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Apuntes de Ingeniería Materiales de construccion Productos siderúrgicos y materiales no ferreos Metalicos. parte 1 2.- Clasificación siderúrgica 2.1. - Aceros: 2.2.- Fundiciones 2.3.- Aceros aleados
Tipo: Apuntes
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Materiales metálicos: Productos siderúrgicos y No FerreosMateriales metálicos: Productos siderúrgicos y No Ferreos
UNIVERSIDADE DA CORUÑAUNIVERSIDADE DA CORUÑA
E.T.S.I. Caminos, Canales y PuertosE.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos
Materiales metálicos: Productos siderúrgicos y No FerreosMateriales metálicos: Productos siderúrgicos y No Ferreos
1.- Introducción 2.- Clasificación siderúrgica
2.1. - Aceros:2.2.- Fundiciones2.3.- Aceros aleados 3.- Clasificación normativa de los aceros
-^ Aceros no aleados
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-^ Aceros no aleados 3.2.- Aceros inoxidables 4.- Sistemas de designación de aceros
Materiales metálicos: Productos siderúrgicos y No FerreosMateriales metálicos: Productos siderúrgicos y No Ferreos
-^
Las aleaciones férreas se componen de hierro, carbono y aleantes, quepueden ser Cr, Ni, Ti, Si,…
-^
Las aleaciones
férreas
son las de mayor interés para la construcción
por tres causas:•^
En la corteza terrestre abundan los compuestos de hierro
-^
Las técnicas de fabricación son relativamente económicas
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Las técnicas de fabricación son relativamente económicas
-^
Las aleaciones férreas son extraordinariamente versátiles
Aunque su principal problema es al susceptibilidad a la corrosión
-^
Las propiedades mecánicas dependen del contenido en carbono, quesuele ser inferior al 1 %, de aquí surge una clasificación:•^
Aceros bajos en carbono (hasta 0,25 % de C)
-^
Aceros medios en carbono (entre 0,25 y 0,6 % de C)
-^
Aceros altos en carbono (entre 0,6 y 1,4 % de C)
-^
Aceros aleados: destacan los inoxidables
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-^
Microestructura:•^
Ferrita y perlita.
Características:•^
Blandos y poco resistentes (fy> 275 MPa)
-^
Muy dúctiles y tenaces (EL > 25 %)
s on de fácil mecanizado y baratos
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s on de fácil mecanizado y baratos
Temple y soldadura: no responde bien al tratamiento para formarmartensita
-^
Existen aceros de alta resistencia y baja aleación, que contienenelementos como Cu, V, Ni, con lo que se consigue subir laresistencia hasta 480 Mpa a costa de parte de la ductilidad (10 %)
Usos:•^
La mayor parte del acero fabricado es bajo en carbono
-^
Automóviles, vigas, perfiles, barras y láminas
Materiales metálicos: Productos siderúrgicos y No FerreosMateriales metálicos: Productos siderúrgicos y No Ferreos
-^
Microestructura:•^
Se emplea habitualmente templado y revenido
Características:•^
Son muy duros y resistentes (especialmente a desgaste)
-^
Ductilidad baja
-^
Temple y soldabilidad: bueno y mala (fragiliza)
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Temple y soldabilidad: bueno y mala (fragiliza)
-^
Se suelen emplear aceros altos en carbono aleados con Cr, V, W yMo. Estos elementos se combinan con el carbono formandocarburos muy duros y resistentes al desgaste Cr
23
y WC 3
Usos:•^
herramientas de corte, matrices paramoldes, muelles e hilos de alta resistencia ypretensado
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-^
Funden a temperaturas menores que los aceros (Eutéctico 1148 ºC)
se suelen trabajar por moldeo
-^
Dan piezas de gran resistencia pero que pueden ser muy frágiles
-^
En general tienen mejor resistencia a la corrosión que los aceros
-^
En general el carbono se encuentra como grafito, no como cementita:^ •^
El paso de Fe3C a grafito se ve favorecido por la presencia de Si
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El paso de Fe3C a grafito se ve favorecido por la presencia de Si y por unos tratamientos térmicos adecuados.
