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8/17/2019 tecnologia aceros

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INTRODUCCIÓN

Esta sección está dedicada al análisis de los aceros. Comprobaremos el comportamiento del acero sometido a solicitaciones distintas, el de mayor % de C,debido a ss caracter!sticas soporta tensiones más ele"adas en los distintos tipos deensayos #Ensayo de Tracción, Compresión, $leión y Corte& y además tiene,inddablemente, de'ormaciones menores (e s similar. )a dre*a "a enincremento con +l %. ometido a -randes de'ormaciones estáticas #Ensayo de ple-ado&, no ay -randes discrepancias ya (e la di'erencia de % de C de sestrctra no es -rande como para ablar de n material d/ctil y otro 'rá-il, pero si, laora de e"alar la ener-!a necesaria para prodcir la rptra #Ensayo de Impacto& los "alores son mayores para el material más tena* como el de menor % de C. En lasolicitación dinámica #Ensayo de $ati-a& el acero 0E 1234 soportar más n/mero deciclos (e el 0E 1214 a/n con tensiones más ele"adas. El traba5o esta completadocon n 0nálisis 6!mico completo y n Eamen 7etalo-rá'ico para saber con certe*acon (e materiales traba5amos.

Tabla $8 propiedades de los principales metales

$ente9 0II:0E TER7INO)O;


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@. Acero de mediano carbono9 0cero al carbono (e contiene entre 2.8 y 2.4%de carbono.

A. Acero inoxidable9 Tipo de acero (e contiene más del 14% de cromo y demestra ecelente resistencia a la corrosión.

B. Acero para herramientas9 Tipo de acero dise=ado con alta resistencia al des-aste, tenacidad y 'er*a.

. Aluminio: 7etal plateado claro (e es blando, li-ero y tiene alta relaciónresistencia:peso.

12. Cobre9 7etal ro5i*o (e es my d/ctil, condce calor y electricidad y esresistente a la corrosión. El cobre es a mendo tili*ado para acer cables deelectricidad.

11. Composición química: Combinación de materiales a ni"el atómico.1>. Cromo: 7etal brillante, dro y de color -ris tili*ado en aleaciones

'errosas para a=adir dre*a y Resistencia al des-aste al acero.18. Designaciones AIS I-SA: )a clasi'icación más com/n en los Estados

Unidos para los aceros al carbono y aceros de 0leación.13. Ductibilidad: Capacidad del metal para ser laminado, estirado o 'ormado sin

(ebrarse.14. Dure!a: Capacidad del metal para resistir a la penetración.1@. lemento de aleación: Elemento (e es intencionalmente a=adido al metal

con el 'in de cambiar ss propiedades.1A. "rado: 0si-nación nm+rica (e describe los contenidos de n metal de

aleación.1B. #orno de arco el$ctrico: Tipo de orno (e se tili*a drante el proceso de

siderr-ia y (e emite car-as el+ctricas entre los electrodos para (emar lame*cla de arrabio y otros materiales con el 'in de prodcir acero.

1. Impure!as: stancias incon"enientes (e redcen la calidad del material.>2. %etal es no &errosos: 7etal (e no contiene de manera intencional 'ierro.>1. 'esistencia a la corrosión: Capacidad del metal para resistir el deterioro

casado por s eposición al medio ambiente>>. (emplabilidad: Capacidad del metal para ser templado mediante n procesonormal de tratamiento t+rmico.

>8. (ratamiento t$rmico: ?roceso de traba5os en caliente y en 'r!o (e se tili*a para cambiar la estrctra del metal y alterar ss propiedades mecánicas

>3. )ni&ied *umbering S+stem: istema com/n de clasi'icación (e se tili*atanto para los metales 'errosos como los no 'errosos.

8. C)0I$IC0CIÓNDE )O 0CERO

)os aceros se clasi'ican de acerdo a ss propiedades '!sicas y (!micas, eistendi'erentes normas internacionales pero las más reconocidas y tili*adas

mndialmente son 0E, 0T 7, UNE, IR07, 0? I, et c. "+ase Ensayos tabla $ 1:1Clasi'icación de los aceros, $ >:> aplicaciones se-/n la clasi'icación y $ 8 :8clasi'icación se-/n la norma UNE.

)a clasi'icación está basada en el9F Tratamiento t+rmicoF Calentado a G C F En'riado a G CF Re"enido a G C F ?ropiedades '!sicasF )!mite de rotraF )!mite de 'lenciaF 0lar-amientoF Estricción


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F NG de dre*a brinell F EstadoF Composición (!mica

)as denominaciones dependen del tipo de elemento o acabo de la materia tbos,barras, etc..)os principales prodctos representantes de los materiales metálicos son9

F $ndición de ierro -risF Hierro maleableF 0cerosF $ndición de ierro blanco

temperatra de 'sión "a desde los 18@2 G C asta los 13>4 G C y no de ss principales problemas es la corrosión.

