OBJETIVOS
●
Conocer sobre el hierro en la corteza terrestre, sus
usos y resistencias
●
Saber de la importancia de las aleaciones de hierro y
carbono
●
Enterarnos sobre el acero dentro de los países
desarrollados y en vías de desarrollo
INTRODUCCIÓN
El acero es una aleación de hierro con una cantidad de
carbono variable entre el
0,03 % y el 1,075 % en peso de su composición, dependiendo del grado. Si la
aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,0 % se producen fundiciones
que, en oposición al acero, son mucho más frágiles y no es posible forjarlas sino que deben
ser moldeadas.
MARCO TEÓRICO
ORIGEN
El hierro fue
descubierto en la prehistoria se tienen indicios cuatro milenios antes de
Cristo, por parte de los sumerios y egipcios y era utilizado como adorno y para
fabricar armas; el objeto más antiguo, aún existente, El término arqueológico
edad del hierro se aplica sólo al periodo en el que se extiende la utilización
y el trabajo del hierro. El procesado moderno del hierro no comenzó en Europa
central hasta la mitad del siglo XIV d.C
Siderurgia
Técnica del
tratamiento del mineral de hierro para obtener
diferentes tipos de éste o de sus aleaciones.
Óxidos -> hematita (Fe2O3) y la magnetita (Fe3O4)
Hidróxidos
-> Limonita
Carbonatos
-> Siderita o carbonato de
hierro (FeCO3)
Aceros: son aleaciones con menos del 2%
de carbono. De carácter maleable, templan bien debido a que su contenido de
carbono supera el 0,25%. Al aumentar el
porcentaje de carbono, mejoran ciertas propiedades como la resistencia a la
tracción, límite elástico y dureza. Sin embargo disminuye ductilidad, resistencia
y alargamiento de rotura. Se distinguen diferencian varios tipos:
-Aceros
aleados, Aceros aleados de gran resistencia, Aceros de gran elasticidad,
-Aceros de cementación, Aceros inoxidables, -Aceros de alto contenido en
carbono, -Aceros rápidos
Metalurgia
La metalurgia
es la técnica de la obtención y tratamiento de los metales desde minerales metálicos hasta
los no metálicos. También estudia la producción de aleaciones, el control de
calidad de los procesos vinculados así como su control contra la corrosión. Además de
relacionarse con la industria metalúrgica.
Procesos metalúrgicos
Los procesos
metalúrgicos comprenden las siguientes fases:
Obtención del
metal a partir del mineral que lo contiene en estado natural, separándolo de la
ganga;
Elaboración de
aleaciones;
Otros
tratamientos del metal para facilitar su uso.
Operaciones
básicas de obtención de metales:
PROCESOS EN PLANTAS INTEGRALES
• Hornos de coque:
obtener del carbón coque y gas.
• Altos Hornos: convertir el mineral en
hierro fundido
• Acería: conversión del hierro
fundido o el arrabio en acero
• Trenes de laminación devastadores:
reducir el tamaño de los lingotes produciendo
bloms y slabs
• Trenes de laminación de acabado:
estructuras y chapas en caliente
• Trenes
de laminación en frío: chapas y flejes
PROCESOS EN ACERÍAS ESPECIALIZADAS
Plantas son productoras secundarias de
aceros comerciales o plantas de producción de aceros especiales. Generalmente
obtienen el hierro del proceso de chatarra de acero, especialmente de
automóviles, y de subproductos como sinterizados o pellets de
hierro (DRI). Estos últimos son de mayor coste y menor rentabilidad que la chatarra de acero por lo
que su empleo se trata siempre de reducir a cuando sea estrictamente necesario
para lograr el tipo de producto a conseguir por razones técnicas.
ALEACIONES
HIERRO-CARBONO
La composición
química de los aceros al carbono es compleja. El
aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la tracción, incrementa el
índice de fragilidad en frío y hace
que disminuya la tenacidad y la ductilidad.
●
Acero dulce:
El porcentaje de carbono es de 0,25%, tiene una resistencia mecánica de 48-55
kg/mm2 y una dureza de 135-160 HB. Se puede soldar con una técnica adecuada.
Aplicaciones: Piezas
de resistencia media de buena tenacidad, deformación en frío, embutición,
plegado, herrajes, etc.
