MATERIES

DOCENTE: Valqui Rodriguez, Ruvin VilmerINTEGRANTES:Valencia Acuy, Maria CristinaRodriguez Gonzales, Ronar BrianSotelo Supo, Christian ElmerRamirez Robledo, RobertoRamirez Lozano, RolinRojas Franco, Erick

CURSO:Tecnologia de los materiales

FECHA:03/03/2015

DEDICATORIAA nuestros padres, y a las personas ms cercanas que da da nos brindan su apoyo.

AGRADECIMIENTO

Agradecemos a la Universidad Nacional de Ucayali, por habernos abierto las puertas de este prestigioso templo del saber, cuna de buenos profesionales. Tambin agradecemos a nuestros padres porque ellos estuvieron en los das ms difciles de nuestras vidas. Y sobre todo agradecemos a Dios por darnos la salud que tenemos, por tener una cabeza con la que podemos pensar muy bien y adems un cuerpo sano y una mente de bien.

INDICECONTRAPORTADA iDEDICATORIA iiAGRADECIMIENTO iiiINDICE ivINTRODUCCION vCAPITULO ICONCEPTOS GENERALESAcero grado 60Aceros ArequipaCAPITULO IIMARCO TEORICO2.1. Ensayos mecnicos del acero2.2. Resistencia de traccion2.3. Modulos de elasticidad2.4. Ensayo de comprensin2.5. Coeficiente de poison 2.6. Ensayo ensayo de choque o resistencia2.7. Ensayos de dureza2.8. Yacimientos de materias primas2.9. Procesos ciderurgicos3.0. Aceria elctrica3.1. Normas tecnicas peruanas CONCLUSION xlvii

INTRODUCCION No se conoce con exactitud la fecha en que se descubri la tcnica de fundir mineral de hierro para producir el metal para ser utilizado. Los primeros utensilios de hierro descubiertos por los arquelogos en Egipto datan del ao 3.000 A.c., y se sabe que antes de esa poca se empleaban adornos de hierro; los griegos ya conocan hacia el 1.000 A.c., la tcnica de cierta complejidad para endurecer armas de hierro mediante tratamiento trmico. Ese tratamiento reduca el mineral a una masa esponjosa de hierro metlico lleno de una escoria formada por impurezas metlicas y cenizas de carbn vegetal. Esta esponja de hierro se retiraba mientras permaneca incandescente y se golpeaba con pesados martillos para expulsar la escoria y dejar el hierro. El hierro producido en esas condiciones sola contener un 3% de partculas de escoria y un 0,1% de otras impurezas. En ocasiones esta tcnica de fabricacin produca accidentalmente autntico acero en lugar de hierro forjado. Los artesanos del hierro aprendieron a fabricar acero calentando hierro forjado y carbn vegetal en recipientes de arcilla durante varios das, con lo que el hierro absorba suficiente carbono para convertirse en acero.. El arrabio se refinaba despus para fabricar acero.La produccin moderna de arrabio emplea altos hornos que son modelos perfeccionados de los usados antiguamente. El proceso de refinado del arrabio para la produccin de acero mediante chorros de aire se debe al inventor britnico Henry Bessemer, que en 1855 desarroll el horno o convertidor que lleva su nombre. Desde la dcada de 1960 funcionan varios mini-hornos que emplean electricidad para producir acero a partir de chatarra. Las aleaciones de hierro y carbono -aceros y fundiciones- son las aleaciones metlicas ms importantes de la civilizacin actual. Por su volumen, la produccin de fundicin y de acero supera en ms de diez veces la produccin de todos los dems metales juntos. Corrientemente se da el nombre de acero y fundicin, a las aleaciones hierro - carbono (si tienen ms del 2% de C son fundiciones y si tienen menos del 2% de C son aceros)El hierro forma soluciones con muchos elementos: con los metales, soluciones por sustitucin, con el carbono, nitrgeno e hidrgeno, soluciones por insercin.La solubilidad del carbono en el hierro depende de la forma cristalogrfica en que se encuentra el hierro. La solubilidad del carbono en el hierro (cbica de cuerpo centrado) es menor que el 0,02% y en el hierro (cbica da caras centradas) es hasta el 2%.Se distinguen tres grupos de aceros al carbono: eutectoides, que contienen cerca de un 0,8% de C, cuya estructura est constituida nicamente por perlita: Hipoeutectoides, que contienen menos del 0,8% de C, con estructura formada por ferrita y perlita; e Hipereutectoides, que contienen del 0,8 al 2% de C y cuya estructura consta de perlita y cementitaACERO GRADO 60:

VARILLAS DEACERO CORRUGADO: SIDERPERUy ACEROS AREQUIPASIDERPERUBarras rectas de acero cuyas corrugas o resaltes permiten una alta adherencia con el concreto. Las barras de construccin son usadas como refuerzo en elementos de concreto armado. Entre sus aplicaciones tenemos: columnas, vigas, losas, tanques de agua, vivienda, edificios, puentes, etc. El acero utilizado en la fabricacin de barras de construccin es producido va Alto horno - Convertidor LD, a partir de ineral de hierro, lo que le otorga mayor ductilidad y aptitud para el doblado en obra.

