Materiales CIA General de Aceros

DEFINICIN DE ACERO Acero es una aleacin de hierro carbono, con un contenido de carbono inferior al 2.11%, que contiene elementos de aleacin, los cuales le confieren propiedades mecnicas especficas para su utilizacin en la industria. Los productos frreos con ms de 2.11% de carbono se denominan Fundiciones de hierro.

PROCESO DE FABRICACION DEL ACERO El siguiente diagrama nos muestra el proceso de fabricacin del acero, que se efecta en un horno de arco elctrico con el cual a travs de chatarra seleccionada se produce una aleacin de hierro carbono que se le adicionan los elementos de aleacin que requieren de acuerdo a la calidad que se est fabricando.

El proceso de fabricacin se inicia introduciendo por la parte superior del horno una carga de chatarra seleccionada, y una carga de carbn mineral. La tapa es cerrada y a travs de los electrodos se produce un arco elctrico por medio del cual convertimos la chatarra en un lquido llamado caldo. Durante el proceso se le van agregando los elementos aleantes al acero, de acuerdo a la calidad que se est fabricando. Posteriormente se abre la parte inferior del horno y el material que se encuentra en estado lquido es vaciado a un recipiente denominado CUCHARA, para proceder a pasarlo a otro horno donde se le adicionan los elementos aleantes restantes y se ajusta la composicin qumica, de all el caldo pasa al horno de desgasificacin al vaco donde se le inyecta un gas inherente (Argn) y se produce una baja presin (0.5mm Hg), a

fin de eliminar los gases que se encuentran en el material tales como O2 y H2 los cuales pueden producir problemas de poros y fisuras en el producto final. El siguiente paso lo constituye el proceso de colada del material, donde bsicamente el lquido se solidifica formando un Acero slido llamado palanquilla, que constituye la materia prima para la fabricacin de los diferentes perfiles (redondos, cuadrados y platinas). Posteriormente a la solidificacin y antes de que el bloque baje de 950C, las palanquillas son llevadas a los procesos de forja y laminacin aprovechando el calor que an les queda. Proceso de forja: Proceso mediante el cual se deforma el material para obtener las medidas solicitadas, s efecta por medio de prensas provistas de manipuladores a cada lado para que permita una conformacin sin riesgo para la vida humana. Otro proceso adicional para medidas menores a 400 mm de dimetro es la forja por martillos neumticos, con los cuales se desforma el material por medio de golpeteos uniformes. Proceso de laminacin: Consiste en pasar el material entre dos rodillos que giran a la misma velocidad perifrica y en sentidos opuestos, los cuales estn espaciados a una distancia inferior a la medida del material que se va a laminar (Tren de Laminacin).

Proceso E.S.R. Existe un proceso efectuado en las siderrgicas que se hace con la intencin de mejorar la calidad de los materiales, especialmente los aceros de alta aleacin llamado proceso de refusin por electroescoria (E.S.R). Por medio de este proceso, el bloque proveniente de los procesos de laminacin o forja, es fundido nuevamente y pasa gota a gota a travs de una cama denominada escoria electroconductora, la cul posee una composicin qumica especial, y tiene la finalidad de atrapar las inclusiones de tipo metlico o no metlico presente en el material. Con este proceso se logra un material libre de impurezas y por la forma de solidificacin el material resultante queda con la propiedad de isotropa la cual permite que el material soporte esfuerzos iguales en el sentido longitudinal y transversal.

ESTADO DE SUMINISTRO DE LOS MATERIALES Los materiales son entregados para su utilizacin dependiendo de las necesidades del fabricante en diferentes estados de suministros tanto en el aspecto superficial como en su estructura interna. ASPECTO SUPERFICIAL Laminado en Caliente Es la forma que presenta el Acero al salir de los Trenes de Laminacin, en el lenguaje popular, se conoce como material negro por su aspecto superficial, las dimensiones geomtricas presentan amplias tolerancias, y estn regidas por las normas DIN 1013. La siguiente tabla nos muestra un ejemplo de las tolerancias manejadas en esta norma.

Dimetro Variacin Permisible Mxima Diferencia en Dimetro

8 a 14mm +/- 0.4mm 0.6mm 16 a 25mm +/- 0.5mm 0.8mm

Calibrado Consiste en deformar superficialmente en fro el material para obtener tolerancia dentro de una norma denominada ISO H11. La deformacin en fro produce en casi todos los metales un aumento de su dureza, de su resistencia mecnica y de su lmite elstico, a costa de una disminucin de su plasticidad (Alargamientos) y Tenacidad. Por la apariencia brillante que toman estos materiales calibrados son denominados popularmente aceros brillantes. La siguiente tabla muestra algunos ejemplos de las tolerancias manejadas por la norma.

Medida Nominal Variacin ISO H11

1 A 3mm +0 -0.06

3.5 a 6mm +0 -0.075

Torneado El proceso de torneado consiste como su nombre lo indica en eliminar la capa superficial del material mediante un proceso de arranque de viruta, con lo cual se mejora la rectitud del Acero. El acero torneado esta regido por la norma ISO H11. ESTRUCTURA INTERNA Recocido Es un material cuya estructura interna le da la propiedad de ser blando y de fcil mecanizacin. Consiste en un calentamiento a temperatura adecuada y de duracin determinada, seguido de un enfriamiento lento de la pieza tratada. Su objetivo es destruir estados anormales estructurales, que endurecen el material, permitiendo ablandarlos para poder trabajarlos mejor. Bonificado Es un material al cul se le ha sometido a un proceso de temple y revenido; debe ser realizado especialmente despus del temple en los aceros de alta aleacin. La estructura lo hace un acero duro de mecanizar y posee una dureza entre 28 a 32 HRC.

ELEMENTOS DE ALEACIN Los principales elementos de aleacin son: Cromo, Tungsteno, Manganeso, Nquel, Vanadio, Cobalto, Molibdeno, Cobre, Azufre y Fsforo. Carbono: Es el elemento que tiene ms influencia en el comportamiento del acero, al aumentar el porcentaje de carbono, mejora la resistencia mecnica, la Templabilidad y disminuye la ductilidad Azufre: Aumenta la Maquinabilidad, forma inclusiones no metlicas llamadas sulfuros de magnesio, que son discontinuidades en la matriz metlica favoreciendo la formacin de viruta corta. Boro: El Boro que se encuentra en el acero proviene exclusivamente de las adiciones voluntarias de este elemento en el curso de su fabricacin. Ejerce una gran influencia sobre la templabilidad del acero, bastando porcentajes muy pequeos, a partir de 0.0004%, para aumentarla notablemente. Cobalto: Elemento que desplaza las curvas TTT hacia la izquierda, aumentando la velocidad crtica y disminuyendo la templabilidad. Aumenta la dureza y asociado al Niquel o al cromo; forman aceros de dbil coeficiente de dilatacin, cercano al vidrio. Aumenta la velocidad critica de enfriamiento y en los aceros para trabajo en caliente y rpidos; incrementa la disipacin de temperatura. Cromo: Es un gran formador de carburos, aumenta la dureza y la resistencia al desgaste, y solo reduce la ductilidad, mejora la resistencia al calor y a la formacin de cascarilla. En cantidades mayores al 12%, hace al acero resistente a la corrosin. Fsforo: Incrementa la resistencia y reduce la ductilidad de la ferrita. Aumenta la brillantez. Elemento que por encima del 0.004% disminuye todas las propiedades mecnicas del acero. Manganeso: Mejora la resistencia a la traccin y al desgaste, tiene buena influencia en la forja, la soldadura y la profundidad de temple. Facilita el mecanizado. Molibdeno: Formador de carburos, reduce el crecimiento del grano y mejora la resistencia al desgaste y la dureza a temperaturas altas.

Cuando se combina con Cr-Ni, produce altos valores del punto de fluencia y resistencia a la traccin, por eso se le usa en aceros bonificables como el SAE 4340. En los aceros inoxidables mejora la resistencia al fenmeno de la picadura. Nquel: Aumenta la resistencia y la Templabilidad del acero y no afecta la ductilidad, Muy usado en aceros inoxidables y aceros para temple para mejorar la tenacidad. Aumenta la polichabilidad. Niobio: Eleva considerablemente la resistencia en caliente. Plomo: Mejora el acabado superficial despus de maquinado. Selenio: Mejora la maquinabilidad en proporciones de 0.20% Silicio: Aumenta la resistencia a la traccin, resistencia a la abrasin y formacin de cascarilla, por eso se usa en los aceros de altas temperaturas. (Aceros refractarios). Titanio: Afina el grano, eleva el lmite elstico, evita la corrosin intergranular, mantiene una elevada resistencia mecnica a altas temperaturas en aceros resistentes a la corrosin. Vanadio: Formador de carburos y por la formacin de ellos afina el grano, aumenta la resistencia al desgaste a altas temperaturas y aumenta resistencia a la traccin. Incrementa la duracin de filos de corte de las herramientas.

