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El ACERO ESTRUCTURAL

Integrantes:García Yenny CI. 16.433.565Toro Luis CI. 22.774.401 Tonito Julio CI. 25.229.629Urbina Roger CI. 25.415.178

Bienvenidos todos !!!

A conocer todo lo relacionado con el acero

estructural y las maravillas de las

construcciones metálicas.

Introducción

El acero es uno de los materiales de fabricación y construcción más versátil, más adaptable y más ampliamente usado. El acero combina la resistencia y la posibilidad de ser trabajado, lo que se presta para fabricaciones mediante muchos métodos. Además, sus propiedades pueden ser manejadas de acuerdo a las necesidades específicas mediante tratamientos con calor, trabajo mecánico, o mediante aleaciones. 

El Acero

El Acero es una aleación de hierro y carbono desde un 0,05% hasta menos de un 2%. Algunas veces se agregan con propósitos determinados otros elementos de aleación específicos, tales como el Cr (Cromo) o Ni (Níquel).

Ya que el acero es básicamente hierro altamente refinado con un más de 98%

• su fabricación comienza con la reducción de hierro atreves de la producción de arrabio el cual se convierte más tarde en acero.

Clasificación

ACEROS AL CARBONO donde tiene más del 90%. Estos aceros contienen diversas cantidades de Carbono, menos del 1,65% de Manganeso, 0,60% de Silicio y el 0,60% de Cobre.

ACEROS ALEADOS 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.

Entre los productos fabricados con ACERO al CARBONO figuran máquinas,

carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras de

construcción de acero, cascos de buques, somieres y horquillas.

Estos aceros de aleación se pueden

sub - clasificar en:: Son 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 : 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.

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: Son 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 : 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. 

Acero EstructuralEs el que se obtiene al combinar el hierro, carbono y pequeñas proporciones de otros elementos tales como silicio, fósforo, azufre y oxigeno, que le contribuyen un conjunto de propiedadesdeterminadas.

La aleación se realiza con un porcentaje de hierro de (98 % mínimo), con contenidos de carbono menores al (1 %) y otras pequeñas cantidades de minerales como el Manganeso, para mejorar su resistencia, y el Fósforo, Azufre, Sílice y Vanadio para mejorar su soldabilidad y resistencia a la intemperie.

•Ventajas Alta resistencia , Homogeneidad, Elasticidad , Precisión dimensional, Ductilidad, Tenacidad, Rapidez de montajeDisponibilidad de secciones y tamaños, Costo de recuperación , Reciclable , Permite ampliaciones fácilmenteTambién Se pueden prefabricar estructura.

•Desventajas Corrosión, Calor, fuego, Pandeo elástico, Fatiga

Ventajas y Desventajas del Acero

Estructural

El acero no tiene propiedades químicas especificadas, pero si tiene propiedades físicas y mecánicas: 

Propiedades Mecánicas 

Las propiedades mecánicas de un material está referido al reflejo de la relación entre la respuesta o deformación ante una fuerza aplicada, debido que es en el ámbito de la construcción, muchos materiales cuando están en servicio están sujetos a fuerzas o cargas.

PROPIEDADES FISICAS – QUIMICAS  EN EL ACERO ESTRUCTURAL

Es difícil establecer las propiedades Físicas y Mecánicas del acero debido a que estas varían con los ajustes en su composición.

Por ejemplo: -  Su densidad media es de 7.850 Kg m-3.- El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación.- El de su componente principal, el hierro es de alrededor de 1510 °C, sin Embargo el acero presenta frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de1375 °C (2500 °F). Su punto de Ebullición es de alrededor de 3000 °C (5400 °F).

Es difícil establecer las propiedades Físicas y Mecánicas del acero debido a que estas varían con los ajustes en su composición.

Por ejemplo: -  Su densidad media es de 7.850 Kg m-3.- El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación.- El de su componente principal, el hierro es de alrededor de 1510 °C, sin Embargo el acero presenta frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de1375 °C (2500 °F). Su punto de Ebullición es de alrededor de 3000 °C (5400 °F).

