TEMA: ACERO

UNIVERSIDAD NACIONAL

“HERMILIO VALDIZÁN”

E.A.P: ARQUITECTURA

DOCENTE: ing. Marco Argandoña

ALUMNA: Roque Huayanay, Diana

CURSO: Concreto Armado

EL ACERO

Se entiende por acero a aleación de hierro y carbono, donde el carbono alcanza porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%.

El acero se obtiene  eliminando las impurezas del arrabio, producto de fundición de los altos hornos, y añadiendo después las cantidades adecuadas de carbono y otros elementos.

La fecha en que se descubrió la técnica de fundir el mineral de hierro no es conocida con exactitud. Los primeros artefactos encontrados por arqueólogos datan del año 3.000 A. de C. en Egipto. Sin embargo, los Griegos a través de un tratamiento térmico, endurecían armas de hierro hacia el 1.000 A. de C.

Los primeros artesanos en trabajar el hierro, producían aleaciones que hoy se clasificarían como hierro forjado, esto mediante una técnica que implicaba calentar una masa de mineral de hierro y carbón vegetal en un gran horno con tiro forzado, de esta manera se reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro metálico llena de una escoria de impurezas metálicas, junto con cenizas de carbón vegetal. Esta esponja de hierro se retiraba mientras permanecía incandescente, dándole fuertes golpes con pesados martillos para poder expulsar la escoria y soldar el hierro. Ocasionalmente esta técnica de fabricación, producía accidentalmente auténtico acero en lugar de hierros forjado

HISTORIA

A partir del siglo XIV el tamaño de los hornos para la fundición aumentó considerablemente, al igual que el tiro para forzar el paso de los gases de combustión para carga o mezcla de materias primas. En estos hornos de mayor tamaño el mineral de hierro de la parte superior del horno se reducía a hierro metálico y a continuación absorbía más carbono como resultado de los gases que lo atravesaban. El producto de estos hornos era el llamado arrabio, una aleación que funde a una temperatura menor que el acero o el hierro forjado. El arrabio se refinaba después para fabricar acero.

La actual producción de acero emplea altos hornos que son modelos perfeccionados de los usados antiguamente. El proceso de refinado del arrabio mediante chorros de aire se debe al inventor británico Henry Bessemer, que en 1855 desarrolló el horno o convertidor que lleva su nombre. Desde la década de 1960 funcionan varios mini hornos que emplean electricidad para producir acero a partir de chatarra. Sin embargo, las grandes instalaciones de altos hornos continúan siendo esenciales para producir acero a partir de mineral de hierro.

Actualmente los arquitectos realizan sus diseños contemplan el uso intensivo del acero, tratando de crear nuevas formas y lograr volúmenes a la vez caprichosos y funcionales. Más allá de la monumentalidad, en sus aplicaciones para la industria de la construcción el acero es un material cotidiano, versátil y amigable, que cada día encuentra nuevos y variados usos a partir del desarrollo de productos con propiedades mejoradas, acabados y formas diferentes, nuevas aleaciones y recubrimientos.

1. Acero al Carbono: Es aquel que tiene entre 0,1 y 1,9% de carbono en su contenido y no se le añade ningún otro material (otros metales).

2. Acero Aleado: Es aquel acero al que se le añaden otros metales para mejorar sus propiedades (vanadio, molibdeno, manganeso, silicio, cobre)

TIPOS DE ACERO

ESTRUCTURAL:

Partes de maquinas(ejes, engranajes, palancas), estructuras de edificios, chasis de automóviles, puentes, barcos. Aleación entre 0.25-6%

PARA HERRAMIENTAS:

Se emplean en herramientas para cortar y modelar metales (taladros, fresas).

ESPECIALES:

Aceros inoxidables con un contenido superior al 12% de cromo.

ACEROS ALEADOS

Es el material estructural más usado para construcción de estructuras en el mundo. Es fundamentalmente una aleación de hierro (mínimo 98 %)

Es un material usado para la construcción de estructuras, de gran resistencia, producido a partir de materiales muy abundantes en la naturaleza.

Entre sus ventajas está la gran resistencia a tensión y compresión y el costo razonable.

En Perú mayor uso como material estructural ha correspondido a las varillas usadas en el concreto reforzado y a los perfiles livianos usados en estructuras de techos

USOS Y VENTAJAS

Alta resistencia, homogeneidad en la calidad y fiabilidad de la misma, soldabilidad, ductilidad

Incombustible, pero a altas temperaturas sus propiedades mecánicas fundamentales se ven gravemente afectadas

Buena resistencia a la corrosión en condiciones normales.

