acero - unach

ACERO Ing. Mario Enrique Gómez De Coss

Materia Materiales de Construcción

Alumna: Alejandra Gpe García Bocardo

Semestre 5 Grupo B

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Contenido Introducción: ......................................................................................................................................................... 2

Objetivos generales: .............................................................................................................................................. 3

Objetivos específicos ............................................................................................................................................. 3

Capítulo I “Marco teórico” .................................................................................................................................... 4

1.1 Acero ............................................................................................................................................................... 4

Capitulo II “Prueba de ensaye para el acero” ....................................................................................................... 9

2.1 Desarrollo de la práctica.................................................................................................................................. 9

2.1.1 Material y equipo ......................................................................................................................................... 9

2.1.2 Procedimiento de la práctica ....................................................................................................................... 9

2.1.3 Calculo de resultados ................................................................................................................................. 11

Capitulo III “ Acero en AHMSA” .......................................................................................................................... 11

3.1 ACERO “AHMSA” ........................................................................................................................................... 11

Conclusión ........................................................................................................................................................... 15

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Introducción: El acero es sin duda el material de ingeniería más utilizado por la humanidad. El nombre de acero

engloba una base de gama de materiales que en muchos casos tienen aplicaciones específicas y en

general tienen en el tratamiento térmico una etapa imprescindible para su utilización. Se denomina

acero, a la aleación de Hierro (Fe) y Carbono (C). A esta aleación básica, se suele adicionar otros

elementos que confieren al acero propiedades especiales. El acero es un material férrico, ya que contiene

Hierro y además se compone de Carbono en un porcentaje inferior al 2 %.

El acero se utiliza para la construcciones en puentes de grandes claros, en edificios altos y en

estructuras con malas condiciones de cimentación ya que posee una alta resistencia/peso, posee

uniformidad ya que sus propiedades no cambian apreciablemente, facilidad en la construcción y para

la modificación de estructuras ya que se adaptan bien a las posibles ampliaciones. Aunque posee sus

desventajas su mantenimiento es costosa porque son susceptibles a la corrosión al estar expuestos al

aire y al agua, costo de la protección contra el fuego ya que el acero pierde apreciablemente su capacidad

de resistencia con el aumento de la temperatura. Además es un excelente conductor de calor.

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Objetivos generales: Determinar la resistencia a la tensión del acero mediante el ensaye a una probeta de dimensiones

predeterminadas, identificando las cargas que definen al esfuerzo de fluencia y esfuerzo último,

respectivamente.

Objetivos específicos Determinar el esfuerzo, el área, el alargamiento de la varilla de acero por la prueba de ensaye

Determinar los conceptos del video del acero

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Capítulo I “Marco teórico”

1.1 Acero

El Acero es básicamente una aleación o combinación de hierro y carbono (alrededor de 0,05% hasta

menos de un 2%). Algunas veces otros elementos de aleación específicos tales como el Cr (Cromo) o

Ni (Níquel) se agregan con propósitos determinados. Ya que el acero es básicamente hierro altamente

refinado (más de un 98%), su fabricación comienza con la reducción de hierro (producción de arrabio)

el cual se convierte más tarde en acero. El hierro puro es uno de los elementos del acero, por lo tanto

consiste solamente de un tipo de átomos. No se encuentra libre en la naturaleza ya que químicamente

reacciona con facilidad con el oxígeno del aire para formar óxido de hierro - herrumbre. El óxido se

encuentra en cantidades significativas en el mineral de hierro, el cual es una concentración de óxido de

hierro con impurezas y materiales térreos.

Los metales se dividen en ferrosos y no ferrosos, por lo que en el presente capitulo

trataremos exclusivamente con los materiales ferrosos, ya que son los que se utilizan en mayor

escala en la obra de ingeniería.

Los materiales ferrosos son principalmente aleación de hierro, carbono y pequeñas

cantidades de sulfuro, fósforo, silicio y magnesio , en algunos casos esta aleación puede realizarse

con níquel , cromo , moliteno molibdeno , etc . Cuando se requiere compartir ciertas propiedades

especiales tanto físicas como mecánicas.

Las tres formas más comunes de los materiales ferrosos son: acero , hierro colado , hierro

forjado o hierro dulce.