CRITERIOS DE SELECCIN

Para seleccionar un acero que va a estar sometido a una aplicacin determinada, el usuario de la pieza a fabricar debe tener claramente definido los siguientes parmetros: Que es lo que espera de la pieza que va a fabricar Que propiedades ofrecen los materiales disponibles en el mercado. Que tratamiento trmico le va a realizar. Que propiedades se pueden obtener despus del tratamiento trmico. Con estos conceptos claros, el fabricante de la pieza debe inicialmente analizar a que tipo de esfuerzo va a estar sometida la pieza que va a ser fabricada (esfuerzos mecnicos o trmicos), el posible diseo, los procesos de fabricacin que va a emplear, el tipo y necesidad del tratamiento trmico, el nmero de piezas que va a fabricar, y el costo por pieza unitaria fabricada. - Propiedades comparativas de los materiales Resistencia Mecnica (Traccin, Flexin, Torsin) Resistencia al desgaste Tenacidad Templabilidad Resistencia a la corrosin Conservacin de filo

- Tratamientos trmicos que se le pueden efectuar a los aceros. Temple, Revenido y Recocido. Cementacin Tenifer (Nitrurado). Resistencia a la traccin Se refiere a la oposicin que presentan los materiales a fallar cundo son sometidos a esfuerzos acciales. Nos dice cuanta fuerza es necesaria aplicar por unidad de rea para producir la ruptura de un material. Se mide en Kg/mm2 Newton/mm2. A continuacin describiremos algunos conceptos importantes en las pruebas de traccin: 1. Limite elstico : es la carga a la cual se puede someter un material sin

que se deforme permanentemente.

2. Punto de cedencia o fluencia: Punto en el cul el material continua deformndose sin que haya aumento de carga.

3. Porcentaje de alargamiento: Expresa la distancia que se estira un material antes de la ruptura.

4. Reduccin de rea: Describe la disminucin del rea transversal que experimenta el material durante la ruptura.

La resistencia mecnica de un material, tiene relacin directa con la dureza a la cul podamos elevarlo. La dureza que puede alcanzar un acero depende del porcentaje de carbono y los elementos de aleacin que contenga, por lo tanto entre mayor porcentaje de carbono tenga un material y mayor cantidad de elementos de aleacin mayor ser la dureza que puede alcanzar y por lo tanto mayor ser la resistencia mecnica.

DEFORMACION EN mm

RE S I S TENC I A A LA TRACC I ON

LIM. ELASTICO

ROTURA

Resistencia a desgaste La resistencia al desgaste de un material esta dada por la probabilidad que tenga el material de formar carburos durante el tratamiento trmico, los carburos son elementos supremamente resistentes al desgaste pero muy frgiles, se forman a partir del carbono y un elemento de aleacin. Los principales elementos formadores de carburos son Cr, Mo, W, V; por lo tanto entre mayor % de carbono y elemento formador de carburo tenga un material mayor ser su resistencia al desgaste. Tenacidad La tenacidad de un material est dada por la baja probabilidad de formacin de carburos, es el caso contrario de la resistencia al desgaste; por lo tanto entre menor sea el porcentaje de Carbono y elementos formadores de carburos el material ser ms tenaz. Templabilidad Cada material posee un dimetro llamado dimetro crtico, hasta el cul penetra la dureza durante el tratamiento trmico, en el proceso de seleccin del acero adecuado para una determinada aplicacin es muy importante asegurarnos que el acero que estamos usando tenga penetracin de dureza uniforme hasta el centro del material, ya que la dureza y la resistencia mecnica son propiedades relacionadas. Resistencia a la corrosin La Resistencia a la corrosin de un material esta dada por el % de Cromo presente. Se dice que un material es inoxidable cuando presenta un contenido de cromo superior al 12 %. El cromo presente en el material reacciona con el oxigeno del aire formando una pelcula de oxido de Cromo que se denomina capa pasivante. Adems de tener un elevado contenido de cromo debe tener un bajo porcentaje de carbono para evitar que el Carbono reaccione con el cromo y forme carburos de cromo Conservacin del filo La conservacin del filo en una herramienta de corte esta dado por el tamao y la forma de los carburos presentes en la estructura del filo cortante (los carburos tienen forma de rombo y las aristas son el mecanismo de adherencia a la estructura, s un carburo no tiene el tamao

adecuado no posee la suficiente fuerza de cohesin y es sacado muy fcil de la estructura de corte). Los carburos alcanzan su tamao ideal cuando el material es sometido a la temperatura de Austenizacin adecuada durante el tratamiento trmico. Si su temperatura es baja los carburos no alcanzan el tamao ideal, si la temperatura es muy elevada el carburo cambia su forma de rombo a circular, perdiendo el mecanismo de agarre a la estructura.

TEMPERATURA DE AUSTENIZACIN

TRATAMIENTOS TERMICOS

Definicin Es una combinacin de operaciones de calentamiento y enfriamiento con tiempos determinados, aplicados a materiales o aleacin en el estado slido, en una forma tal que produzca las propiedades deseadas. Tambin pueden ser definidos como: ciclos de tiempo - temperatura a los cuales se someten los materiales, con el fin de inducir cambios en la estructura interna (modificar la distribucin atmica) los cuales producen cambios en las propiedades fsicas, mecnicas y qumicas. Para una mayor comprensin de los procesos para los tratamientos trmicos es bueno recordar algunas propiedades de los aceros y materiales de ingeniera:

DUREZA: Es la resistencia que oponen los materiales a ser

penetrados. Existen diferentes escalas o parmetros para medirla: Dureza Vickers, Brinell, Rockwell A, B y C.

DUREZA VICKERS: Se puede aplicar a todos los materiales

metlicos.

DUREZA BRINELL: Se utiliza para materiales muy blandos o de baja dureza, ejemplo latones, bronces y aceros recocidos.

DUREZA ROCKWELL: Esta se utiliza en los materiales ms

duros, concretamente la escala C se aplica a los aceros templados, a las fundiciones y algunas aleaciones especiales.

BRILLO: Es una propiedad netamente fsica de los materiales y

depende del acabado y la limpieza superficial. Es de esperarse que un material metlico que tenga baja rugosidad sea brillante. El grado de opacidad o brillantez que posee un material est ntimamente ligado con su dureza.

ESTABILIDAD DIMENSIONAL: Es una variable un poco ms

compleja de definir ya que depende de varios factores como son: Templabilidad, geometra de la pieza y medio de enfriamiento. En trminos generales hace referencia a la conservacin de dimensiones y formas despus del temple.

Los tratamientos trmicos son una herramienta fundamental para lograr una amplia gama de aplicaciones de los aceros, dadas las propiedades obtenidas con cada una de ellas. Los principales tratamientos trmicos son: Temple Revenido Normalizado Recocido Alivio de tensiones Los principales tratamientos termoqumicos son: Cementacin Tenifer (Nitruracin) Es muy importante recomendar a los usuarios de los aceros que el tratamiento trmico debe ser muy bien ejecutado, ya que es el aspecto ms importante para que la vida til de la pieza fabricada sea la adecuada, sin embargo todos conocemos que en un alto porcentaje de nuestras empresas colombianas, los tratamientos trmicos son realizados de una forma rudimentaria usando quemadores de oxigeno y gas propano, en este caso es bueno recomendar que cuando se use ese mtodo se utilice una llama carburante (el dardo de la llama debe ser lo mas largo posible) con el fin de que la superficie no se descarbure. Temple Consiste en un calentamiento del acero hasta una temperatura de Austenizacin (la cual depende de la composicin qumica) y un posterior tiempo de sostenimiento para que ocurra una transformacin de la estructura que posee el acero a temperatura ambiente, y luego se somete a un enfriamiento a una velocidad crtica proporcionada por el medio de enfriamiento que se vaya a utilizar. El objetivo principal del temple es endurecer el acero. Con el temple se obtiene: Aumento en la dureza en forma considerable. Incremento de la resistencia al desgaste Favorece el brillo.