Designacin:

BC-1-E 42-ASTM A 615 G60Forma de suministro: Se suministra en paquetes de 2 toneladas. Cada paquete tiene una etiqueta metlica que lo identifica. Un extremo de cada paquete lleva una capucha metlica que identifica el dimetro de la barra, numero de paquete y colada, adems de evitar robos de varillas durante el transporte.

Ficha Tcnica:

Normas Tcnicas:

Tolerancias dimensionales, propiedades mecnicas y composicin qumica de acuerdoa ASTM A 615-01b (Grado 60) y NTP 341.031-2001 (Grado 60).

Composicin Qumica:Contenido de fsforo mximo: 0,06%(anlisis en cuchara)

Propiedades Mecnicas:R: resistencia a la traccin; F: Lmite de Fluencia; %A: Porcentaje de alargamiento; Lo:longitud calibrada de la probeta de ensayo; d: dimetro nominal de la barra. La variacin permisible no debe exceder6% por debajo del peso nominal.Previa consulta se puede suministrar otras longitudes.Identificacin:Las barras llevan en alto relieve la siguiente identificacin

ACEROS AREQUIPA

Descripcin:Barras de acero de seccin redonda con la superficie estriada, o con resaltes, para facilitar su adherencia al concreto al utilizarse en la industria de la construccin. Se fabrican cumpliendo estrictamente las especificaciones que sealan el lmite de fluencia, resistencia a la traccin y su alargamiento. Las especificaciones sealan tambin las dimensiones y tolerancias. Se les conoce como barras para la construccin, barras deformadas y en Venezuela con el nombre de cabillas. Las barras para construccin se identifican por su dimetro, que puede ser en pulgadas o milmetros. Las longitudes usuales son de 9 y 12 metros de largo.

Ficha tcnica:

DENOMINACIN:

BARRAS DE CONSTRUCCIN ASTM A615-GRADO 60.

DESCRIPCIN:

Barras de acero rectas de seccin circular, con resaltes Hi-bond de alta adherencia conel concreto.

USOS:

En la fabricacin de estructuras de concreto armado en viviendas, edificios, puentes,represas, canales de irrigacin, etc.

NORMAS TCNICAS:

Composicin Qumica, Propiedades Mecnicas y Tolerancias dimensionales:

ASTM A615 Grado 60 Norma Tcnica Peruana NTP 341.031 Grado 60. REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES DEL PER.PRESENTACIN:

Se produce en barras de 9 mde longitud en los siguientes dimetros:6 mm, 8 mm, 3/8, 12 mm, 1/2, 5/8, 3/4, 1, 1 3/8.Previa consulta, se puede producir en otros dimetros y longitudes requeridos por los clientes. En nuestros almacenes de Pisco, Lima y Arequipa, el producto se comercializa en varillas. Las barras de 6 mm tambin se comercializan en rollos de 550 Kg.

PROPIEDADES MECNICAS:

Lmite de Fluencia (fy) = 4,220 kg/cm2 mnimo. Resistencia a la Traccin (R) = 6,330 kg/cm2 mnimo

BENEFICIOS:

1. Para las viviendas y construcciones del Per, ofrecen gran seguridad frente a los sismos porque cumplen todas las exigencias del Reglamento Nacional de Edificaciones del Per y son fabricadas con la ms avanzada tecnologa, bajo un estricto control de calidad.2. Sus buenas corrugas aseguran unagran adherencia al concreto haciendo que las construcciones sean ms fuertes.3. Aceros Arequipa asegura que el 100% de las barras tengan el peso y medidas exactas.4. Todas las barras estn identificadas con el dimetro y la marca de Aceros Arequipa, lo que facilita su reconocimiento, su compra yuso en las construcciones.Esta especificacin trata sobre barras de acero al carbono lisas y corrugadas para refuerzo de concreto en tramos cortados y rollos.Se permiten las barras de acero que contienen adiciones de aleaciones, tales como con las series de aceros aleados del InstitutoAmericano del Hierro y el Acero, y de la Sociedad de Ingenieros del Automotor, si el producto resultante cumple todos los otrosrequisitos de esta especificacin. Los tamaos y dimensiones normalizadas de barrascorrugadas y sus designaciones de nmerosson dados en la Tabla 1.