El acero es fundamentalmente una solución sólida de carbono y hierro, y debido a que el

hierro a la temperatura de fusión interna no soporta más de 1.7% de carbono en peso, este valor

viene siendo límite superior teórico del carbón en el acero. Sin embargo los aceros comerciales

rara vez contiene más de 1.2% de carbón.

El hierro forjado o dulce es prácticamente un acero de bajo contenido de carbono con la

excepción de que puede contener pequeñas cantidades de escoria generalmente menos de 0.3% el

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contenido de carbono es menor de 0.10% y las pequeñas partícula de escoria que se disuelve

completamente en el metal aparece como elementos fibrosos debido a la operación de laminado

que se emplea en su fabricación. Este tipo de fibras sirven para distinguirlo del acero que tiene el

mismo contenido de carbón.

Los hierros colados comerciales contienen de 2.2% a 4.5% de carbono. En este tipo de

enfriamiento lento de hierro colado origina la separación aproximadamente del 0.4% del carbón

en forma de grafito combinándose químicamente el remanente para formar carburo de hierro o

cementita. Ordinariamente, el hierro colado es llamado hierro colado gris debido al color de su

fractura. En algunos casos el enfriamiento rápido del hierro colado derretido no permite la

separación del grafito y la mayor parte del carbono permanece combinado con el acero, dicho

material es llamado hierro colado blanco, ya que la superficie de su fractura tiene un color

característico plateado.

TABLA DE CONTENIDOS APROXIMADOS DE CARBONO EN LOS MATERIALES FERROSOS

MATERIAL % DE CARBONO Hierro dulce Vestigios y cantidades hasta de 0.9

Acero de calderas 0.10 a 0.15 Acero estructural 0.16 a 0.30

Acero de maquinas 0.31 a 0.60 Acero de herramienta 0.60 a 1.20 Acero colado especial 1.21 a 2.20

Acero colado 2.21 a 4.5

VARILLAS DE ACERO EMPLEADAS EN CONCRETO REFORZADO

Esta varilla de acero de refuerzo se obtiene por:

1).- Laminación de lingotes fabricados especialmente

2).- Relaminación de rieles de ferrocarril

3).-Relaminacion de ejes y locomotoras o de materiales de carro de ferrocarril o de algún otro

material adecuado.

En lo que respecta al acabado de las varillas de acero de refuerzo, se considera como varilla

corrugada aquella que cumple con ciertos requisitos de deformación superficial o resaltos en su

superficie. Las que no estén de acuerdo con dichos requisitos se consideran como varillas lisas.

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De acuerdo con su procedencia las varillas de acero para concreto reforzado se clasifican en:

a, b, c y según su calidad.

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Las varillas de tipo A procedentes de Tochos o sean trozos de lingotes laminados en desbastes que

provienes de variados especiales y pueden ser:

ESTRUCTURALES

(A) LISAS INTERMEDIAS

DURAS (ALTA RESISTENCIA)

ESTRUCTURALES

(B) CORRUGADAS INTERMEDIAS

DURAS ( ALTA RESISTENCIA )

LISAS

(C) TORCIDAS EN FRIO

CORRUGADAS

Las varillas de tipo B proceden de rieles, pueden ser:

A) LISAS: duras (alta resistencia)

B) CORRUGADAS: duras (alta resistencia)

Universidad Autónoma de Chiapas “Facultad de Ingeniería Civil”

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Las varillas de tipo “C” procedentes de ejes de acero y ruedas de acero para

locomotoras de ferrocarril o e materiales de composición uniforme y de carácter sano

apropiado para refuerzo de concreto; tales como flechas, barras, perfiles estructurales,

etc.

Siempre que su calidad se aceptable y pueden ser:

a) LISAS: duras (alta resistencia)

b) CORRUGADAS: duras (alta resistencia)

MARCAS PRINCIPALES QUE SE ENCUENTRAN EN LAS VARILLAS DE

ACERO DE REFUERZO.