PROPIEDADES Y CUALIDADES DEL ACERO ESTRUCTURAL

El acero estructural, según su forma, se clasifica en:

a. PERFILES ESTRUCTURALES: Los perfiles estructurales son piezas de acero laminado cuya sección transversal puede ser en forma de I, H, T, canal o ángulo.

b. BARRAS: Las barras de acero estructural son piezas de acero laminado, cuya sección transversal puede ser circular, hexagonal o cuadrada en todos los tamaños.

c. PLANCHAS: Las planchas de acero estructural son productos planos de acero laminado en caliente con anchos de 203 mm y 219 mm, y espesores mayores de 5,8 mm y mayores de 4,5 mm, respectivamente.

CLASIFICACION DEL ACERO ESTRUCTURAL

Alta resistencia mecánica: Al someterlos a esfuerzos de tracción y compresión y lo soportan por la contribución química que tienen los aceros.

Elasticidad: La elasticidad de los aceros es muy alta, en un ensayo de tracción del acero al estirarse antes de llegar a su límite elástico vuelve a su condición original.

CARACTERISTICAS DEL ACERO

Soldabilidad:  Es un material que se puede unir por medio de soldadura .

Forjabilidad: al darle martillazos se les puede dar cualquier forma deseada.

Trabajabilidad: Se pueden cortar y perforar a pesar de que es muy resistente y aun así siguen manteniendo su eficacia.

Ductilidad: es la capacidad de convertirse en hilos, por esfuerzo de tracción.

Tenacidad: es la resistencia a la rotura por tracción.

Flexibilidad: es la capacidad de doblarse y recuperarse al aplicarle un momento flector.

Resistencia: viene siendo el esfuerzo máximo que resiste un material antes de romperse.

Oxidación: Los aceros tienen una alta capacidad de oxidarse si se exponen al aire y al agua simultáneamente y se puede producir corrosión del material si se trata de agua salina.

Transmisor de calor y electricidad:  El acero es un alto transmisor de corriente y a su vez se debilita mucho a altas temperaturas.

ASTM Sociedad americana para las pruebas de materiales Acero ASTM A - 36 (NTC 1920): Es un acero estructural al carbono, utilizado en

construcción de estructuras metálicas, puentes, torres de energía, torres para comunicación y edificaciones remachadas, atornilladas o soldadas, herrajes eléctricos y señalización.

Acero ASTM A - 572 (NTC 1985): Es un acero de calidad estructural de alta resistencia y baja aleación Es empleado en la construcción de estructuras metálicas, puentes, torres de energía, torres para comunicación, herrajes eléctricos, señalización y edificaciones remachadas, atornilladas o soldadas.

CLASES DE ACEROS ESTRUCTURALES

Acero ASTM A - 242 (NTC 1950): Es un acero de alta resistencia y baja aleación (HSLA), para construcciones soldadas, remachadas o atornilladas, aplicado principalmente para estructuras

Acero ASTM A - 588 (NTC 2012): Es un acero de calidad estructural de alta resistencia y baja aleación (HSLA), empleado en la construcción de estructuras, puentes, torres de energía y edificaciones remachadas, atornilladas o soldadas.

Aceros al Carbono para uso de la Industria: Estos productos están dirigidos a la

industria para la fabricación de partes de aplicaciones metalmecánicas en procesos de calibración, forja y estampación.

Su densidad media es de 7850 kg/m3.

En función de la temperatura el acero se puede contraer, dilatar o fundir.

El punto de fusión (cambio de estado) del acero depende del tipo de aleación.

Es un material muy tenaz, especialmente en alguna de las aleaciones usadas para fabricar herramientas.

Relativamente dúctil. Con él se obtienen hilos delgados llamados alambres.

Es maleable. Se pueden obtener láminas delgadas llamadas hojalata.

Se puede soldar con facilidad.

La corrosión es la mayor desventaja de los aceros ya que el hierro se oxida con suma facilidad.

CARACTERISTICAS MECÁNICAS Y

TECNOLOGICAS

Al elevar la temperatura del acero, la ferrita y la perlita se transforman en austenita. que tiene la propiedad de disolver todo el carbono libre presente en el metal.

Cuanto mayor es el contenido en carbono de un acero, menor es la cantidad de ferrita y mayor la de perlita.