Introduccin

Una tabla tecnolgica de un acero rene diversos datos tecnolgicos as como una serie dediagramas que permiten al fabricante y al usuarioobtener las propiedades deseables con el fin de garantizar la puesta en servicio de dicho acero.Es por tanto la tabla tecnolgica un complemento de la tabla de tipificacin que clasifica a los aceros en funcin desu composicin qumica y de laNorma que indica las caractersticas mnimas que debenobtenerse con un tratamientopreviamente establecido. La determinacin de losdiferentes datos que componen sta tabla es sencilla y est al alcance de cualquier laboratorio o de unapequea Industria Metalrgica.Conviene recordar que los datostecnolgicos son habitualmente orientativos, dado eldiferente comportamiento de distintas coladas de unmismotipo de acero y las normales limitaciones de los mtodos de ensayo, solo unestudio estadstico podr reflejar los limites reales de las magnitudesensayadas.Para la confeccin de la Tabla Tecnolgica en un acero grado60, tom como muestra la que produce en nuestro medio.

Planeamiento delEstudio

Es conveniente y necesario conocer en la prctica, las posibilidades de aplicacin de cualquier acero.En nuestro medio dentro de la Industria metal-mecnica el principal material de Ingeniera utilizado en la fabricacin y reposicin de piezas ypartes sigue siendo el acero.Adems del amplio rango de variables que tiene la composicin qumica y las propiedades mecnicas de los aceros se agregala diferencias encostos que en muchos casos es el factor quedecide la eleccin del acero.Estas son algunas de las principales razones que nos llevaron a plantearnos el presente trabajo sobre la realizacin de la tabla tecnologa para elacero grado 60, demanufactura nacional, la Escuela Acadmico Profesional de Ing.Metalrgica tiene actualmente Laboratorios de TratamientosTrmicos y Metalografa que nospermiten trabajar los diferentes ensayos.Las pruebas mecnicas se realizaron con terceros laboratorios del medio debido a que la Universidad no cuenta con ste tipos de ensayos. Laspruebas y anlisis se realizaron bajolas diferentes Normas de laAmerican Society for Testing andMateriales (ASTM).La parte de la informacin bibliogrfica se obtuvo de las diferentes universidades e instituciones de nuestro medio. Para la realizacin del presentetrabajo se cont con personal calificado y de amplia experiencia de la Escuela Acadmico Profesional de Ing. Metalrgica de la UNMSM.

Descripcin del Tema

Los ensayos realizados para la caracterizacin tecnolgica del acero grado 60 son descritos muy escuetamente pudindose muy fcilmente serreproducidos en modestos laboratorios de fbrica.Los datos obtenidos se ordenan en una tabla tecnolgica indicando la utilidad e importancia de los mismos respecto a los tratamientos trmicosrealizados. La evaluacin de las propiedades mecnicas y las posibilidades del acero en cuanto a su utilizacin industrial as como una coleccin demicrofotografas permite comprobar con una sencilla observacin la eficiencia ybondad de los tratamientos realizados.

Composicin Qumica

El anlisis qumico proporcion los siguientes resultados paranuestro acero.El anlisis qumico de la muestra de acero se han efectuado con unespectrgrafo de emisin atmica obtenindose los resultados siguientes:

ENSAYOS MECNICOS DEL ACEROLos ensayos mecnicos caracterizan la capacidad de los materiales de reaccionar a la deformacin o rotura por solicitacin de acciones externas. Caracterizaremos 3 tipos: estticos (aplicacin lenta y gradual de la carga) dinmicos (aplicacin por golpe) peridica (variable en magnitud y direccin)Los diferente ensayos que prevalecen para obtener resultados eficaz sobre algn material estudiado , existe muchos tipos de ensayos las cuales son muy usuales los ensayos destructivos y no destructivos y las clasificaciones que hay dentro de ellas . Hay dos tipos de ensayos, unos que pueden ser destructivos y otros no destructivos.

Ensayos no destructivosLos ensayos no destructivos son los siguientes:

Ensayo microscpico y rugosidad superficial. Microscopios y rugosmetros.Ensayos por ultrasonidos.Ensayos por lquidos penetrantes.Ensayos por partculas magnticas.

Ensayos destructivosLos ensayos destructivos son los siguientes:

Ensayo de traccin con probeta normalizada.Ensayo de resiliencia.Ensayo de compresin con probeta normalizada.Ensayo de cizallamiento.Ensayo de flexin.Ensayo de torsin.Ensayo de plegado.Ensayo de fatiga.Ensayo de dureza (Brinell, Rockwell, Vickers). Mediante durmetros.

Todos los aceros tienen estandarizados los valores de referencia de cada tipo de ensayo al que se le somete.Como hay muchos tipos de aceros diferentes y, adems, se pueden variar sus prestaciones con tratamientos trmicos, se establecen una serie de ensayos mecnicos para verificar principalmente la dureza superficial, la resistencia a los diferentes esfuerzos que pueda estar sometido, el grado de acabado del mecanizado o la presencia de grietas internas en el material, lo cual afecta directamente al material pues se pueden producir fracturas o hasta roturas.

1. Ensayos de traccinUn cuerpo se encuentra sometido a traccin simple cuando sobre sus secciones transversales se le aplican cargas normales uniformemente repartidas y de modo de tender a producir su alargamiento.