●
Acero semidulce:
El porcentaje de carbono es de 0,35%. Tiene una resistencia mecánica de 55-62
kg/mm2 y una dureza de 150-170 HB. Se templa bien, alcanzando una resistencia
de 80 kg/mm2 y una dureza de 215-245 HB.
Aplicaciones: Ejes,
elementos de maquinaria, piezas resistentes y tenaces, pernos, tornillos,
herrajes.
●
Acero semiduro:
El porcentaje de carbono es de 0,45%. Tiene una resistencia mecánica de 62-70
kg/mm2 y una dureza de 280 HB. Se templa bien, alcanzando una resistencia de 90
kg/mm2, aunque hay que tener en cuenta las deformaciones.
Aplicaciones: Ejes y
elementos de máquinas, piezas bastante resistentes, cilindros de motores de
explosión, transmisiones, etc.
●
Acero duro:
El porcentaje de carbono es de 0,55%. Tiene una resistencia mecánica de 70-75
kg/mm2, y una dureza de 200-220 HB. Templa bien en agua y en aceite, alcanzando
una resistencia de 100 kg/mm2 y una dureza de 275-300 HB.
Aplicaciones: Ejes, transmisiones, tensores y piezas
regularmente cargadas y de espesores no muy elevados.
FORMAS COMERCIALES DEL ACERO
Láminas:
se destaca como materia prima y como material de construcción por su acabado de
alta calidad. Se puede conseguir en bobinas, hojas lisas y flejes. (cintas).
Las principales formas son barra y
hierro perfilados, los cuales son considerados como productos elaborados.
Barras:
pueden ser planas, cuadradas, hexagonales y redondas. Se laminan a partir de
acero y hierro dulce. El acero dulce estirado en grandes longitudes constituye
el alambre con diámetro que varia entre 0.2 a 0.5mm.
Hierros perfilados: dentro de ellos
se encuentran los angulares, los canales, las T y las doble T
VENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL:
Alta
resistencia.- La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que
será poco el peso de las estructuras, esto es de gran importancia en para el
diseño de vigas de grandes claros.
Uniformidad.-
Las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el tiempo como es el
caso de las estructuras de concreto reforzado.
Durabilidad.-
Si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado durarán
indefinidamente.
Ductilidad.-
La ductilidad es la propiedad que tiene un material de soportar grandes
deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. La naturaleza dúctil
de los aceros estructurales comunes les permite fluir localmente, evitando así
fallas prematuras.
Tenacidad.-
Los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y
ductilidad. La propiedad de un material para absorber energía en grandes
cantidades se denomina tenacidad.
CONCLUSIONES
❖
El hierro es el cuarto elemento abundante en la corteza
terrestre, es el elemento más pesado. El uso más extenso del hierro es para la
obtención de de aceros estructurales.
❖
Las aleaciones que se les hacen al hierro con el
carbono creando el acero son muy importantes ya que se ha hecho un material
indispensable para elaborar diversas cosas, todo por su bajo precio y su
dureza.
❖
La industria
de acero es una de las más importantes en los países desarrollados y los que
están en vías de desarrollo. En los últimos, esta industria, a menudo,
constituye la piedra angular de todo el sector industrial. Su impacto económico
tiene gran importancia, como fuente de trabajo, y como proveedor de los
productos básicos requeridos por muchas otras industrias:
construcción, maquinaria y equipos, y fabricación de vehículos de transporte
y ferrocarriles.
RECOMENDACIONES
❖
la ingeniería civil no es una ciencia aislada ya que,
para completar y facilitar su estudio y aplicación, es indispensable echar mano
de los conocimientos utilizados en otras ramas.tal es el caso del presente
proyecto donde se usó la informática para obtener el diseño estructural.
BIBLIOGRAFÍA
❖
Rogers, D. M.: «El tiempo en la poesía de J. Hierro» en
Archivum, nos 1-2 (nov. de 1961), pp. 201-230.
❖
Jiménez, J.O.: «La poesía de J. Hierro» , en Cinco
poetas del tiempo (Madrid, 1972), pp. 177-326.
❖
Villar, A. del «El vitalismo alucinado de J. Hierro»,
en Arbor, nº 349 (enero de 1975), pp. 67-80.
❖
Peña, P. J. de la : Individuo y colectividad: el caso
de J. Hierro (Valencia, 1978).
❖
Albornoz, A. de : José Hierro (Madrid. 1981).
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