresión.

N= Número de veces que fue aplicado el ensayo.

Anexo Nro.3 Cortadora Industrial

34

Page 35: Mi Querido Proyecto Autoguardado

Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)

Anexo Nro.4 Cizalla Industrial

Fuentes:

González Y, Padrino J, González J. (2014)

35

Page 36: Mi Querido Proyecto Autoguardado

Anexo Nro.5 Probetas para el Ensayo de Impacto

Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)

Anexo Nro.6 Probetas para el Ensayo de Tracción

Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)

36

Page 37: Mi Querido Proyecto Autoguardado

Anexo Nro.7 Probeta de Impacto

Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)

Anexo Nro.8 Pulidoras automáticas marca Buehler LTD, pulido grueso y fino.

Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)

37

Page 38: Mi Querido Proyecto Autoguardado

Anexo Nro.9 Microscopio de Metalografía.

Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)

Anexo Nro.10 Durómetro Macromet

Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)

Anexo Nro.11 Equipo de Espectrometría

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Page 39: Mi Querido Proyecto Autoguardado

Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)

Anexo Nro.12 Muestra Analizada por equipo de Espectrometría

Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)

Anexo Nro.13 Esquema de Ensayo de Impacto Charpy

39

Page 40: Mi Querido Proyecto Autoguardado

Fuente:

Anexo Nro.14 Equipo de Ensayo de Impacto Charpy

Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)

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Page 41: Mi Querido Proyecto Autoguardado

Anexo Nro.15 Equipo Universal de Ensayo de Tracción.

Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)

Anexo Nro.16

Probeta antes y después de la fractura

Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)

Anexo Nro. 17

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Page 42: Mi Querido Proyecto Autoguardado

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