Por las condiciones de ensayo, el de traccin esttica es el que mejor determina las propiedades mecnicas de los metales, o sea aquella que definen sus caractersticas de resistencia y deformabilidad.Permite obtener, bajo un estado simple de tensin, el lmite de elasticidad o el que lo reemplace prcticamente, la carga mxima y la consiguiente resistencia esttica, en base a cuyos valores se fijan los de las tensiones admisibles o de proyecto (adm.)y mediante el empleo de medios empricos se puede conocer, el comportamiento del material sometidos a otro tipo de solicitaciones (fatiga, dureza, etc.).

El ensayo consiste en someter una pieza de forma cilndrica o prismtica de dimensiones normalizadas (estndar) a un esfuerzo de traccin continuo (tendencia a estirar el material). Esta pieza se llama probeta.Un caso tpico es el diagrama que nos presenta el grfico de un acero dctil indicado en la figura, en donde el eje de las ordenadas corresponde a las cargas y el de las abscisas al de las deformaciones longitudinales o alargamientos en milmetros. Un esquema de la mquina de ensayo de traccin se muestra en la Figura 1.Fig.1. Esquema de la mquina de ensayo.

La mquina de ensayo impone la deformacin desplazando el cabezal mvil a una velocidad seleccionable. La celda de carga conectada a la mordaza fija entrega una seal que representa la carga aplicada, las mquinas estn conectadas a un ordenador que registra el desplazamiento y la carga leda. Si representamos la carga frente al desplazamiento obtendremos una curva como la mostrada en la figura.2.

Fig.2. Fuerza vs Alargamiento

La probeta a ensayar se sujeta por sus extremos al cabezal mvil de la mquina de ensayos y a la clula de carga, respectivamente. Las mordazas se sujecin deben mantener firme a la muestra durante el ensayo, mientras se aplica la carga, impidiendo el deslizamiento. A su vez, no deben influir en el ensayo introduciendo tensiones que causen la rotura en los puntos de sujecin. Para que el ensayo se considere vlido la rotura debe ocurrir dentro de la longitud calibrada, en la parte central de la probeta.A partir de las dimensiones iniciales de la probeta, se transforman la fuerza en tensin y el alargamiento en deformacin, que nos permite caracterizar las propiedades mecnicas que se derivan de este ensayo.figura.3.

Fig.3.Efecto de la fuerza aplicada sobre el acero.La probeta se coloca dentro de las mordazas tensoras, de manera que se adapten bien y tengan efecto de cua con accionamiento neumtico, hidrulico o manual. La fuerza inicial no debe ser demasiado alta, porque de lo contrario podra falsear el resultado del ensayo.

As mismo se debe cuidar que no se produzca deslizamiento de la probeta. La mquina de ensayos est diseada para alargar la probeta a una velocidad constante y para medir continua y simultneamente la carga instantnea aplicada (con una celda de carga) y el alargamiento resultante (utilizando un extensimetro) (figura 2). El ensayo dura varios minutos y es destructivo, o sea, la probeta del ensayo es deformada permanentemente y a menudo rota. La velocidad de estiramiento ser siguiendo la norma ASTM.

Los extensmetros son instrumentos que permiten medir las deformaciones longitudinales que se producen sobre la probeta traccionada.De tal forma que la curva tpica sera tensin vs deformacin, tal y como se muestra en la figura.4.

Fig.4. Deformacin tpica de la traccin hasta la fractura.

La interpretacin de la curva nos lleva

1.- En la curva podemos distinguir dos regiones:

Zona elstica: La regin a bajas deformaciones (hasta el punto P), donde se cumple la Ley de Hooke: = E (E = modulo elstico).

Zona plstica: A partir del punto P. Se pierde el comportamiento lineal, el valor de tensin para el cual esta transicin ocurre, es decir, se pasa de deformacin elstica a plstica, es el Lmite de Elasticidad, y, del material.

2.- Despus de iniciarse la deformacin plstica, la tensin necesaria para continuar la deformacin en los metales aumenta hasta un mximo, punto M, resistencia a traccin (RT TS), y despus disminuye hasta que finalmente se produce la fractura, punto F.

Consideremos una probeta de longitud Lo y una seccin Ao sometida a una fuerza F norma de traccin (perpendicular a la seccin de la probeta). Se define esfuerzo o tensin () como la fuerza aplicada a la probeta por unidad de seccion transversal Ao.

Sus unidades en el Sistema Internacional son N /m2 = pascal

Supongamos que durante el ensayo la varilla se alarg una longitud L

l = l lo

Siendo L = longitud final de la probeta y Lo = longitud inicial de la probeta.