Si no se realiza dentro de los parmetros descritos en la ficha tcnica de cada material, puede tener efecto contrario al esperado y producir un efecto negativo como: Prdida de dimensiones y forma de la pieza, durezas heterogneas y Disminucin de la tenacidad. Consideraciones Generales Para que un material reciba temple debe tener un % de carbono mayor

al 0,26 % de lo contrario debe someterse a un tratamiento de cementacin antes de ser templado

Problemas y causas que se presentan en el Temple de los aceros:

Problema Causa

Ruptura Durante El Enfriamiento

Enfriamiento Muy Drstico Retraso En El Enfriamiento Aceite Contaminado Mala Seleccin Del Acero Diseo Inadecuado

Baja Dureza Despus Del Temple

Temperatura De Temple Muy Baja Tiempo Muy Corto De Mantenimiento Temperatura Muy Alta O Tiempos Muy

Largos Decarburacin Del Acero Baja Velocidad De Enfriamiento Mala Seleccin Del Acero (Templabilidad)

Deformacin Durante El Temple

Calentamiento No Uniforme Enfriamiento En Posicin Inadecuada Diferencias De Tamao Entre Seccin Y

Continuas

Fragilidad Excesiva Calentamiento A Temperatura Muy Alta Calentamiento Irregular

Cambios dimensinales despus de temple de algunos aceros.

Acero T.Austen. Enfriam. Ancho Largo Espesor

T2510/2842 810 ACEITE +0.04 +0.1 +0.05 +0.1 +0.02

T2379 1020 AIRE +0.02 +0.03 +0.04 +0.05 +0.05

T2080-2436 970 AIRE +0.05 +0.06 +0.09 +0.13 +0.05

Cuando no se conocen los porcentajes de deformacin se utiliza como regla general calcularla con el 0.2% de la medida de la pieza para as dejar esa tolerancia en el mecanizado antes del tratamiento. Revenido Este proceso es indispensable aplicrselo al material que haya sido templado. Aqu se somete la pieza a una temperatura y un enfriamiento apropiado. Este tratamiento permite neutralizar lentamente las tensiones internas producidas durante el temple. Normalizado El objetivo del tratamiento de normalizado es cambiar la estructura irregular de granos gruesos, (que aparece durante la colada la conformacin en caliente), en una estructura uniforme de grano fino, es decir, homogeneizar toda la masa. Recocido El recocido se aplica para acondicionar los diversos materiales y facilitar los procesos de conformacin, bien sea para arranque de viruta o por trabajo en fro. Con el recocido se logra disminuir la dureza hasta el mnimo posible de un acero.

Definicin de las principales propiedades mecnicas usadas en la seleccin y aplicacin de los Aceros

- Austenita: En un acero de Cr = 17.80% y Ni = 10.10% es una solucin

slida de carbono en hierro gamma (y) es blanda, dctil, tenaz y no magntico.

- Calibrado: Es el trmino empleado para designar un material que ha

sido sometido a procesos mecnicos de deformacin en fro empleando dados de laminacin. La apariencia superficial es brillante, se conoce normalmente como CR y sus tolerancias estn regidas por la Norma ISO H11.

- Capa decarburada: Es la capa superficial de un acero que est

desprovista de carbono por haber sido sometido a procesos elevados de temperatura.

- Carburos: Un carburo es una combinacin de carbono con un

elemento de aleacin (Cr, Mo, W, y V). Su formacin ocurre durante el tratamiento trmico, y le confieren al Acero propiedades mecnicas tales como Resistencia al desgaste, Conservacin del filo etc.

- Cementita: Es un carburo de hierro (FeC3) es el constituyente ms

duro de los aceros. Es magntica por debajo de los 210c y no magntico a temperaturas superiores.

- Conservacin de filo: Es la capacidad que posee un material de no

perder el filo de corte cuando est en contacto con un material que esta siendo cizallado.

- Corte trmico: Es el corte que se produce cuando ocurre una reaccin

de oxidacin por la mezcla de oxigeno y gas combustible. - Curva de Revenido: Es la curva donde se relaciona en el eje X la

temperatura de revenido y en el eje Y la dureza en HRC, y es empleada para encontrar la temperatura a la cual debe ser revenido un Acero con el fin de alcanzar una dureza determinada.

- Deformacin trmica: Es el cambio de medidas que sufre un material

cuando est sometido a procesos de temperatura (Cambios de

temperatura). Cuando un material se calienta se dilata y cuando de enfra se contrae.

- Dureza: Es la resistencia que ofrece un acero a dejarse penetrar. Se

mide en unidades BRINELL (HB) unidades ROCKWEL C (HRC) - Electroerosin: Es un proceso de mecanizado SIN ARRANQUE de

viruta y en el cual interviene la corriente elctrica produciendo un fenmeno de fusin del material. Estn presentes elementos tales como el electrodo que debe ser un material altamente conductor de corriente, y el dielctrico que puede ser Agua, Petrleo o alguno de sus derivados.

- Ferrita: En un acero con C= 0.05% y Mn = 0.29% es el hierro alfa o

hierro casi puro. Es muy dctil, maleable y magntico - Flecha: Es la desviacin que presenta un eje cuando est comparado

con una superficie completamente horizontal. - Laminado en Caliente: Trmino empleado para designar un material

que ha sido sometido a proceso mecnico de deformacin en caliente y que quedo con una apariencia superficial negra que se conoce normalmente como HR. sus tolerancias estn regidas por la Norma DIN 1013.

- Ledeburita: Mezcla eutctica de Austenita y Cementita. - Martensita: La martensita puede considerarse como una solucin

slida de carbono en ferrita sobre saturada y distorsionada. - Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un material de permitir el

proceso de mecanizado por arranque de viruta. - Medio de Enfriamiento: Es el medio en el cual se apaga el acero en

el tratamiento trmico despus de haber alcanzado la temperatura de Austenizacin y de haber sido sostenido a dicha temperatura el tiempo necesario para transformar la estructura. Este medio puede ser agua, aceite, sales, aire, polmeros etc.

- Perlita: Mezcla de ferrita y Cementita.

- Rectificado: Es el trmino empleado para designar un material que

despus de calibrado o torneado ha sido sometido a un proceso mecnico de rectificado asegurando medidas muy cercanas a la nominal. Sus tolerancias dimensinales son regidas por la Norma ISO H9.

- Resiliencia: Resistencia que oponen los cuerpos a la rotura por

choque. Se mide por medio de pndulos de choque que se dejan caer sobre probetas llevadas a distintas temperaturas.

- Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a

dejarse erosionar cuando esta en un contacto de friccin con otro material.

- Resistencia a la fatiga: Es la capacidad que posee un material de

absorber energa cuando esta sometido a cargas cclicas repetitivas - Resistencia a la torsin: Es la resistencia que ofrece un material a

dejarse cizallar cuando esta sometido a cargas contrarias. Por ejemplo en la transmisin de movimiento de un motor.

- Resistencia a la traccin: Es la resistencia que ofrece un material

cuando esta sometido a cargas axiales. - Temperatura de Austenizacin: Es la temperatura a la cual se eleva

un acero durante el tratamiento de temple. Cada material tiene una temperatura de Austenizacin determinada.

- Templabilidad: Es la capacidad que posee un material de penetracin

de dureza durante el tratamiento trmico, medida desde la superficie hasta el ncleo.

- Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energa

sin dejarse fisurar. La ms comn es la resistencia al impacto. - Tratamiento trmico: Son ciclos de calentamiento y enfriamiento a los

cuales se somete un material con el fin de variar su dureza para cambiar su resistencia mecnica. Los principales tratamientos trmicos son: Temple, Revenido, Recocido, Normalizado.

- Tratamientos termoqumicos: Son tratamientos de recubrimiento

superficial en los cuales un elemento qumico se deposita por proceso

de difusin en la superficie del material. Los principales tratamientos termoqumicos son: Cementacin y Nitruracin o Tenifer.

- Torneado: Es el trmino empleado para designar un material que ha

sido sometido a un proceso mecnico de arranque de viruta eliminando la capa decarburada. Su apariencia superficial es brillante con las huellas del premaquinado. Sus tolerancias dimensionales estn regidas por la Norma ISO H11.