3. ?RO?IED0DE DE )O 0CERO

)as principales propiedades de los materiales inclyen densidad, presión de "apor,epansión t+rmica, condcti"idad t+rmica, propiedades el+ctricas y ma-n+ticas, as! como las propiedades de in-enier!a.

En los procesos de man'actra son de -ran importancia las propiedades dein-enier!a, de las (e destacan las si-ientes9F Resistencia a la tensiónF Resistencia a la compresiónF Resistencia a la torsiónF Dctilidad F ?reba al impacto o de drabilidad

F Dre*a

Cada na de las propiedades antes se=aladas re(iere de n análisis espec!'ico y detallado, lo (e se da en asi-natras como las de resistencia de materiales I y II. En este cap!tlo sólo se presentan al-nas de ss principales caracter!sticas

,os ensa+os de laboratorio para determinar estas características son:

uímico: Determinar la composición de los materiales.structuras: Cristales9 Determinar la cristali*ación, se reali*a mediante nmicroscopio electrónico. 7icroscópicos9 Determinar el -rano. 7acroscópicos9Determinar la 'ibra($rmicos:

?ntos de 'sión. ?ntos cr!ticos. Constityentes Ensayos destrcti"os9 E.D.

Ensayos de propiedades mecánicas9stticos:

Dre*as Tracción Compresión Ci*alladra $leión

?andeo $lencia


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Dinmicos: Resistencia al co(e Des-aste $ati-a

nsa+os tecnológicos9 Determ. El comportamiento de los materiales ante

operaciones indstriales9 Doblado, ? le-ado, $or5a, Embtición, oldadra, )aminación, etc. Ensayos No destrcti"os9 ?or orden de importancia Rayos . Rayos ;amma9 e sa n isótopo reacti"o, so de radio-ra'!as. Ultrasonidos. ?art!clas ma-n+ticas. e )!(idos penetrantes. ' Corrientes Indcidas. 7a-n+ticos. ónicos9 Es el más tili*ado, n mat. in -rietas tiene n sonido a-doJ si

el material tiene -rietas el sonido es más -ra"e.

4. REITENCI00 )0 TENIÓN e determina por el estirado de los dos etremos de na probeta con dimensiones per'ectamente Determinadas y con marcas pre"iamente ecas.

0l aplicar 'er*a en los dos etremos se mide la de'ormación relacionándola con la'er*a aplicada asta (e la probeta rebasa s l!mite de de'ormación elásticay se de'orma permanentemente o se rompe.)os resltados de las prebas de resistencia a la tensión se plasman en series decr"as (e describen el comportamiento de los materiales al ser estirados.Karias de las caracter!sticas de in-enier!a se proporcionan con relación a laresistencia a la tensión. 0s! en al-nas ocasiones se tienen re'erencias como las

si-ientes9

)a resistencia al corte de n material es -eneralmente el 42% del es'er*o a latensión.

)a resistencia a la torsión es alrededor del A4% de la resistencia a la tensión. )a resistencia a la compresión de materiales relati"amente 'rá-iles es de tres o

Catro "eces la resistencia a la tensión.

En los si-ientes dia-ramas se mestran al-nos de los procedimientos comnes para aplicar las prebas de resistencia al corte, la compresión, la 'ati-a o drabilidad,el impacto, la torsión y de dre*a.


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$i-ra 'B Dib5os es(emáticos de los m+todos sados para determinar propiedades

del acero@. $)EIÓN

El es'er*o de 'leión pro o simple se obtiene cando se aplican sobre n cerpo pares de 'er*a perpendiclares a s e5e lon-itdinal, de modo (e pro"o(en el -iro de las secciones trans"ersales con respecto a los inmediatos. in embar-o y por comodidad para reali*ar el ensayo de los distintos materiales ba5o la acción deeste es'er*o se emplea -eneralmente a las mismas comportándose como "i-assimplemente apoyadas, con la car-a concentrada en n pnto medio 'leión practica ordinaria.

En estas condiciones además de prodcirse el momento de 'leión re(erido, se

sperpone al n es'er*o cortante, cya in'lencia en el cálclo de la resistencia del material "aria con la distancia entre apoyos, debido a (e mientras los momentos'lectores amentan o disminyen con esta, los es'er*os cortantes se mantienenconstantes, como pede comprobarse 'ácilmente en la 'i-ra, por lo (e será tantomenor s in'lencia canto mayor sea la l* entre apoyos.

Es por esta ra*ón (e la distancia entre los soportes de la probeta se annormali*ado con"enientemente en 'nción de la altra o diámetro de la misma, pdiendo aceptar entonces (e la acción del es'er*o de corte reslta prácticamentedespreciable. ? ara ensayos más precisos la aplicación de la car-a se ace por intermedio de dos 'er*as con lo (e se lo-ra L 'leión praM.

$i-ra ' ?robeta sometida a 'leión $ente9 )aboratorio de la E. E. T.