-^
Microestructura: cementita + perlita es una fundición baja en carbono(y con poco Si)
-^
Características:•^
Resistencia: al tener tanta cementita es muy dura
-^
Ductilidad: poco dúctil
Usos: la fundición blanca apenas se emplea
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Características:
-^
Microestructura:•^
Aleada con C y Si, éste último facilita lagrafitización (Fe
grafito)
Grafito en láminas
o escamas en una
matriz ferrítica o perlítica
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Fundida tiene elevada fluidez, lo que permite un moldeo cómodo
-^
Son poco dúctiles
-^
Tienen una elevada resistencia al desgaste y dureza
-^
Grafito en láminas: baja resistencia a tracción
-^
Tienen la propiedad de amortiguar vibraciones
Usos:•^
bloques de motores, bancadas paraequipos que vibran
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-^
Microestructura:•^
La adición de Magnesio o Cerio hace que el grafito forme esferas
-^
Grafito en esferas
en una matriz ferrítica o perlítica
Características: capacidades parecidas a las del acero•^
Resistencia elevada: 380-480 Mpa
-^
Ductilidad elevada. Entre 2 y 18%
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Ductilidad elevada. Entre 2 y 18%
Usos: válvulas, cuerpos de bombas, cigüeñales, componentes demaquinaria, engranajes, arquetas
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Los aceros inoxidables se clasifican según su microestructura:•^
Martensítica: 0,1-1,5 de C y 12-18 % de Cr, tiene alta resistencia ytenacidad
-^
Ferrítica: 0,08-0,2 de C, 16-25 % de Cr, posee alta dureza aunquecierta fragilidad a altas temperaturas
-^
Austenítica: 0,03-0,08 de C, 6-15 de Ni y 16-23 de Cr, es el másresistente a la corrosión aunque también el de mayor tendencia a formar corrosión intergranular (difícil de soldar)
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formar corrosión intergranular (difícil de soldar)
Acero inoxidable 18-10 austenítico
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-^
Grupo 1: aceros definidos por su aplicación o por sus característicasmecánicas Tabla
4.
3.^
Designación de los aceros según sus aplicaciones según EN 10027
-^1
S^
Construcción metálica P^
Recipientes a presión L^
Tuberías
(Ej S 355)
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L^
Tuberías E^
Construcción mecánica B^
Hormigón armado
(Ej S 355)
Y^
Aceros para pretensado
R^
Aceros para o con forma de carriles
H^
Productos laminados en frío para deformación en frío D^
Productos planos para deformación en frío T^
Productos para embalajes M^
Aplicaciones eléctricas (*) También es habitual emplear la masa por metro, en kg/m
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1.- Introducción2.- Estructuras metálicas
2.1.- Propiedades del acero2.2. - Tipos de acero (EAE).2.3. - Perfiles 3.- Aceros para hormigón armado y
pretensado
5.- Otras aplicaciones en ingeniería civil
5.1. - Carriles5.2. - Andamios y puntales5.3. - Tubos5.4.- Barreras de seguridad5.5. - Tablestacas
-^ Fabricación
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pretensado 3.1.- Armaduras pasivas3.2.- Armaduras activas 4.- Cables
4.1. - Características generales4.2. - Cables estructurales4.3. - Cables eléctricos
-^ Fabricación
6.1. - Corte6.2.- Mecanizado6.3. - Unión mediante soldadura6.4. - Elementos metálicos de unión
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Puente Akashi-Kaikyo Japón Luz: 1991 m, Longitud total: 3910 m.
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-^
Diagrama tensión-deformación•^
Carga unitaria máxima a tracción f
u
Límite elástico f
y^ , se define como la carga unitaria correspondiente
a una deformación remanente del 0,2 %
-^
Deformación bajo carga máxima
εmax
Deformación remanente de rotura
εu
Modulo de elasticidad E, valor convencional 210.000 N/mm2 para todos los aceros
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Modulo de elasticidad E, valor convencional 210.000 N/mm2 para todos los aceros
0
5
10
15
20
25
30
700 600 500 400 300 200 100 0 Tensión MPa
Deformación %
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Requisitos de ductilidad^ •^
fu/
fy
Características•^
Composición química y soldabilidad
-^
Desgarro laminar, limitación de la estricción
-^
Resiliencia, se mide a una temperatura determinada y se midela energía absorbida por la probeta entallada
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fu/
fy
εu
εmax
εy
Min. 27 J
Min. 40 J
Temp. ºC
JR
KR
20
J
K
0
J
K
J
K
J
K