CALCULOS DE ESTRUCTURAS

Propiedades de Seccin Seccin de rea

Momento de rea

Centro de Figura (centroide)

Momento de Inercia

Producto de Inercia de rea

Momento Polar de Inercia de rea

Radio de Giro de rea

Radio Polar de Gira de rea

= AdAA

== AyAx xdAydA SS ,

Ay

ASx S xy == ,

== A Ayx dAdA xJyJ22

,

= Axy xydAJ

+== A yxp JJrJ dA2

,AJi xx = A

Ji yy =

AJi pp =

y

y

2

1

o

Yy

y

A

X

xx

x

d

o

y

yy

x

rx

x A

A

d

Mdulo de Seccin

Transicin de Equilibrio del Eje

Transicin de Rotacin del Eje

Propiedades de Figuras Planas seccin Distancia del Eje Central Momento de Inercia: Modulo de Seccin Al Borde: y cm. J cm4 Z cm3

yJJ zyz 21

1

1, ==

yxA

yAAd

JJyJJ

SSS

xyxyxx

xxx

+=+=

=-=

2

,

JJJJJJJJJ

sss

pyxyx

xyyxx

yxx

aaa

aa

=+=+

++=

-=

cossen

2sen

sencos

22

h2

12

3bh6

2bh

2h

12

4h62

3h

2H

)(12

33 hHb - )(633 hHH

b -

2D

64

4D

R36906.0R46381.0R924.0

32

3D

o

aa

y

y

x

x

(

(

(

(

h

b

h h

h

b

H

D

r

r=0.924RR

x

tx

y

x Z

y

=a

Intensidad del esfuerzo cortante de una viga Generalmente

Intensidad Promedio de Esfuerzo Intensidad Mxima de Esfuerzo Intensidad Promedio de Esfuerzo Momento de rea, del rea Sombreada Momento de Inercia Seccin de reas Esfuerzo cortante

36

3bh

3

32

2

1

h

h

y

y

=

=

12

242

2

2

1

bhZ

bhZ

=

=

hbabay +

+= 231

1 hba baab 3

22

)(36

4

+++

hbaZ baab 2

22

1 )2(12

4

+++

=

ZJQS

tX

Xy =

=AQ

=S x

=J x

=A

=Q

23

,23 == abhQmaxt

34

,3

16 == aQmaxt

yy

1

2

b

h

b

yy

1

2a

h

h t max

b

(4) Reaccin (Fuerza), Momento Flexionante y de Flexin de una Viga Condicin de carga Fuerza de Reaccin Momento Flexionante Deflexion

)(3

)(4

)(3

)(16

22

22

44

22

max

dDdD

dDdD

Dda

Dd

+

++=

-

++=

pt

RA RB d

p PlM =maxEJpl

A 3

3

=d

Wl

M

2

2

maxwlM =

EJwl

A 8

4

=d

2Wl

2

2

maxwlM =

EJwl

A 30

4

=d

lpa

lpb

lxlPaax

lPbxax

lpab

M

M

CM

x

x

po

)(;

,;

)(intmax

-=>

=

-=-=

-+===

HM

HM

CMCM

BABA

ABA

BABA

AA

Bk

AkB

ABk

BBAkB

++=

++=

+++=

+++=

)3(2/

A Borde an Articulaci

)3(2/

B Borde an Articulaci

)2(

)2(

jj

jj

jjj

jjj

A

PP Px a

11> 1

B

A

P

1 2

Px a

B

Soluciones para vigas simples en el caso de ms de una carga movida concentrada:La mxima intensidad de esfuerzo ocurre cuando una carga esta localizada sobre el punto de soporte.

Este mximo valor puede ser calculado. La distancia cubre un punto al cual ocurre el mximo momento flexionante y el punto de soporte de una viga, es el mismo como ese cubre el centro de gravedad de la carga total sobre la viga y el otro punto de soporte.

Cuando x=b, la distancia entre un punto el cual ocurre el mximo momento flexionante a la lnea de la carga completa es dividida igualmente en la mitad de la viga.

c

c

CC

AB

AB

=

-=

c

c

H

H

AB

AB

2323

-=

-=

Condicin de Carga C H M0

(5) Momentos Flexionantes

FrmulasBsicas

l l

ABC ABC M0

AA

BB

c

c

CC

BA

AB

-=

=

c

c

H

H

BA

AB

2121

-=

-=

lPaC

lPabC

bBA

AB

2

2

2

2

+=

-=

)(

)(

2

2

2

2

alPab

blPab

lHlH

BA

AB

-=

+-=

lPab

Pl81 Pl

163 Pl

41

)( all

Pa - )(23

allPa-

Pa

pl92 pl

31 pl

31

Pl165 Pl

3215 Pl

21

( )

( )dxxl

wxX

dxxl

wx

lC

lC

BA

AB

-

=

-+

-=

22

2

2

1

1

( )dxxl

wx

dxxlxl

wx

lH

lH

BA

AB

22

2

2

2

2

1

)2()(

1

-

=

--

-=

)34(12 2

26 283 2(

12 2

2

aiXlwaC

lalaX

lwa

BA

ABC

-

+=

+-

-=

)(22

2

2

2

2

2

28

)2(8

allwaH

all

waH

BA

AB

-+=

-= -)2(

82

2

2

all

wa -

wlC

wlC

BA

AB

2

2

9607

96023

+=

-=

wlH

wlH

BA

AB

2

2

192037

192053

+=

-=

)96

1(48

2

+Xwa

a bP

P

P Pa b

P P

1/3 1/3 1/3

P P P

x

w/l

a

w/l

w/l

w

wlC

wlC

BA

AB

2

2

1603

301

+=

-=

wlH

wlH

BA

AB

2

2

4801796041

+=

-=

2

546 wl

CLASIFICACION

ACEROS AL CARBONO PARA CEMENTACION Utilizados para la fabricacin de bulones, ejes, cadenas, bujes, remaches, tuercas, tornillos racores, eslabones para cadenas, pasadores, y en general en elementos de maquinaria que requieran gran tenacidad conjuntamente con una baja resistencia mecnica. Los aceros distribuidos por C.G.A. son A.I.S.I., 1010, 1016, 1018 y 1020. ACEROS AL CARBONO PARA TEMPLE Y REVENIDO Utilizado para la fabricacin de palancas para frenos, cigeales, herramientas agrcolas, productos estampados y forjados de la industria automotriz, y en general en piezas de maquinara que requieran dureza, y tenacidad. Los aceros distribuidos por C.G.A. son A.I.S.I, 1040,1045. ACEROS AL CARBONO DE ALTO MANGANESO Son aceros usados en la fabricacin de piones, bujes, casquillos, partes para la industria petrolera, acoples, ejes de transmisin. El acero distribuido por C.GA es el A.I.S.I. 1518 ACEROS ALEADOS PARA CEMENTACION Son usados en la fabricacin de engranajes, ejes. de leva, cigueales, tornillos sinfn, cuerpos de vlvulas. Los aceros distribuidos por C.G.A. son: A.I.S.I. 1518, 8620, 8615. ACEROS ALEADOS PARA TEMPLE Y REVENIDO Usados en la fabricacin de ejes reductores, engranajes, transmisin, esprragos, bielas, cinceles, tijeras, rotores de turbinas, y en general piezas que requieran alta resistencia mecnica, Los aceros distribuidos por C.G.A. son: A.I.S.I. 4140, 4340, 5160.

ASPECTOS TECNICOS Para clasificar el acero se pueden utilizar varios mtodos: Mtodos de Manufactura: Este da lugar al acero bessemer, de hogar abierto, de horno abierto, de horno elctrico, de crisol, etc. Uso: Generalmente se refiere al uso que se le dar al acero en la fabricacin de mquinas, resortes, caldera, construccin de estructuras o manufactura de herramientas Composicin Qumica: Este mtodo indica, por medio de un sistema numrico, el contenido aproximado de los elementos importantes en el acero. Es el mtodo ms conocido. Las especificaciones para los aceros representan los resultados del esfuerzo conjunto de la American Iron and Steel Institute (AISI) y de la Society of Automotive Engineers (SAE) en programa de simplificacin destinado a lograr mayor eficiencia para satisfacer las necesidades de acero en la industria. El primero de los cuatro o cinco dgitos de la designacin numrica indica el tipo al que pertenece el acero. De este modo, 1 indica un acero al carbono; 2 un acero al nquel, 3 un acero al nquel-cromo, etc. En el caso de acero de aleacin simple el segundo dgito indica el porcentaje aproximado del elemento predominante en la aleacin. Los dos o tres ltimos dgitos generalmente indican el contenido de carbono medio dividido entre 100. As, el smbolo 2520 indica un acero al nquel de aproximadamente 5% de nquel y 0.20% de carbono. Adems de los nmeros, las especificaciones AISI pueden incluir un prefijo literal para indicar el proceso de manufactura empleado en la produccin del acero. Las especificaciones SAE ahora emplean las mismas designaciones numricas de cuatro dgitos que las AISI, pero eliminando todos los prefijos literales. Los nmeros bsicos para la serie de cuatro dgitos de los diversos grados de aceros al carbono y de aleacin con porcentajes aproximados de elementos de identificacin son:

10xx Aceros al carbono: bsicos de hogar abierto y bessemer cidos 11xx Aceros al carbono: bsicos de hogar abierto y bessemer cidos,

azufre alto fsforo bajo 12xx Aceros al carbono: Bsicos de hogar abierto, azufre alto,

fsforo alto. 13xx Manganeso 1.75 23xx Nquel 3.50 (serie eliminada en 1959) 25xx Nquel 5.00 (serie eliminada en 1959) 31xx Nquel 1.25 y cromo 0.60 (serie eliminada en 1964) 33xx Nquel 3.50 y cromo 1.50 (serie eliminada en 1964) 40xx Molibdeno 0.20 o 0.25 41xx Cromo 0.50,0.80 o 0.95 y molibdeno 0.12, 0.20 o 0.30 43xx Nquel 1.83,Cromo 0.50 o 0.80 y molibdeno 0.25 44xx Molibdeno 0.53 46xx Nquel 0.85 o 1.83 y molibdeno 0.20 o 0.25 47xx Nquel 1.05, cromo 0.45 y molibdeno 0.20 o 0.35 48xx Nquel 3.50 y molibdeno 0.25 50xx Cromo 0.40 51xx Cromo 0.80, 0.88, 0.93, 0.95 o 1.00 5xxxx Carbono 1.04 y cromo 1.03 o 1.45 61xx Cromo 0.60 o 0.95 y vanadio 0.13 o 0.15 mnimo 86xx Nquel 0.55, cromo 0.50 y molibdeno 0.20 87xx Nquel 0.55, cromo 0.50 y molibdeno 0.25 88xx Nquel 0.55, cromo 0.50 y molibdeno 0.35 92xx Silicio 2.00 93xx Nquel 3.25, cromo 1.20 y molibdeno 0.12

(serie eliminada en 1959) 98xx Nquel 1.00, cromo 0.80 y molibdeno 0.25

(serie eliminada en 1964), y 94Bxx Nquel 0.45, cromo 0.40, molibdeno 0.12 y boro 0.0005 mnimo. Serie eliminada no significa que estos aceros ya no se fabrican; simplemente significa que la cantidad de toneladas est por debajo de cierto mnimo para incluirse en la lista de grados estndar. La AISI revisa peridicamente, dicha lista. Efecto de pequeas cantidades de otros elementos Azufre: En los aceros comerciales, el azufre generalmente se mantiene por debajo de 0.05 %. Este metaloide se combina con el hierro para formar sulfuros de hierro ( FeS), del cual forma, a su vez, una aleacin eutctica de bajo punto de fusin, con hierro que tienden a concentrarse en las fronteras de grano. Cuando el acero se forja o lamina a altas temperaturas, se hace frgil debido a la fusin del eutctico sulfuro de hierro que destruye la coheccin entre los granos, permitiendo que se desarrollen grietas. En presencia de manganeso, el azufre tiende a formar

sulfuro de manganeso ( MnS ) en vez de sulfuro de hierro. El sulfuro de manganeso puede salir de la escoria o permanecer como inclusiones bien distribuidas por toda la estructura. Se recomienda que la cantidad de manganeso sea de dos a ocho veces la cantidad de azufre. En los aceros de maquinado libre, el contenido de azufre aumenta entre 0.08 y 0.35 %. El mejoramiento en maquinabilidad se debe a la presencia de inclusiones sulfurosas ms numerosas que hacen pedazos las rebabas, reduciendo de esta manera el desgaste de la herramienta. Manganeso: este material est presente en todos los aceros comerciales al carbono en el intervalo de 0.03 a1.00%. La funcin del manganeso de contraponerse a los malos efectos del azufre ya se hizo notar. Cuando hay ms manganeso presente que la cantidad requerida para formar el MnS, el exceso se combina con el carbono para formar el compuesto Mn3C que se asocia con el carburo de hierro, Fe3C, en cementita. El manganeso tambin promueve la solidez de las piezas fundidas de acero a travs de su accin de desoxidacin en acero lquido. Fsforo: El contenido de fsforo generalmente se mantiene por debajo del 0.04 %, cantidad que tiende a disolver en ferrita aumentando ligeramente la resistencia y la dureza. En algunos aceros, del 0.07 al 0.12% de fsforo parece mejorar las propiedades de corte. En mayores cantidades, el fsforo reduce la ductibilidad, aumentando con ello la tendencia del acero a agrietarse cuando se trabaja en frio. Silicio: La mayora de los aceros comerciales contienen entre 0.05 y 0.3% de silicio. Este metaloide se disuelve en ferrita, aumentando la resistencia del acero sin disminuir en mucho la ductilidad. Promueve la desoxidacin del acero lquido a travs de la formacin de dixido de silicio, SiO2, tendiendo as a dar mayor solidez en la pieza fundida. El silicio es un elemento importante en hierro fundido.

VARIACIONES DIMENSIONALES Y GEOMTRICAS DE LOS PRODUCTOS OFRECIDOS EN CGA

Variacin dimensional permisible para barras laminadas en caliente (acabado negro), redondos, cuadrados y hexgonos:

Sistema Internacional Sistema Ingles

Medida nominal

Variacin permisible

en la medida nominal

Mxima diferencia En dimetros de la

misma seccin Trasversal

(Ovalamiento)

Medida Nominal Variacin Permisible

En La Medida Nominal

Mxima diferencia En dimetros de la

misma Seccin Trasversal

(Ovalamiento

Mm mm Mm Pulgada Pulgada Pulgada 8 a 14 0.4 0,6 5/16 a 9/16 0.016 0,024 16 a 25 0.5 0,8 5/8 a 1 0.020 0,031 27 a 32 0.6 1,0 1 1/16 a 1 1/4 0.024 0,039 37 a 50 0.8 1,2 1 7/16 a 2 0.031 0,047 52 a 80 1.0 1,6 2 1/16 a 3 3/16 0.039 0,063

82 a 100 1.3 2,0 3 1/4 a 4 0.051 0,079 105 a 120 1.5 2.1 4 1/8 a 4 3/4 0.059 0.086 125 a 160 2.0 2.5 4 15/16 a 6 9/32 0.079 0.098 165 a 200 2.5 2.8 6 1/2 a 7 29/32 0.098 0.110 210 a 220 3.0 3.0 8 1/4 a 8 21/32 0.118 0.118 230 a 280 3.3 3.2 9 a 11 0.129 0.125 300 a 320 3.5 3.5 12 a 13 0.137 0.137

Para medidas nominales mayores a estos rangos su variacin permisible y ovalamiento sern del 1,2% de la medida nominal.

Aumentos para el Maquinado de Barras de acero Para asegurarse de que los defectos superficiales que necesariamente se forman en la laminacin o forja en caliente sean limpiados al maquinar, es indispensable pedir el acero con las siguientes medidas mnimas:

Dimetro, grueso o ancho de la medida terminada en ...

Aumento ...aumentar en

Milmetros Pulgadas Aprox M.M. Pulgadas

Mayores De Hasta MAYORES DE HASTA

12,7 1/2" 1,0 0.04" 12,8 25,4 1/2" 1" 1,6 0.07" 25,5 50,8 1" 2" 2,8 0.15" 50,9 76,2 2" 3" 4,8 0.20" 76,3 101,6 3" 4" 6,2 0.25"

101,7 127,0 4" 5" 7,4 0.30" 127,1 152,4 5" 6" 8,8 0.35" 152,5 203,2 6" 8" 10,2 0.40" 203,3 8" 10,2 0.40"

NOTA: Para evitar problemas en el temple de los aceros es INDISPENSABLE adaptarse a los aumentos indicados. Maqunese las piezas uniformemente POR TODOS LOS LADOS.

