13 de Septiembre de 2017

ASTM Road Show Centro América

Ing. Jorge Vargas Sánchez

Gerente de Normalización

Bticino Costa Rica, S.A.

San José, Costa Rica

Clasificación de los metales

Metales

Ferrosos No-Ferrosos

Son aquellos que tienen como

base el elemento Hierro (Fe) y

que están asociados de forma

principal al elemento Carbono (C)

Son aquellos que su elemento base

no es el Hierro (Fe). Tales como el

Aluminio, Bronce, Cobre y los

Latones.

Metales Ferrosos: Acero

En los metales ferrosos, el acero es uno de los más usados alrededor del

mundo.

Es una aleación fundamentalmente hecha de Hierro (Fe) y Carbono (C).

Otros elementos como el Silicio (Si), Manganeso (Mn), Cromo (Cr),

Níquel (Ni), Vanadio (V), Molibdeno (Mo) y otros elementos pueden estar

incluidos en esta aleación.

Debido a su naturaleza mineral de los elementos, por lo general hay

presencia de otros elementos como Azufre (S) y Fósforo (P).

Metalúrgicamente es definido como una dilución sólida de Carburo de

Hierro o Cementita (Fe3C) en Hierro (Fe).

Acero

Tipos de acero

Acero

Acero al CarbonoEl principal elemento de la

aleación es el Carbono. Las

propiedades mecánicas van a

depender del porcentaje de

carbono en la aleación.

Acero AleadoLos elementos principales en la

aleación son otros como el

Manganeso, Cromo, Molibdeno y

otros; en cantidades importantes.

Composición de los aceros al carbono

• Acero de bajo carbono: el C es menor al 0,30%

• Acero de medio carbono: el C está entre 0,30% y 0,45%

• Acero de alto carbono: el C es mayor al 0,45%

Requisitos a cumplir por los aceros al carbono

• Ser dúctiles y homogéneos.

• Tener un valor elevado de la relación entre su

resistencia mecánica/límite de elasticidad.

• Deben ser soldables.

• Ser aptos para ser cortados por llama sin

endurecerse.

• Tener una resistencia razonable a la corrosión.

Los aceros estructurales

Son los más usados en la construcción e instalaciones, por su

resistencia mecánica, capacidad de ser trabajados,

disponibilidad y bajo costo.

Las bandejas portacables metálicas son un buen ejemplo de

uso de los aceros estructurales.

Bandejas portacables de acero al carbono

Se fabrican mediante varios procesos:

Electrozincado: usando las normas ASTM A 510-Grado 1020

para el material de fabricación y la norma ASTM B 633 para el

acabado final.

Galvanizado en caliente: usando las normas ASTM A 510-Grado

1008 para el material de fabricación y la norma ASTM A 123 para

el acabado final.

Dacromet: protección de zinc y aluminio que usa las normas

ASTM A 510-Grado 1008 para el material de fabricación y la

norma ASTM F 1136 para el acabado final.

Norma ASTM A 510

La norma ASTM A 510 indica las cantidades máximas de los elementos

que pueden estar contenidos en la aleación con el Hierro en la

fabricación de las varillas de la bandeja. Esto se indica en la composición

de los grados 1020 y 1008.

Elemento Grado 1020 Grado 1008

Carbono (C) 0,18 a 0,23% 0,10% (máx.)

Manganeso (Mn) 0,30 a 0,60% 0,30 a 0,50%

Fósforo (P) 0,04% (máx.) 0,04% (máx.)

Azufre (S) 0,05% (máx.) 0,05% (máx.)

Porcentajes máximos de aleación de los elementos con el hierro

(Fe) en el acero al carbono, de acuerdo con la norma ASTM A 510

¿Qué significa que tenga más o menos Carbono?

El aumento de la cantidad de Carbono aumenta los límites de:

• Resistencia mecánica

• Límite de elasticidad

Por ejemplo: para un acero al carbono que cuente con un

porcentaje de Carbono del 0,20% y un porcentaje de Manganeso

de 0,50%, la Resistencia Mecánica es de 42 Kgf/mm2 y un Límite

de Elasticidad de 25 Kgf/mm2.

Mayores cantidades de Carbono, dejando constante el Manganeso

incrementan estos valores.

El problema de oxidación en el acero al carbono

El acero, cuyo mineral de origen es el Hierro en forma de óxidos, no es

ajeno a esta situación y está, como se sabe, expuesto a la corrosión u

oxidación.

Todos los metales tienen su propio potencial de oxidación, que es la

capacidad de entregar o liberar electrones. Mientras mayor sea este

potencial de oxidación, tanto más electronegativo es un metal y, a la inversa,

cuanto más electropositivo es un metal, menor es su potencial de oxidación.

El problema de oxidación en el acero al carbono

Para aliviar el problema de la oxidación del acero al carbono, se utilizan

procesos de revestido del acero, con el fin de que la oxidación se producto

en el revestimiento y no en el acero.

Esto se hace por medio de un sistema de zincado o galvanizado:

Normativa en los procesos de zincado

Norma ASTM B 633

Las norma ASTM B 633 establece que para los sistemas de electrozincado

de partes metálicas, los espesores de la capa de zinc debe cumplir con los

siguientes parámetros.

Condición Espesor Mínimo

(μm)

Número de

Clasificación

SC1 (Ligera) 5 Fe/Zn 5

SC2 (Moderada) 8 Fe/Zn 8

SC3 (Severa) 12 Fe/Zn 12

SC4 (Muy Severa) 25 Fe/Zn 25

Generalmente las bandejas

portacables tipo EZ se

trabajan en este valor.

Norma ASTM A 123

Las norma ASTM A 123 determina los espesores mínimos que se deben

cumplir para los sistemas de Galvanización en Caliente, para los alambres

de las bandejas portacables.

Calibre del alambre Espesor Mínimo

(μm)

Menor 1,6 mm (1/16”) 35

Entre 1,6 y 3,2 mm (1/16” a 1/8”) 50

Entre 3,2 y 4,8 mm (1/8” a 3/16”) 60

Entre 4,8 y 6,4 mm (3/16” a ¼”) 65

Mayor a 6,4 mm (1/4”) 80

Aquí se depende del

diámetro de la varilla más

gruesa

Vida útil de los recubrimientos de zinc

La vida útil de los recubrimientos de zinc dependen de la atmósfera a la cual

están sometidos los sistemas de acero zincado.

Atmósfera Razón de corrosión

en el medio

Industrial 5,6 μm/año

Urbano no-industrial o Marino 1,5 μm/año

Sub-urbano 1,3 μm/año

Rural 0,8 μm/año

En ambientes interiores Menos de 0,5 μm/año

Resumen

• Al trabajar con aceros al carbono es muy importante hacerlo

con base en normas.

• ASTM cuenta con normas completas tanto para la

determinación del acero, como de los sistemas de

recubrimiento.

• Trabajar bajo normativa asegura orden y éxito.

• Se aseguran valores mínimos de referencia para mantener

y asegurar la calidad de los materiales.

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