Si el acero se enfría despacio, la austenita vuelve a convertirse en ferrita y en perlita, pero si el enfriamiento es repentino, la austenita se convierte en martensita, de dureza similar a la ferrita, pero con carbono en disolución sólida.

Aluminio: se emplea como elemento de aleación en los aceros de nitruración.

Cobalto: muy endurecedor. Disminuye la templabilidad. Mejora la dureza en

caliente. Se usa en los aceros rápidos para herramientas.

Cromo: aumentar la dureza y la resistencia a la tracción de los

aceros, mejora la templabilidad, impide las deformaciones en el temple,

aumenta la resistencia al desgaste, la inoxidabilidad.

Molibdeno: Aumenta la profundidad de endurecimiento de acero, así como

su tenacidad. Los aceros inoxidables austeníticos contienen molibdeno para

mejorar la resistencia a la corrosión.

ELEMENTOS ALEENANTES DEL ACERO

Boro: logra aumentar la capacidad de endurecimiento cuando el acero está

totalmente desoxidado

Estaño: es el elemento que se utiliza para recubrir láminas muy delgadas de

acero que conforman la hojalata.

Nitrógeno: se agrega a algunos aceros para promover la formación de austenita.

Manganeso: se añade como elemento de adición para neutralizar la influencia

del azufre y del oxigeno, que siempre suelen contener los aceros cuando se

encuentran en estado líquido en los hornos durante los procesos de fabricación. Níquel: El níquel hace descender los puntos críticos y por ello los tratamientos

pueden hacerse a temperaturas ligeramente más bajas que la que corresponde a

los aceros ordinarios.

Plomo: el plomo no se combina con el acero, se encuentra en él en forma de pequeñísimos glóbulos, como si estuviese emulsionado, lo que favorece la fácil mecanización por arranque de viruta, (torneado, cepillado, taladrado, etc.) ya que el plomo es un buen lubricante de corte.

Silicio: Se usa como elemento desoxidante. Aumenta la resistencia de los aceros bajos en carbono.

Titanio: se usa para estabilizar y desoxidar el acero.

Tungsteno: también conocido como wolframio. Forma con el hierro carburos muy complejos estables y durísimos, soportando bien altas temperaturas

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

USOS DEL ACERO

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

Estructuras suspendidas: puentes, techos.

EL ACERO EN EL PERÚLos años cincuenta en el Perú estuvieron marcados por un periodo de crecimiento y estabilidad económica. La guerra de Corea elevó la demanda mundial por minerales como el cobre y el hierro. Asimismo, la industrialización del país fue uno de los objetivos del gobierno del presidente Manuel A. Odría, quien fundó varias empresas industriales estatales. En ese contexto, el Perú decide emprender el establecimiento de la primera empresa productora de acero del país, dando  el primer paso el 9 de mayo de 1956, con la creación de la Sociedad de Gestión de la Planta Siderúrgica de Chimbote y de la Central Hidroeléctrica del Cañón del Pato (SOGESA). Posteriormente, en abril de 1958, el presidente Manuel Prado Ugarteche inauguró la Planta Productora de Acero de Chimbote, conectando la llave que encendió el horno de la planta de hierro para ponerlo en operación. 

Por muchos años SIDERPERU operó como una empresa estatal, y luego de superadas las crisis económicas sucesivas de los años ochenta, el Perú emprendió una agresiva estrategia de privatización de las empresas que el Estado mantenía bajo su control. En el año 1996, el Estado peruano decide otorgar la buena pro al consorcio ACERCO S.A., que después se constituiría como Sider Corp. Sin embargo, unos años más tarde, el Estado sometió a la empresa a un nuevo proceso de privatización.

En la actualidad nuestro país no es ajeno a edificaciones modernas hechas con acero

Al igual que el concreto , el acero es un material que esta siendo usado con mayor frecuencia en los últimos años en la región de Huánuco.

EL ACERO EN HUÁNUCO

CONCLUSIONES

Se entiende por acero a aleación de hierro y carbono.

Al ser un material ferroso ; el hierro es su material predominante y el carbono esta presente en valores que oscilan entre el 0,03 y el 1,76% . Pero para mejorar sus propiedades químicas, mecánicas y eléctricas se le adicionan algunos de estos elementos.

En la construcción actual el acero es el material de mayor importancia; sin su presencia no se concibe ningún edificio moderno

Es un material usado para la construcción de estructuras, de gran resistencia, producido a partir de materiales muy abundantes en la naturaleza.

En el país y la región el acero es usada muy frecuentemente en las edificaciones.