Tolerancias dimensinales para aceros forjados norma DIN 7527 para aceros al carbono Variacin dimensional permisible para Acero al Carbono:

Dimensi

-n Final

LONGITUD DE LA BARRA

HASTA 3500 MAYOR A 3500 HASTA 6000

Seccin transversal Longitud

Dimensin de la forja

Seccin Transversal Longitud

Dimensin de Forja F 1 F 2

Tolerancia 2 z

Variacin permisible

Tolerancia 2

z

Variacin permisible s1 s2

Tolerancia 2 z

Variacin permisible

Tolerancia 2

z


16 25 * * * * * * * * * * * * 25 40 * * * * * * * * * * * * 40 63 9 2.8 13 (+13) 49 72 * * * * * *

-8 63 80 11 3.1 15 (+14) 74 91 14 4.0 20 (+18) 77 94

-9 -12 80 100 12 3.4 16 (+16) 92 112 15 4.4 21 (+20) 95 115

-10 -12 100 125 14 3.8 17 (+17) 114 139 17 4.8 22 (+21) 117 142

-10 -13 125 160 16 4.2 19 (+18) 141 175 19 5.4 24 (+22) 144 179

-11 -14 160 200 18 4.9 22 (+20) 178 218 21 6.3 26 (+22) 181 221

-13 -15 200 250 21 5.6 24 (+22) 221 271 24 7.2 29 (+26) 224 274

-14 -17 250 315 25 6.5 28 (+25) 275 340 28 8.4 32 (+29) 278 343

-15 -19 315 400 30 7.7 32 (+28) 345 430 33 10.0 36 (+33) 348 433

-18 -22 400 500 36 9.2 38 (+33) 436 536 40 11.9 42 (+38) 440 540

-22 -25 500 630 44 11.0 45 (+39) 544 674 48 14.3 49 (+46) 548 678

-25 -29 630 800 54 13.5 55 (+45) 684 854 58 17.4 58 (+51) 688 858

-30 -34 800 1000 66 16.3 67 (+55) 866 1068 71 21.3 69 (+61) 871 1071

-36 -41

Tolerancias dimensionales para aceros forjados norma DIN 7527 para aceros aleados tipo Ingeniera. Variacin dimensional permisible para Acero Aleados (grado Ingeniera)

Dimen-sin Final

LONGITUD DE LA BARRA

HASTA 3500 MAYOR A 3500 HASTA 6000


Dimensin de la forja


Dimensin de la forja F 1 F 2

Tolerancia 2 z

Variacin permisible

Tolerancia 2 z

Variacin permisible s1 S2

Tolerancia 2

z

Variacin permisible

Tolerancia 2 z


16 25 * * * * * * * * * * * * 25 40 5 0.9 11 (+10) 30 45 8 2.6 16 (+14) 33 48

-8 -9 40 63 6 1.1 12 (+11) 46 69 9 2.9 17 (+14) 49 72

-8 -10 63 80 7 1.4 14 (+12) 70 87 11 3.3 18 (+15) 74 91

-9 -10 80 100 8 1.7 15 (+13) 88 108 12 3.6 20 (+17) 92 112

-9 -10 100 125 10 2.0 16 (+14) 110 135 13 4.0 21 (+18) 113 138

-11 -12 125 160 12 2.3 18 (+14) 137 172 15 4.6 22 (+20) 140 175

-11 -13 160 200 14 2.8 20 (+14) 174 214 18 5.2 25 (+23) 178 218

-14 -14 200 250 17 3.4 23 (+16) 217 287 21 6.0 27 (+24) 221 271

-16 -16 250 315 21 4.2 26 (+18) 271 336 24 7.0 30 (+27) 274 339

-18 -18 315 400 26 5.1 30 (+21) 341 425 29 8.4 35 (+31) 344 429

-21 -20 400 500 32 6.3 36 (+25) 432 532 35 10.0 40 (+35) 435 535

-25 -24 500 630 39 7.8 42 (+29) 539 669 42 12.0 47 (+42) 542 672

-29 -28 630 800 49 9.6 52 (+35) 679 849 52 14.9 55 (+49) 682 852

-35 -33 800 1000 61 12.1 63 (+42) 861 1061 64 18.1 66 (+59) 864 1064

-42 -40

Tolerancias dimensinales para barras calibradas redondas, hexgonos y cuadrados bajo norma ISO H11 y rectificadas bajo norma ISO H9

Medida nominal Variacin permisible

ISO H11 ISO H9 Mm Pulgada mm Plg x 10 mm Plg x 10

1 a 3 1/32 a 1/8 + 0 + 0 + 0 + 0 -0,06 -2,36 -0,025 -0,98

3,5 a 6 1/8 a -0,075 -2,95 -0,03 -1,18 + 0 + 0 + 0 + 0

6,5 a 10 1/4 a 3/8 -0,09 -3,54 -0,036 -1,42 + 0 + 0 + 0 + 0

11 a 18 7/16 a 11/16 -0,11 -4,33 -0,043 -1,69 + 0 + 0 + 0 + 0

19 a 30 3/4 a 13/16 -0,013 -5,12 -0,052 -2,05 + 0 + 0 + 0 + 0

32 a 50 1 1/4 a 2 -0,16 -6,3 -0,062 -2,52 + 0 + 0 + 0 + 0

52 a 80 2 1/4 a 3 1/16 -0,19 -7,48 -0,074 -2,99 + 0 + 0 + 0 + 0

85 a 120 3 1/8 a 4 -0,22 -8,66 -0,087 -3,46 + 0 + 0 + 0 + 0

125 a 180 5 a 7 -0,25 -9,84 -0,1 -3,94 + 0 + 0 + 0 + 0

185 a 250 7 1/4 a 9 13/16 -0,29 -11,41 -0,115 -4,52 + 0 + 0 + 0 + 0

255 a 315 10 a 11 13/32 -0,32 -12,59 -0,13 -5,11 + 0 + 0 + 0 + 0

Tolerancias de flexin, mm (mxima desviacin) flexin en segmento no mayores a 3000 mm de longitud en barras

Aceros al carbono menor Al 0.28%

Aceros al carbono mayores Al 0.28% y todas las calidades

Tratadas trmicamente

RedondosCuadrados

hexagonales octogonales

Redondos Cuadrados

Hexagonales Octagonales

Men. A 16mm Men A 4500 3.5 5 5 6 Men A 16 Mm 4500 Y Mas 3.5 8 8 10 16mm Y Mas Men A 4500 2.5 3.5 3.5 5.5 16mm Y Mas 4500 Y Mas 3.5 5 5.5 6

En principio las tolerancias son basadas en el desarrollo del mtodo de medicin de la rectitud.

Esta medicin de flexin se realiza sobre un superficie totalmente plana colocando la barra sobre esta para determinar el arco o desviacin sobre el eje de la superficie horizontal y la altura del arco es medida con una tira calibradora a escala al borde del eje.

NOTA 1: Estas tolerancias no son aplicables para barras con durezas superiores a 302 Brinell (casos en los cuales aplicar el doble).

NOTA 2: Para el caso de aceros cortados se contempla la proporcin de flexin mxima segn la misma tabla.

ARBA 40

Din 17100 Astm 572 G 50

(ST 52-31)

Composicin Qumica C Mn P Max S Max S1 Max V

% 0.18 % 0.23 % 1.2 % 1.4 % 0.04 % 0.04 %

0.2 % 0.35 %

0.015 % 0.02 %

PROPIEDADES MECANICAS

Estado de suministro

Resistencia a la traccin

Kg/mm

Limite elstico Kg/mm

Alargamiento %

Reduccin de rea %

Dureza Brinell aprox.

Laminado en caliente 56 40 25 45 185

Calibrado 75 54 10 40 CARACTERISTICAS DE EMPLEO Acero al carbono de alta resistencia y baja aleacin, de alta conformabilidad en fro y fcilmente soldable con proceso de arco sumergido recomendando electrodos EM12K segn A.W.S Con proceso MIG MAG utilizando electrodos ER 70 S-3 ER 70 S-6 segn A.W.S. y con electrodo revestido ZIP 24 E 7024 segn A.W.S

APLICACIONES Esta platina se utiliza en la fabricacin de vigas estructurales para la construccin de equipos de transporte como remolques y camabajas.

AISI/SAE 1010

Din Material No. Ck10 Bs Enze ATLAS MACHINERU 10 UNI C10

AFNOR XC-10 AISI/SAE 1010

Composicin Qumica C % Mn% P Max% S Max% S1 Max%

0,08 0,13 0,3 0,6 0.04 0.05 0.1


Estado del material


Kg/mm

Limite elstico Kg/mm

Alargamiento %

Reduccin de rea %



calibrado 50 35 15 30 200

Tratamiento Trmico Temperatura C Medio de Enfriamiento

Forja 900-1100 Aire Normalizado 900-930 Aire Cementacin 900-950 Agua

Temple 850-900 Agua Revenido 150-200 Aire

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Acero muy dctil y maleable, de fcil conformacin en fro y muy buena soldabilidad, se puede cementar. APLICACIONES Piezas de fuerte embuticin, piezas que deben sufrir deformacin en fro. Se usa para fabricacin de piezas de pequeo tamao y forma sencilla en

las cuales no sean necesarios altos valores de resistencia mecnica, se utiliza para fabricacin de bulones, ejes, cadenas, pasadores bujes, tornillos, tuercas, acoples, racores, remaches etc. SOLDADURA Este acero se puede soldar fcilmente con soplete o arco se recomienda clase E-6010, E-6011 E-6013 de la American Welding Society.