Definimos deformacin o alargamiento unitario () de la probeta como el cociente entre el cambio de longitud o alargamiento experimentado y su longitud inicial. No tiene dimensin

A veces se utiliza el porcentaje de alargamiento. % deformacin = (%) = (l / lo) 100

Un material presenta dos zonas en cuanto a su comportamiento ante un esfuerzo de traccin:

1. Zona elstica (OE): Se caracteriza porque al cesar las tensiones aplicadas, los materiales recuperan su longitud inicial (lo)

1.1 .En la zona elstica (OE) hay, a su vez, dos zonas:

Zona de proporcionalidad (OP): En la grfica es una lnea recta, es decir, el alargamiento unitario () es proporcional a la tensin ejercida (). = constante .

La constante se representa por la letra E y se llama mdulo de elasticidad lineal.

Zona no proporcional (PE): El material se comporta de forma elstico, pero no existe una relacin proporcional entre tensin y deformacin.

2. Zona plstica (ES): Se ha rebasado la tensin del lmite elstico y, aunque dejemos de aplicar tensiones de traccin, el material ya no recupera su longitud original y ser mayor que (lo).

2.2. En la zona plstica (BE) hay, a su vez, otras dos zonas:

Zona de deformacion plastica uniforme o zona de lmite de rotura (ER): Se consiguen grandes alargamientos con un pequeo incremento de la tensin. En el punto R existe el lmite de rotura y la tensin en ese punto se llama tensin de rotura ( R). A partir de este punto, la probeta se considera rota, aunque fsicamente no lo este.

Zona de rotura o zona de estriccin o zona de deformacin plstica localizada (RS): Las deformaciones son localizadas y, aunque disminuya la tensin, el material se deforma hasta la rotura. En el punto D, la probeta se ha fracturado. La seccin de la probeta se reduce drsticamente.

Lmite de fluenciaEl lmite de fluencia es el punto donde comienza el fenmeno conocido como fluencia, que consiste en un alargamiento muy rpido sin que vare la tensin aplicada en un ensayo de traccin. Hasta el punto de fluencia el material se comporta elsticamente, siguiendo la ley de Hooke, y por tanto se puede definir el mdulo de Young. No todos los materiales elsticos tienen un lmite de fluencia claro, aunque en general est bien definido en la mayor parte de metales.

La fluencia o cedencia: es la deformacin irrecuperable de la probeta, a partir de la cual slo se recuperar la parte de su deformacin correspondiente a la deformacin elstica, quedando una deformacin irreversible. Este fenmeno se sita justo encima del lmite elstico, y se produce un alargamiento muy rpido sin que vare la tensin aplicada. Mediante el ensayo de traccin se mide esta deformacin caracterstica que no todos los materiales experimentan.El fenmeno de fluencia se da cuando las impurezas o los elementos de aleacin bloquean las dislocaciones de la red cristalina impidiendo su deslizamiento, proceso mediante el cual el material se deforma plsticamentePor tanto la tolerancia al alargamiento para el clculo del lmite de fluencia es relativamente grande, se determina generalmente en forma grfica mediante el diagrama de traccin y que el rango es de 0.2%.

Lmite de elsticaEl lmite elstico, tambin denominado lmite de elasticidad, es la tensin mxima que un material elastoplstico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes. Si se aplican tensiones superiores a este lmite, el material experimenta un comportamiento plstico deformaciones permanentes y no recupera espontneamente su forma original al retirar las cargas. En general, un material sometido a tensiones inferiores a su lmite de elasticidad es deformado temporalmente de acuerdo con la ley de Hooke.Los materiales sometidos a tensiones superiores a su lmite de elasticidad tienen un comportamiento plstico. Si las tensiones ejercidas continan aumentando el material alcanza su punto de fractura. El lmite elstico marca, por tanto, el paso del campo elstico a la zona de fluencia. Ms formalmente, esto comporta que en una situacin de tensin uniaxial, el lmite elstico es la tensin admisible a partir de la cual se entra en la superficie de fluencia del material.Debido a la dificultad para localizarlo exactamente y con total fidelidad, ya que en los grficos experimentales la recta es difcil de determinar y existe una banda donde podra situarse el lmite elstico, en ingeniera se adopta un criterio convencional y se considera como lmite elstico la tensin a la cual el material tiene una deformacin plstica del 0.2% (o tambin = 0.002)Determinacin del lmite elstico

RESISTENCIA DE A LA TRACCIN Y ALARGAMIENTO O ELASTCIDAD:La determinacin de las propiedades mecnicas en el acero, como el lmite elstico (fy), la resistencia a traccin (fu), as como de otras caractersticas mecnicas del acero como el Mdulo de Elasticidad (E), o el alargamiento mximo que se produce en la rotura, se efectuar mediante el anteriormente definido ensayo de traccin.El valor de la tensin ltima o resistencia a la traccin se calcula a partir de este ensayo, y se define como el cociente entre la carga mxima que ha provocado el fallo a rotura del material por traccin y la superficie de la seccin transversal inicial de la probeta, mientras que el lmite elstico marca el umbral que, una vez se ha superado, el material trabaja bajo un comportamiento plstico y deformaciones remanente.