REACCIONES QUIMICAS PRESENTES EN EL ACERO ESTRUCTURAL

Para producir una tonelada de acero virgen se necesitan 1500kg de ganga de hierro, 225kg de piedra caliza y 750kg de carbón (en forma de coque).  La obtención del acero pasa por la eliminación de las impurezas que se encuentran en el arrabio o en las chatarras, y por el control, dentro de unos límites especificados según el tipo de acero, de los contenidos de los elementos que influyen en sus propiedades, que se producen durante el proceso de fabricación del acero requieren temperaturas superiores a los 1000 ºC para poder eliminar las sustancias perjudiciales, bien en forma gaseosa o bien trasladándolas del baño a la escoria.

Elemento Forma de eliminación Reacción química

Carbono Al combinarse con el oxígeno se quema dando lugar a CO y CO2 gaseoso que se elimina a través de los humos.

2 C + O 2CO 2CO + O 2CO

Manganeso

Se oxida y pasa a la escoria. Combinado con sílice da lugar a silicatos.

2Mn + O 2MnO MnO + SiO Silicatos

Silicio Se oxida y pasa a la escoria. Forma silicatos

Si + CO SiOSiO + Oxidos Silicatos

Elemento Forma de eliminación Reacción química

Fosforo En una primera fase se oxida y pasa a la escoria. En presencia de carbono y altas temperaturas puede revertir al baño. Para fijarlo a la escoria se añade cal formándose fosfato de calcio.

4P + 5º 2P O P O + 5C 2P + 5CO 2P+5FeO +3CaO P O 3 CaO + 5Fe

Azufre Su eliminación debe realizarse mediante el aporte de cal, pasando a la escoria en forma de sulfuro de calcio. La presencia de manganeso favorece la desulfuración

S+Fe+CaO FeO + SCa S+Fe+MnO SMn+Fe S+Fe+Mn SMn +Fe

APLICACIONES INDUSTRIAES DE LOS MATERIALES

El acero es empleado en todo tipo de construcción, desde clavos para obras de madera hasta barras de refuerzo para estructuras de concreto armado.Particularmente el acero estructural corresponde al empleo de perfiles laminados.

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Cuando el costo del material es cercano a la mitad del precio de una estructura, es importante que todos los miembros del equipo de diseño de los elementos básicos entiendan el sistema de compras del material que utilizan los fabricantes. El documento clave para la especificación, la compra o venta de acero estructural es la norma N M X B 252 (ASTM A6), “Requisitos generales para planchas, perfiles, tabla estacas y barras, de acero laminado para uso estructural”.

APLICACIÓN DE LA QUIMICA EN EL ACERO ELEMENTOS DE ALEACION EN LOS ACEROS – COMPONENTES

Aluminio - Al:  Azufre - S: Carbono - C: Boro - B: .Cobalto - Co: Cobre - Cu: Cromo - Cr: Fósforo - P: 

APLICACIÓN DE LA QUIMICA EN EL ACERO ELEMENTOS DE ALEACION EN LOS ACEROS – COMPONENTES

Manganeso - Mn:  Molibdeno - Mo:  Nitrógeno - N:  Níquel - Ni:  Plomo - Pb:  Titanio - Ti:  Tungsteno - W:  Vanadio - V: 

• 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.

 • 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.

NORMAS INTERNACIONALES Y NACIONALESQUE RIGEN EL ACERO ESTRUCTURAL

•COVENIN - MINDUR 1618-82. Estructuras de Acero para Edificaciones. Proyecto, Fabricación y Construcción, se basan en el método de Diseño del Esfuerzo Admisible (ASD), a diferencia de la Norma venezolana COVENIN-MINDUR 1618-98 (1era revisión) Estructuras de acero para Edificaciones. Método de los Estados Límites, el cual se basa en el uso del método del Factor de Carga y Resistencia (LRFD).•Según ASTM (sociedad americana para las pruebas de materiales) 

Gracias por su atención!

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