AISI/SAE 1016

Din Rst-44-2

ASI/SAE 1016

Composicin Qumica C% Mn% P Max% S Max% Si Max%

Anlisis tpico en % 0,13 0,18 0,6 0,9 0.04 0.05

0.2 0,35

Propiedades Mecnicas


Resistencia a la Traccin

kg/mm2

Limite elstico kg/mm2

Alargamiento %

Reduccin de rea %

Dureza Brnell Aprox


calibrado 42 35 18 40 240

Tratamiento Trmico Temperatura C Medio de enfriamiento

Forja 900-1150 Arena Seca - Aire Normalizado 900-930 Aire Cementacin 900-950 Agua

Temple 850-900 Agua Revenido 180-240 Aire

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Debido a su mayor contenido de manganeso, comparado con el SAE 1010 o 1020 se pueden obtener mayores profundidades de capa endurecida cuando es sometida al tratamiento de cementacin. Se utiliza principalmente en piezas de maquinaria donde la tenacidad es una propiedad importante, sin embargo la resistencia no es demasiado elevada, por lo que se utiliza en piezas que no tengan altos requerimientos mecnicos. Es recomendado en piezas de fuerte embuticin y piezas que deban sufrir deformaciones en fro APLICACIONES Se utiliza principalmente para partes de vehculos y maquinaria, las cuales no estn sometidas a grandes esfuerzos mecnicos como ejes, eslabones para cadenas, pasadores, bujes, tornillera corriente, bridas, clavos para ferrocarril etc. SOLDADURA Este acero se puede soldar fcilmente, se recomienda soldadura clase E-6010, E-6012 E-6013 de la American Welding Society.

AISI/SAE 1020

Din C 22 Uni C-20

AFNOR CC-20 AISI/SAE 1020

Composicin Qumica C % Mn % P Max % S Max % Si Max %

Anlisis tpico en % 0,18 0,23 0,3 0,6 0.04 0.05

0.15 0,3




kg/mm2


Alargamiento %

Reduccin de rea %

Dureza Brnell Aprox

Laminado en caliente 40 31 25 45 140 /180

Calibrado 55 38 15 30 180/220


Forja 1000-1200 Arena Seca Normalizado 880-920 Aire

Recocido 660-720 Horno Cementacin 900-930 Horno/Agua

Temple Capa Cementada 760-800 Agua Revenido Capa Cementada 150-200 Aire

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Este acero puede utilizarse en estado cementado, laminado en caliente o estirado en fro (Calibrado). Se utiliza en elementos de maquinaria que requieran gran tenacidad junto con una dureza no muy elevada. APLICACIONES Se usa principalmente para partes de vehculos y maquinaria, las cuales no estn sometidas a grandes esfuerzos mecnicos como ejes, eslabones para cadenas, pasadores, bujes cementados, tornillera corriente, bridas, clavos para ferrocarril, grapas etc. SOLDADURA Este acero se puede soldar fcilmente, se recomienda soldadura clase E-6010, E-6011 E-6013 de la American Welding Society.

AISI/SAE 1040

Din Ck 40 AISI/SAE 1040

Composicin Qumica C % Mn % P Max % S Max % Si %

% 0,37 0,44 0,6 0,9 0.04 0.05

0.15 0.3


Forja 850-1100 Ceniza O Arena Temple 830-850 Agua Temple 850-870 Aceite

Normalizado 880-920 Aire Revenido 530-670 Aire

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Tiene mayor templabilidad y ms alta resistencia que el acero 1035. Sirve para la fabricacin de piezas que deban ser templadas a la llama o por induccin.

APLICACIONES Se aplica en tornillera grado 5, y es ampliamente utilizado en la industria automotriz (productos forjados y/o estampados). Entre sus usos figuran las arandelas de presin, arboles excntricos, bujes para motores, cigeales para telares, cinceles de mano, herramientas agrcolas, hachas, cuas, destornilladores etc. SOLDADURA Se recomienda soldadura clase E-7016 de la American Welding Society.

AISI/SAE 1045

Din Ck 45

AFNOR XC-45 AISI/SAE 1045

Composicin Qumica C % Mn % P Max % S Max % Si Max %

Anlisis tpico en % 0,43 0,5 0,6 0,9 0,04 0.05

0.2 0,4




kg/mm2


Alargamiento %

Reduccin de rea %

Dureza Brnell Aprox

Laminado en Caliente 60 38 16 40 220 / 240

Calibrado 65 54 10 35 250 / 280


Forja 900-1100 Ceniza 0 Arena Temple 820-850 Aceite 0 Agua

Normalizado 850-880 Aire Recocido 670-710 Horno Revenido 450-600 Aire

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Es un acero de resistencia media en estado laminado en caliente o en la condicin de forjado. Puede ser tratado trmicamente por temple convencional o en aceite. Es tpico para ser templado a la llama o por induccin obtenindose una dureza superficial de 55-58 Rockwell C.

APLICACIONES Es ampliamente utilizado en la industria automotriz (productos forjados y estampados). Se usa en partes de mquinas que requieren dureza y tenacidad como manivelas, chavetas, pernos, bulones, engranajes, acoplamientos, rboles, bielas, cigeales, ejes de maquinaria de resistencia media, piezas de armas, tornillera grado 5, pernos de anclaje. Tambin se utiliza para la fabricacin de herramientas agrcolas, mecnicas y de mano forjadas. SOLDADURA Se recomienda soldadura clase E-7016 de la American Welding Socety.

AISI/SAE 1518 DIN: St52-3 AISI/SAE 1518

Composicin Qumica C % Mn % Si % P% Si Max %

Anlisis Tpico En % 0.18 1.5 0.3 - 0.035


Estado de Suministro

Resistencia a la Traccin Kg/mm2

Limite Elstico Kg/mm2

Alargamiento %

Reduccin de rea %

Dureza Brnell aprox.

Laminado en Caliente 67 50 18 60 198 /220


Normalizado 900-920 Horno/Aire Temple 860/890 Agua

Cementacin 900-930 Aceite

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Acero al carbono-Manganeso de alta resistencia, fcilmente soldable, especial para cementacin, Buena dureza superficial y buenas propiedades del ncleo.

APLICACIONES Pionera, tubos para ejes, conjuntos para direccin de seguridad. Se usa como materia prima para mecanizar bujes, casquillos, engranajes, ejes, acoples y partes para la industria petroqumica.

ASI/SAE 12L14

Din 105 Pb 20 Asi/Sae 12l14

AFNOR S250 Pb UNI 9.SMnPb 23

Composicin Qumica

C Mx. Mn P Mx S Mx Pb

0,15 0,85 1,35 0,04 0,09

0,26 0,35

0,15 0,35


Normalizado 900-930 AIRE Recocido 670-710 HORNO

Propiedades Mecnicas Comparadas

Acero SAE 1016 FRICUT 15 12L14

Resistencia Ala Traccin Kg/mm2 55 60 55

Lmite Elstico 35 45 42 Alargamiento 10 10 10 Dureza Brinell 220 200 163 Maquinabilidad Comparada 70 100 160 CARACTERISTICAS DE EMPLEO El Acero 12L14 suministrado por CGA viene con las puntas

desbastadas para facilitar la alimentacin en mquinas automticas. Su longitud fija a 3 metros permite un mejor manejo en sus mquinas

aumentando la productividad. Por ser calibrado directamente en la siderrgica, el acero es entregado

libre de tensiones con tolerancias ISO H 9 evitando la presencia de puntos duros que ocasionan acabados irregulares en sus piezas.

La Maquinabilidad de este acero se consigue mediante la adicin de Azufre y Plomo que en combinacin con el Manganeso forma sulfuros en forma de inclusiones lo cual permite que la viruta sea fragmentada facilitando el mecanizado. Al mismo tiempo mejora el coeficiente de friccin entre la viruta y la herramienta, logrando una mayor vida til de sta.

APLICACIONES Tornillos, bulones, racores, pasadores, remaches, acoples y en general fabricacin de piezas en grandes series de baja y mediana exigencia mecnica. NOTA: No se le puede efectuar tratamiento trmico y soldadura por sus altos contenidos de plomo y azufre.

AISI/SAE 4140

Din 42 Cr Mo 4 Uni 40cd4

CENIM F 1252 AISI/SAE 4140 BS EN 19

ASSAB 709

Composicin

Qumica C % Mn % P Max % Cr % Mo % S Max %

Anlisis tpico en % 0.38 0.43 0.75 1.00 0.035

0.8 1.1

0.15 0.25 0.04




kg/mm2


Alarga-miento %

Reduccin de Area %

Dureza Brnell Aprox

Laminado en Caliente 60-70 40 22 50 210-240

Calibrado 70-80 60 14 40 240-260 Bonificado 88-100 75 16 50 260-320


Forja 850-1100 CENIZA 0 ARENA Normalizado 830-850 ACEITE Cementacin 850-870 AIRE

Temple 680-720 HORNO Revenido 500-650 AIRE

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Es un acero aleado al cromo-molibdeno de buena penetracin de temple y con buenas caractersticas de estabilidad en caliente hasta 400 C, sin fragilidad de revenido, muy verstil y apto para esfuerzos de fatiga y torsin. Puede ser endurecido superficialmente por temple directo (a la llama por induccin), obteniendo durezas de 57-62 Rockwell C.