ESTRICCION DEL ACERO:Es la reduccin de la seccin que se produce en la zona de la roturaEn el ensayo de traccin de una probeta de acero se vea:Periodo elstico: se aplica carga, se produce deformacin, se retira carga, se recupera forma inicial. Esto ocurre siempre y de forma proporcional hasta el lmite elstico.Periodo de Estriccin: en el momento en que se supera el lmite elstico se inicia el perido de estriccin de la probeta. Se produce deformacin permanente.Periodo plstico: Una vez superado el lmite elastico, si se sigue aplicando carga, se sigue produciendo deformacin permanente hasta el lmite de rotura.MDULO DE ELASTICIDAD: Un hilo metlico sometido a un esfuerzo de traccin sufre una deformacin que consiste en el aumento de longitud y en una contraccin de su seccin.Supondremos que el aumento de longitud es el efecto dominante, sobre todo en hilos largos y de pequea seccin. Estudiaremos el comportamiento elstico de los hilos, aqul en el que existe una relacin de proporcionalidad entre la fuerzaFaplicada al hilo y el incrementoDLde su longitud o bien, entre el esfuerzoF/Sy la deformacin unitariaDL/L0.

DondeSes la seccin del hiloS=pr2, yYes una constante de proporcionalidad caracterstica de cada material que se denomina mdulo de elasticidad o mdulo de Young.MetalMdulo de Young,Y1010N/m2

Acero al carbono19.5-20.5

Acero aleado20.6

Acero, fundicin17.0

Representando el esfuerzo en funcin de la deformacin unitaria para un metal obtenemos una curva caracterstica semejante a la que se muestra en la figura.Durante la primera parte de la curva, el esfuerzo es proporcional a la deformacin unitaria, estamos en la regin elstica. Cuando se disminuye el esfuerzo, el material vuelve a su longitud inicial. La lnea recta termina en un punto denominado lmite elstico.

Si se sigue aumentando el esfuerzo la deformacin unitaria aumenta rpidamente, pero al reducir el esfuerzo, el material no recobra su longitud inicial. La longitud que corresponde a un esfuerzo nulo es ahora mayor que la inicialL0, y se dice que el material ha adquirido una deformacin permanente. El material se deforma hasta un mximo, denominado punto de ruptura. Entre el lmite de la deformacin elstica y el punto de ruptura tiene lugar la deformacin plstica. Si entre el lmite de la regin elstica y el punto de ruptura tiene lugar una gran deformacin plstica el material se denomina dctil. Sin embargo, si la ruptura ocurre poco despus del lmite elstico el material se denomina frgil.En la figura, se representa el comportamiento tpico de esfuerzo - deformacin unitaria de un material como el caucho. El esfuerzo no es proporcional a la deformacin unitaria (curva de color rojo), sin embargo, la sustancia es elstica en el sentido que si se suprime la fuerza sobre el material, el caucho recupera su longitud inicial. Al disminuir el esfuerzo la curva de retorno (en color azul) no es recorrida en sentido contrario.La falta de coincidencia de las curvas de incremento y disminucin del esfuerzo se denomina histresis elstica. Un comportamiento anlogo se encuentra en las sustancias magnticas.

Puede demostrarse que el rea encerrada por ambas curvas es proporcional a la energa disipada en el interior del material elstico. La gran histresis elstica de algunas gomas las hace especialmente apropiadas para absorber las vibraciones.

Ensayo de comprensin.Menos habitual que traccin

Se emplea:

Para conocer comportamiento de material bajo resistencia permanentes grandes.

Cuando material presenta comportamiento frgil a traccin. ( Ej: cermicos y vidrios: No deformacin plstica)

Forma de realizacin:

Similar a traccin (ahora F es compresiva) Fcompresin = - Ftraccin

Carga de compresin contraccin y deformacin lineal negativa

Carga de traccin alargamiento y deformacin lineal positiva

Ensayo de dureza

DefinicinLa dureza es la resistencia que ofrece un material a la deformacin plstica.Presenta valor emprico, su valor es funcin del mtodo utilizado.Existen distintos tipos de durezas:

a. Dureza como resistencia al rayado Dureza Minerolgica Dureza Martens

b. Dureza Esttica Dureza Brinel Dureza Vickers Dureza Rockwell c. Dureza Dinmica Dureza Shore Dureza Pendular

El ensayo de dureza mide la resistencia de un material a la penetracin de un punzn o una cuchilla. Este penetrador es tambin llamado durmetro. El durmetro usualmente consta de una bolita, pirmide o un cono de un material mucho ms duro que el acero que se est midiendo.La profundidad hasta la cual penetra este material nos entrega un valor, el que est tabulando, obtenindose as una medida de la dureza del acero. Su uso est ampliamente extendido, especialmente dentro de las reas de conformado y de tratamiento trmico de los aceros. Una utilizacin prctica, es la de dar una buena correlacin entre las medidas que entrega y otras propiedades que pueden medirse directamente, como la penetracin del temple de un acero. Dado que el ensayo de dureza puede hacerse fcilmente, la informacin obtenida puede ser evaluada inmediatamente. Por estas razones y por su carcter no destructivo se le usa ampliamente para control de calidad en produccin.Los ensayos de dureza ms utilizados en el campo ingenieril, son el Rockwell y el Brinell