Algunos fabricantes de varillas acostumbran a poner ciertas marcas al laminar sus varillas

cuyo significados son los siguientes:

DIÁMETRO: el diámetro de una varilla es indicado con un número equivalente en

diámetro en octavos de pulgada; por ejemplo:

Nº Diámetro equivalente 8 8/8=1 3 3/8” 6 ¾”

TIPO DE ACERO: Para este caso el tipo de acero es indicado mediante una letra mayúscula cuyo significado son los siguientes:

TIPO DE ACERO E= grado estructural

I= grado intermedio

AR= alta resistencia

TOR= varillas torcidas en frio LIMITE ELÁSTICO

El límite elástico de las varillas es indicado con un número equivalente al límite

elástico en kg/cm2 dividido entre 100, por ejemplo:


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LIMITE ELASTICO NUMERO

2300 KG/CM2 23

4000KG/CM2 40

4500 KG/CM2 45

Capitulo II “Prueba de ensaye para el acero”

2.1 Desarrollo de la práctica

2.1.1 Material y equipo 1 probeta de varilla 3/8” de 60 cm de longitud, grado 42, normal , marca TA

Prensa Universal

2.1.2 Procedimiento de la práctica a) Se corta una muestra de varilla de 60 cm de 3/8”, grado 42, TA.

b) La varilla se marca con el marcador de tinta permanente a cada 20 cm, del centro hacia arriba y hacia abajo, se identifica que el material tenía la suficiente corrugación, para que no afecte la adherencia al concreto.

c) Se coloca esta misma en la Maquina Universal junto con el micrómetro con base magnética junto a la platina, en una base de metal.

d) Se marcaron con el marcador a base de agua, las cargas obtenidas por la Maquina Universal con base a la deformación que se iba realizando y se media con ayuda del Micrómetro.

e) Se prosiguió con esto hasta lograr la falla de la varilla y unas cuantas mediciones más.

2.1.2.3 Procedimiento de la práctica con evidencia fotográfica


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Se corta 60 cm de una varilla para

posteriormente marcar con el cincel

20 cm de arriba y 20 cm de abajo

Ilustración 1 Marcación de varilla 20 cm

Se coloca en la prensa universal, 20 cm

arriba y 20 cm abajo, dejando 20 cm en

medio

Ilustración 2 Prensa universal

Se enciende la prensa universal y

posteriormente checamos que la varilla se

ha ensayado, mostrando la carga que puede

aguantar.

Ilustración 3 Ensaye de la varilla de acero


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Se mide el alargamiento de la varilla y el

esfuerzo máximo

2.1.3 Calculo de resultados

Fy= 4200 kg/cm2

D= 3/8 = 0.95

A=PiD2/ 4 = Pi(.95)2/4 = .71 cm2

Esfuerzo

Esfuerzo = Carga/ Area

4500/.71 = 6338.028

Esfuerzo Maximo

7183/.71 = 10116.90

Porcentaje de alargamiento=

((Lf-L0)/L0)100

(23.5-21.1)/(21.1)(100) = 11.37%

Porcentaje de área

((A0-Af)/Af )(100)

Capitulo III “ Acero en AHMSA”

3.1 ACERO “AHMSA”

Altos Hornos de México, S.A.B. de C.V. (AHMSA) es la mayor siderúrgica integrada del

país. Sus oficinas corporativas se localizan en Monclova, Coahuila, en la región centro del

Estado de Coahuila, a 250 kilómetros de la frontera con Estados Unidos.

AHMSA opera una extensa cadena industrial desde la extracción de minerales de fierro y

carbón hasta la manufactura de aceros. Cuenta con dos plantas siderúrgicas en la ciudad de

Monclova, que cubren una extensión de 1,200 hectáreas.


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Adicionalmente, en la región carbonífera de Coahuila, a 110 kilómetros de Monclova, tiene

minas propias de carbón metalúrgico, que es transportado por ferrocarril a las siderúrgicas.

Coquizacion

El carbón metalúrgico es procesado en las plantas coquizadoras durante 18 horas, en hornos verticales

recubiertos con ladrillo refractario, a fin de extraerle el gas metano y otros subproductos como el

alquitrán. El coque es energético básico de los altos hornos para producir arrabio (Fierro de primera

fusión).

Sinterizacion:

Polvos finos de mineral de fierro y subproductos del proceso siderurgico - escama de laminación,

finos de coque y lodos de aceríasentre otros- se mezclan y funden para producir un material poroso

denominado sinter, utilizado como una de las materias primas para los altos hornos.