A. DURE0?or lo re-lar se obtiene por medio del m+todo denominado resistencia a la penetración, la cal consiste en medir la marca prodcida por n penetrador


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con caracter!sticas per'ectamente de'inidas y na car-a tambi+n de'inidaJ entremás pro'nda es la marca -enerada por el penetrador de menor dre*a es el material.Eisten "arias escalas de dre*a, estas dependen del tipo de penetradores (e setili*an y las normas (e se apli(en. )as principales prebas de dre*a sonRocPQell, rinell y KicPers.)as dos primeras tili*an penetradores con car-as para -enerar marcas en losmetales a probar, posteriormente se mide la pro'ndidad de las marcas. En al-nas pblicaciones se considera a la preba RocPQell como la preba del sistema in-l+s y a la rinell como la del sistema m+trico. obser"e las tablas Ensayos $8:8 de relaciónde dre*as.)a dre*a KicPers se lo-ra por medio de na preba denominada el m+todoEscleroscópico ore en el (e consiste en de5ar caer n martinete de diamante de>,8 -, sobre el material a probar y medir la altra del rebote. 0 mayor rebote mayor será s dre*a.

$i-ra ' 12 Drómetro rinell y RocPQell : $ente9 )aboratorio de la E. E. T.

B. ?)E; 0DO

El ple-ado a temperatra ambiente es n ensayo tecnoló-ico deri"ado del de 'leión,se reali*a para determinar la dctilidad de los materiales metálicos de +l no seobtiene nin-/n "alor espec!'ico.Este ensayo es solicitado por las especi'icaciones en la recepción de aceros en barrasy per'iles, para la comprobación de la tenacidad de los mismos y desp+s deaber sido sometido al tratamiento t+rmico de recocido. El material se coloca entrelos soportes cil!ndricos, aplicando la car-a lentamente asta obtener el án-lo de ple-ado especi'icado para el mismo, o bien cando se obser"a la aparición de las primeras 'isras en la cara in'erior o la sometida a tracción.

$i-ra ' 11?robeta sometida a ple-ado : $ente9 )aboratorio de la E. E. T.

. CORTE El ensayo de corte tiene poca aplicación práctica, pes no permite dedcir de +l al-nas de las caracter!sticas mecánicas de importancia del material (e se ensayaJes por ello (e rara "e* lo solicitan las especi'icaciones.


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$i-ra ' 1>Dispositi"o deensayo de corte$ente9 )aboratorio de laE. E. T.

$i-ra ' 18 ?robetas ensayadas a Corte : $ente9 )aboratorio de la E. E. T.

12. C HO6 UE En elementos sometidos a e'ectos eteriores instantáneos o "ariaciones brscas delas car-as, las (e peden aparecer circnstancialmente, s 'alla se prodce-eneralmente, al no aceptar de'ormaciones plásticas o por 'ra-ilidad, an ena(ellos metales considerados como d/ctiles. En estos casos es con"eniente anali*ar el comportamiento del material en eperiencias de co(e o impacto.

El ensayo de tracción estático nos da "alores correctos de la dctilidad de n metal,no reslta preciso para determinar s -rado de tenacidad o 'ra-ilidad, en condiciones

"ariables de traba5o.

)os ensayos de co(e determinan, pes, la 'ra-ilidad o capacidad de n material deabsorber car-as instantáneas, por el traba5o necesario para introdcir la 'ractra de la probeta de n solo Co(e, el (e se re'iere a la nidad de área, para obtener lo (ese denomina resiliencia. Este ne"o concept o, tampoco nos o'rece na propiedad de'inida del material, sino (e constitye n !ndice comparati"o de s plasticidad, conrespecto a las obtenidas en otros ensayos reali*ados en id+nticas condiciones, por lo(e se debe tener my en centa los distintos 'actores (e inciden sobre ella.Resmiendo diremos (e el ob5eto del ensayo de co(e es el de comprobar si nama(ina o estrctra 'allará por 'ra-ilidad ba5o las condiciones (e leimpone s empleo, my especialmente cando las pie*as eperimentan

concentración de tensiones, por cambios brscos de sección, ma(inadosincorrectos, 'ileteados, etc+tera, o bien "eri'icar el correcto tratamiento t+rmico del material ensayado

$i-ra ' 13 ?robeta CH0R?S lista para ensayar


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$ente9 )aboratorio de la E. E. T.

11. $0TI; 0En el estdio de los materiales en ser"icio, como componentes de ór-anos demá(inas o estrctras, debe tenerse en centa (e las solicitaciones predominantesa (e -eneralmente están sometidos no resltan estáticas ni casi estáticas, my por lo contrario en la mayor!a de los casos se encentran a'ectados a cambios detensiones, ya sean de tracción, compresión, 'leión o torsión, (e se repitensistemáticamente y (e prodcen la rotra del material para "alores de la mismaconsiderablemente menores (e las calcladas en ensayos estáticos.

Este tipo de rotra (e necesariamente se prodce en el tiempo, se denomina de'ati-a an(e es com/n identi'icarla como rotras por tensiones repetidas,tensiones (e peden actar indi"idalmente o combinadas.

1>. 0N)II DE) TI?O DE 0CERO E;N C0R0CTER


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