Dureza Brinell

En l, una esfera de 10 mm de dimetro, usualmente de un acero endurecido, se presiona contra la superficie del material bajo una carga esttica de 3.000 kg. El tamao de la huella nos entrega una medida de la dureza bajo las condiciones del PUtilizando la frmula:

P= Peso aplicado en kgS= Superficie del casquete esfrico en mm2D= Dimetro de la bola en mm (de carburo de W)Di= Dimetro del casquete esfrico.

Dureza Rockwell

A diferencia del anterior, en el test de Rockwell se aplica primero una carga pequea (de menos de 10 kg), lo que hace que el indentador penetre hasta una cierta profundidad. Luego se aplica la carga mayor predeterminada. La diferencia en la penetracin nos entrega una medida de la dureza del acero.

Utilizando la frmula:

O

F= Fuerza en kgf [1- 120]kgd = Media aritmtica entre las diagonalesd1 y d2 en mm.Tiempo= 10-15 sMedida: 345 HV30-25 (HVkgf-s)

Ensayo de impacto.

Utilizado para medir la tenacidad del acero. En esta prueba, una probeta especial del acero en cuestin, es sometida a un fuerte impacto instantneo, producto del cual sta se rompe muy rpidamente. Este hecho entrega una medida de la energa que se debe aplicar para su fractura, lo que se traduce en un ndice de su tenacidad. Si bien los resultados de los ensayos de impacto no se utilizan directamente para el diseo, son muy tiles como herramienta de la produccin, ya que permiten la comparacin de un acero con otro que ha dado resultados satisfactorios. Existen dos tipos de ensayo que han alcanzado gran difusin: Charpy e Izod.

El estndar ASTM E23-72 define el ensayo de barras ranuras al impacto como un ensayo por el cual se observa en comportamiento del metal cuando est sujeto a la aplicacin de una carga nica que genera un estado de esfuerzo multiaxial asociado a la ranura, en conjunto con altas ratas de carga y en algunos casos altas o bajas temperaturas.Procedimiento. Se pesan las probetas. Luego, sin instalar probeta alguna se eleva el pndulo y se engatilla, para ser liberado luego. Se deja que el pndulo realice unos cuantos vaivenes y se detiene. La energa gastada en este proceso se anota. Se instala la probeta en los apoyos, se engatilla y suelta el pndulo, producindose la rotura de la probeta. Se calcula la energa cintica, aplicada a las fracciones de probeta. Se repiten los dos pasos anteriores para las otras probetas. Coeficiente de PoissonEl coeficiente de Poisson corresponde a la razn entre la elongacin longitudinal y a la deformacin transversal en el ensayo de traccin. Alternativamente el coeficiente de Poisson puede calcularse a partir de los mdulos de elasticidad longitudinal y transversal, segn la expresin siguiente:

Relacin entre las deformaciones laterales y axialesToda deformacin elstica longitudinal dimensional Lateral Materiales ideales: =0.5 Materiales reales: =0.2-0.4

Conocer Comportamiento elstico: y E

Caucho natural0,39 0,49

Polmeros0,3 0,45

metales0,25 0,4

Para el acero, toma el siguiente valor: = 0,3Como en el caso anterior, las expresiones arriba indicadas del coeficiente de Poisson, , son valores constantes siempre dentro del rango de comportamiento elstico del acero.

YACIMIENTOS DE MATERIAS PRIMAS EN EL PERU (HIERRO)

Procesos siderrgicos.

Se denomina de esta manera a la serie de pasos consecutivos que nos llevarn desde una materia prima como el mineral de hierro y el carbn de coque, hasta un producto final como el acero.El acero es una aleacin en donde intervienen dos componentes fundamentales: hierro (Fe) y carbono (C).

Mineral de Hierro

Mineral que contiene hierro (mena), principalmente en forma de xido, en proporcin suficiente como para ser una fuente comercialmente viable de dicho elemento para su uso en procesos siderrgicos. Pocas veces se encuentra en la naturaleza en estado de pureza, como por ejemplo en los meteoritos que lo contiene en un 90%. Son abundantes en cambio los compuestos naturales o minerales de Proceso Siderrgico hierro, esparcidos sobre la tierra a poca profundidad o en yacimientos montaosos. La mayor parte de los minerales de hierro son xidos, anhdridos y carbonatos. Bajo el punto de vista industrial, solo los xidos son aptos para la metalurgia.