Peletizacion; el mineral de fierro proveniente de yacimientos propios, previamente pulverizado, es

transformado en discos de boleo en esferas solidas de 12 mm de diámetros denominados pelets,

endurecidas en un horno. El pélet y el coque son los insumos fundamentales de los altos hornos

Altos hornos

Mineral en trozos, pélet, sínter, coque y fundente son cargados por la parte superior del horno, al

descender se funden por la combustion del coque y la introducción de aire caliente. El conductor

inferior recibe el arrabio para su carga en los carros termo

BOF

El acero líquido se produce en los BOF. En un gran recipiente en forma de pera, recubierto con ladrillo

refractario, se cragan arrabio 80% y chatarra 20% y se inyecta oxigeno para remover las impurezas

como carbón, fósforo, azufre y silicio.

COLADA CONTINUA

l acero liquido es transportado a un molde oscilante de cobre enfriado por agua que convierte el acero

sólido en forma de una sección transversal rectangular denominada planchón. El planchón es cortado

a las medidas requeridas para procesos posteriores, acorde a las especificaciones del cliente

MOLINO DE PLACA

http://www.ahmsa.com/Acero/Facebook/productos/procesoacerhogar/prueba2/rot5




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Recalentado al igual que en la línea de tira, el planchón de 8 pulgadas de espesor es reducido en

caliente en 2 castillos reversibles, provistos de rodillos horizontales. Se genera una placa de entre 1/4

y 3" que es enfriada, nivelada y cortada a las dimensiones requeridas.

MOLINO DE TIRA

Los planchones son recalentas a 1260°C en hornos continuos, rolados en caliente a través de castillos

en serie(Tandem) provistos de rodillos horizontales que reducen el planchón de un espesor de 8" hasta

convertirse en una delgada cinta de 0.060" a 0.3", es enfriada y enrollada.

SKIN PASS

En un castillo provisto de rodillos y bridas de tensión, mediante prensado y elongación se mejora la

calidad de acero rolada en caliente, para aumentar su calidad en forma (planura),

superficie(rugosidad) y dureza.

PERFILES PESADOS

Por laminado en caliente, a partir de un bloque cuadrado denominado tocho se producen perfiles

estructurales(Vigas, canales y ángulos). El tocho es procesado en una serie de pases a trabes de

rodillos horizontales y verticales hasta lograr la forma deseada.

MOLINOS REDUCTORES

or un proceso de Laminación en frio, por prensado y elongación, se modifican las propiedades

mecánicas y la calidad superficial de la cinta de acero a través de rodillos horizontales situados en 4

ó 5 castillos en serie, hasta reducir el espesor original entre 50 y 90%.

MOLINOS TEMPLADORES

A fin de alcanzar las propiedades de dureza y forma requeridas, la cinta rolada en frio es sometida a

templado en un molino con rodillos horizontales y bridas de tensión. La superficie de los rodillos

determina la textura de la cinta.

ESTAÑADO Y CROMADO

Mediante procesos de electrólisis, la lámina templada previamente nivelada, decapada y lavada recibe

un recubrimiento de estaño o cromo en el espesor deseado, para aumentar su resistencia a la corrosión

por diversos agentes.








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TENSONIVELADO

Destinado a proporcionar a la cinta de acero máxima planura, el tensonivelado flexionado y elongado

las fibras metálicas deformadas por el prensado o estiramiento durante el templado.



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Conclusión En México, la fabricación de varilla está regida con la norma oficial mexicana NMX-C-

407. La norma establece que las varillas se clasifican, por su esfuerzo de fluencia nominal,

en tres grados: Grado 30, Grado 42 y Grado 52. Respecto a la composición química, la

norma establece que el análisis de colada debe mostrar un contenido de fósforo en el acero

que no exceda el 0.050 %, en masa. Asimismo establece que el contenido de fósforo en la

varilla no debe exceder a 0.062 %, en masa

La norma también establece la masa nominal en kg/m y las dimensiones nominales en

diámetro, área de la sección transversal y perímetro de las varillas comercialmente

disponibles.

La designación de las varillas de indicar los siguientes datos como mínimo, para

describirlas adecuadamente:

a) Cantidad

b) Número y nombre de la norma que se está usando para designarlas

c) Diámetros y longitud

d) Corrugada o lisa

e) Grado

f) Empaque

g) Informe de los resultados de prueba, si se requiere


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Referencias bibliográficas

Apuntes teoría de materiales

http://www.quiminet.com/articulos/la-varilla-de-acero-corrugada-20839.htm

www.imcyc.com/normas/NMX-C-407-ONNCCE-2000.pdf

acero - unach

Engineering