Instituto de Materiales y Modelos Estructurales (IMME)

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Clasificación del acero:

- Aceros al Carbono: Más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre. Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras de construcción de acero, cascos de buques, somieres y horquillas.

- Acero al carbono comunes: acero cuyo principal elemento aleante es el carbono y contiene manganeso hasta 1,0% máximo. Dentro de ese grupo se consideran:

- Con bajo contenido de carbono c ≤ 0,25%

- Con medio contenido de carbono 0,25%

- Con alto contenido de carbono c > 0,50%.

- Aceros Aleados: Estos aceros contienen una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros de aleación se pueden subclasificar en:

- Estructurales: son aquellos aceros que se emplean para diversas partes de máquinas, tales como engranajes, ejes y palancas. Además, se utilizan en las estructuras de edificios, construcción de chasis de automóviles, puentes, barcos y semejantes. El contenido de la aleación varía desde 0,25% a un 6%.

- Para herramientas: aceros de alta calidad que se emplean en herramientas para cortar y modelar metales y no-metales. Por lo tanto, son materiales empleados para cortar y construir herramientas tales como taladros, escariadores, fresas, terrajas y machos de roscar.

- Especiales: los aceros de Aleación especiales son los aceros inoxidables y aquellos con un contenido de cromo generalmente superior al 12%. Estos aceros de gran dureza y alta resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión, se emplean en turbinas de vapor, engranajes, ejes y rodamientos.

Producción del Acero: la materia prima para la elaboración del acero es el mineral de hierro que se extrae, directamente, de las minas naturales. El mineral está constituido por una parte no metálica, que se desecha, y por una metálica con base de óxido de hierro, además de otras impurezas como: azufre, fósforo y otras. El contenido de hierro del mineral, denominado tenor, suele estar entre el 35% y el 65%.

- Extracción del mineral de hierro.

- Reducción o sustracción del oxígeno del hierro, se obtiene las briquetas o pellas

- Fundición: transformación del hierro en acero. En Venezuela son utilizados: horno eléctrico, chatarra, chatarra de hierro, hierro esponja y otros.

- Laminación: Se calienta la palanquilla a una temperatura inferior a la de fusión y se pasa por los rodillos de un tren de laminación.

Productos Laminados: los productos de laminación en caliente pueden ser agrupados en tres grandes familias:

- Planos: planchas y láminas para la manufactura industrial También son utilizados para fabricar piezas estructurales mediante procesos que pueden incluir laminación en frío, corte, doblado y soldadura.

- Tubulares: son tubos sin costura, fabricados por extrusión.

- No planos: barras, perfiles y alambrón.

Influencia del Carbono:

- Aumenta: dureza, límite elástico, resistencia de ruptura, resistencia al desgaste y tratabilidad térmica del acero.

- Disminuye: ductilidad, elongación de rotura, soldabilidad, deformabilidad en frío y trabajabilidad.

Barras de refuerzo

Las especificaciones normativas nacionales están contenidas en la Norma COVENIN 316, “Barras y rollos de acero con resaltes para uso como refuerzo estructural” y en la Norma COVENIN 1753, “Estructuras de concreto armado para edificaciones. Análisis y Diseño” la cual incluye un Capítulo sobre barras de refuerzo.

- Aceros al carbono comunes: sin tratamiento posterior, con tensionado en frío y termotratados.

- Aceros al carbono microaleados.

Propiedades

- Resistencia a la Tracción (Fsu): es el resultado de dividir la carga máxima aplicada a la probeta de ensayo entre el área de la sección inicial. Corresponde al punto más alto en la curva tensión-deformación unitaria y no corresponde a la tensión que se produce inmediatamente antes de la fractura de la probeta. La Norma COVENIN 1753 lo denomina “resistencia de rotura (Fsu)”.

- Límite Elástico Convencional (Fy): es la tensión que produce una deformación remanente de 0,2%. La mencionada Norma COVENIN 1753 lo denomina “resistencia cedente (Fy)”. Se obtiene interceptando la curva tensión-deformación unitaria con una recta cuyo origen es ε = 0,002 y que es paralela a la rama inicial elástico-lineal del gráfico. La pendiente de la recta corresponde al módulo de elasticidad, cuyo valor es 2,1 x 106 kgf/cm2. En los aceros con escalón de cedencia, el límite elástico convencional coincide con la resistencia cedente.

- Porcentaje de Alargamiento en 20 cm incluida la Estricción: esta medida se toma después de la rotura de la probeta. Se juntan las dos mitades por su cara de fractura y se mide la longitud que ocupan 20 divisiones marcadas, antes del ensayo, a un centímetro de distancia entre sí, dejando 10 marcas a cada lado de la fractura. De esta manera se incluye en la medida, la zona de mayor deformación inelástica del material. Si el acero es dúctil, durante el ensayo se forma una garganta o cuello de estricción, que es un estrechamiento cuya magnitud, en términos de porcentaje de reducción de área, es una medida de la ductilidad. Después de la rotura ocurre una recuperación elástica parcial de ambas mitades por lo que el alargamiento aquí definido, no es la máxima deformación inmediatamente antes de la rotura, sino la deformación remanente posterior.

- Doblado en Frío: el ensayo debe realizarse según la Norma COVENIN 304, “Materiales metálicos. Ensayo de doblado” y consiste en doblar una barra utilizando un mandril de diámetro normalizado, hasta lograr una deformación permanente de la barra, en un ángulo de 180º, excepto las barras Nº 14 y Nº 18 que se doblan a 90º. No se realiza la medición de la carga aplicada. Si no aparecen grietas en la cara exterior de la zona doblada, se considera que el ensayo