El hierro, se encuentra unido a otros componentes, que no intervienen en el proceso siderrgico, llamados genricamente ganga.Carbn de Coque

La hulla es un tipo de carbn mineral que contiene entre un 45 y un 85% de carbono. Es dura y quebradiza, estratificada, de color negro y brillo mate o graso. Se form durante los perodos Carbonfero y Prmico. Este material surge como resultado de la descomposicin de la materia vegetal de los bosques primitivos, proceso que ha requerido millones de aos.

Cuando la hulla se calienta desprende gases que son muy tiles industrialmente; entonces nos queda el carbn de coque. Es liviano y poroso. El Coque metalrgico es obtenido en las plantas de coquizacin, con recuperacin de subproductos, a partir de una cuidadosa seleccin de carbones para cumplir con las estrictas propiedades qumicas y granulomtricas que exige su uso en la industria de la fundicin. El proceso de generacin de coque no es ms que la introduccin de carbn en un horno de la batera y dejarlo coquizando (calentando / quemando) durante un tiempo entre 10-24 horas (dependiendo del tamao del horno).

Procedimientos:

El proceso comienza con la obtencin de materias primas: el mineral de hierro y el carbn de coque. Prosigue con la coquizacin del carbn. El coque obtenido se utiliza luego en el alto horno para reducir el mineral de hierro y obtener arrabio lquido, que es una solucin de hierro con alto contenido en carbono e impurezas. El arrabio se enva en vagones termo a la acera para bajarle la concentracin de carbono y eliminarle las impurezas de azufre y fsforo. En un proceso de afino posterior se le adicionan los minerales y ferro-aleaciones que sean necesarios para obtener el tipo de acero que se necesita. El acero lquido que se obtiene en la aceracin se solidifica en la mquina de colada continua. A la salida de la mquina se obtienen productos planos, llamados desbastes, de variadas dimensiones y pesos que se exportan directamente o se envan al proceso de laminacin en caliente (LAC) o de laminacin en fro (LAF).

Acera elctrica

Vas Siderrgicas

Siderurgia basada en mineral Los procesos siderrgicos pueden partir de mineral o de chatarra. El cuadro de la figura 1 muestra, resumidamente, las vas siderrgicas que parten de mineral, en funcin del equipo y reductor empleados

Siderurgia basada en chatarra

El siglo XIX vio un fuerte desarrollo de la siderurgia integral, que posibilit la fabricacin masiva de objetos y equipos de acero. El envejecimiento y desguace de los mismos gener grandes cantidades de chatarra, cuyo reciclado se convirti en necesidad apremiante por razones econmicas y ecolgicas. La figura 6 representa esquemticamente los procesos que reciclan chatarra para obtener acero lquido.

Normas tcnicas peruanas

NTP ISO 6507 1:2000. MATRIALES METALICOS. Ensayo de traccin a temperatura ambiente.

Especifica el mtodo de ensayo de traccin a la temperatura ambiente de los materiales metlicos y define las propiedades mecnicas que pueden determinar con este ensayo. Para ciertos materiales y para ciertas aplicaciones, el ensayo de traccin puede ser objeto de normas especficas o de condiciones particulares.

NTP 341. 002: 1970. ENSAYO DE TRACCIN PARA ECERO.

Establece las condiciones que deben cumplirse para el ensayo de traccin de todos los productos planos de espesor inferiores a 3 mm, tubos, alambres y barras de dimetro inferiores a 4 mm que se ensayan segn las normas ITINTEC.

NTP 341. 005: 1970. ENSAYO DE DUREZ DE ROCKWELL PARA ACEROS.

Establecen las condiciones que deben cumplirse para los ensayos de dureza Rockwell, en las escalas B y C, de todos los productos de acero. La escala B deben aplicarse al ensayo de aceros inferiores a 100 HRB. La escala C debe aplicarse nicamente al ensayo de aceros de dureza superior a 20 HRB.

BARRAS DE ACERO AL CARBONO.

NTP 341.031:2008 (2013). Hormign (concreto). Barras de acero al carbono con resaltes y lisas para hormign (concreto) armado. Especificaciones.

NTP 341.018:1970. ACERO AL CARBONO, MANGANESO, ENSAYOS.

Establece el mtodo del per-sulfato para determinar el contenido de manganeso en aceros al carbono.

NTP 341.019:1970. ACEROS AL CARBONO. Mtodo del cido sulfrico para determinacin del silicio.

Establece el mtodo del cido sulfrico para la determinacin de silicio en acero al carbono.

NTP 341. 020:1970. ACERO AL CARBONO, mtodo yodomtrico para la determinacin del cobre.

Establece el mtodo yodo-mtrico para la determinacin de cobre en acero al carbono.

NTP 341. 021:1970. ACERO AL CARBONO, mtodo de la demetilglioxina para la determinacin de niquel.

Establece el mtodo de la demetilglioxina para la determinacin de nique en acero al carbono NTP 022:1970. METODO AL CARBON, mtodo del persulfato para la determinacin de cromo.

Establece el mtodo de persulfato para la determinacin del cromo en acero al carbono

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