APLICACIONES Se utiliza generalmente en estado bonificado a una resistencia a la traccin de (88-100kg/mm2) para: tornillera de alta resistencia grado 8, ejes, bielas, engranajes, cigeales, cilindros de motores, rotores, rboles de turbinas de vapor, ejes traseros, etc. Muy utilizado en piezas forjadas como herramientas, llaves de mano, destonilladores. En la industria petrolera para taladros, barrenos tubulares, partes de bombas, vstagos de pistn, esprragos etc. SOLDADURA El acero puede ser soldado con soldadura de arco clase A.W.S E-9018 B3. Realizando un pre y post calentamiento a la pieza (ambos a 200-300 C) con el objeto de evitar el choque trmico brusco y aliviar las tensiones residuales despus de soldada la pieza o si es posible templar y revenir.

AISI/SAE 4337

Din 34 Cr Ni Mo 6 Aisi/Sae 4337

Composicin Qumica C % Mn % P Max % S Max % Si % Cr % Mo % Ni %

% 0,36 0,7 0.035 0.03 0.3 1,4 0.2 1.4 PROPIEDADES MECANICAS

Dimetro de la probeta mm


kg/mm Limite Elstico

kg/mm Alargamiento % Estriccin mnima %

16 - 40 110-130 90 10 45 40 - 100 110-120 80 11 50 100 - 250 80-100 60 13 55

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Es apto para la fabricacin de piezas para maquinaria sometidas a torsin e impacto. Normalmente este acero es suministrado templado y revenido (Bonificado), por lo cual no requiere tratamiento trmico posterior, sin embargo si es necesario puede ser templado al aceite para modificar sus propiedades.

APLICACIONES Se usa preferencialmente para la fabricacin de piezas de altas exigencias, en la fabricacin de maquinarias, vehculos y aviones como por ejemplo: bielas, ejes, ruedas dentadas, piones, cigeales, catalinas, levas piezas de direccin, rboles de tornillos sin fin, barras de taladrar, camisas sin fin etc.

AISI/SAE 4340

Din 42 Cr Ni Mo 7 Anfor 38nc D6

Cenim F 1272 AISI/SAE4340 Assab 705

Composicin Qumica C % Mn %

P Max %

S Max %

Si Max %

Cr % Mo % Ni %

Anlisis Tpico en %

0.38 0.43

0.6 0.8 0.035 0.04

0.15 0.35

0.7 0.9

0.2 0.3

1.65 2.0



Resistencia a la Traccin Kg/ mm2

Limite Elstico Kg/ mm2

Alargamiento %

Reduccin de rea %


Laminado en Caliente 65-75 45 20 50 210-240

Calibrado 75-85 65 10 30 240-260 Bonificado 90-110 80 16 45 260-320


Forja 850-1100 Ceniza 0 Arena Temple 820-860 Aceite

Normalizado 850-870 Aire Recocido 690-720 Horno Revenido 540-660 Aire

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Este acero se caracteriza por su gran templabilidad tenacidad y resistencia a la fatiga, porque es capaz de dar buenas propiedades en piezas de gran seccin. No presenta fragilidad de revenido y posee buena maquinabilidad a dureza relativamente alta (400 Brinell). Se suministra en estado bonificado y libre de tensiones internas, lo que significa que las barras no se flectan o deforman durante el maquinado. APLICACIONES Se utiliza generalmente en la industria automotriz para la fabricacin de piezas con altas solicitudes mecnicas donde requieran dureza y tenacidad elevadas como, por ejemplo: tornillera de altsima resistencia (grado 8 ) templado y revenido de gran seccin, levas de mando, engranajes, para maquinarias templadas por induccin, ejes para carros y camiones, discos para frenos, cardanes, bielas para motores, rboles para carros y camionetas, ejes de transmisin de grandes dimensiones etc. SOLDADURA El acero puede ser soldado pero es necesario realizar un precalentamiento a 200-300 C y mantener esta temperatura durante el proceso de soldadura. Se recomienda la soldadura de arco clase AWS E8016-B2. Despus de la soldadura el acero deber ser relevado de tensiones a 570C y si es posible templar y revenir.

AISI/SAE 5160

Din 60 Cr 4 AISI/SAE 5160

Cenim

Composicin Qumica C % Mn % P Max % S Max % Si % Cr %

Anlisis Tpico en % 0.56% 0.64% 0.75% 1.00% 0.040% 0.035%

0.15% 0.35%

0.70% 0.90%




kg/mm2


Alargami- ento %

Reduccin de Area %


Recocido 73 28 20 50 255 Laminado en

Caliente 97 54 18 45 270/320

Temple a 850C 117 104 12 47 425


Forja 850-1100 Ceniza 0 Cal Normalizado 840-860 Aire

Recocido 730-810 Horno Temple 830-850 Aceite

Revenido 550-650 Aire

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Este acero se caracteriza por su gran templabilidad, tenacidad y resistencia a la fatiga y a la traccin, en razn a sus altos contenidos de Carbono, Manganeso y Cromo. APLICACIONES Se utiliza en la fabricacin de piezas donde se requiere dureza y tenacidad elevada, especialmente en la industria automotriz, ballestas y muelles helicoidales para automviles y ferrocarriles. Piezas de responsabilidad que requieran una calidad especial como rboles de transmisin, barras de torsin, grandes engranajes trabajando sin choque, engranajes en general, rotores de turbinas, bielas, placas de presin para prensas de extrusin, cinceles, tajaderas, cuchillas para corte en fro de metales, cuchillas para desbaste de madera, troqueles, piezas sometidas al desgaste. SOLDADURA Este acero es soldable si se utilizan electrodos de bajo hidrogeno tipo E7018, E8018 y temperaturas de precalentamiento entre 200 - 300 C. Despus de la soldadura deber calentarse a 300C con un tiempo de sostenimiento de una hora para obtener tenacidades en la unin soldada similares a las obtenidas en el material bonificado a 570C.

AISI/SAE 8615

Din 21 Ni Cr Mo 2 AISI/SAE 8615

Composicin Qumica

C %

Mn %

P Max %

S Max %

S1 Max %

Cr %

Mo %

Ni %

% 0,13% 0,18% 0,7% 0,9% 0.035% 0.04%

0.2% 0,35%

0,4% 0,6%

0,15% 0,25%

0,4% 0,7%


Estado del Material


Kg/mm

Limite Elstico Kg/mm

Alargamiento%

Reduccin de Area %


Laminado en Caliente 65 35 20 40 215

Recocido 55 30 28 50 180 Cementado 80-105 60 11 35


Forja 850-1100 Ceniza O Arena Normalizado 900-930 Aire

Recocido 650-680 Horno Temple nico 820-850 Aceite Temple Doble Primer Temple 860-890 Aceite

Segundo Temple 800-820 Aceite Revenido 150-200 Aire

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Ofrece muy buena dureza superficial y propiedades mecnicas en el ncleo. Tiene aceptable profundidad de temple, ausencia de zonas blandas en la capa cementada y baja distorsin.

APLICACIONES Se utiliza generalmente para la fabricacin de ejes ranurados, pasadores de pistn, bujes, piones para cajas de transmisin de automotores, cigeales, barras de torsin, cuerpos de vlvulas, herramientas manuales, tornillos, tuercas, tornillos sin fin, engranajes para reductores, pasadores, collares de cojinetes, cojinetes para motores, discos extensivos etc.

AISI/SAE 8620

Din 21 Ni Cr Mo 2 AISI/SAE 8620

Composicin Qumica C % Mn %

P Max%

S Max%

Si %

Cr %

Ni %

Mo %

Anlisis Tpico en % 0.18 0.23 0.70 0.90 0.035 0.040

0.15 0.3

0.40 0.60

0.40 0.70

0.15 0.25




Kg/mm2

Lmite Elstico Kg/mm2

Alargamiento %

Reduccin de Area %

Dureza Brinell Aprox.

Laminado En Caliente 65 35 20 40 200/220

Recocido 55 30 28 50 160/180

Tratamiento Trmico

Tratamiento Trmico Temperatura C Medio De Enfriamiento Forja 900/1200 Arena Seca / Aire

Normalizado 870/930 Aire Recocido 860/890 Horno Aire

Cementacin 900/925 Horno / Aceite Temple Capa Cementada 840/870 Aceite

Revenido Capa Cementada 150/200 Aire

CARACTERISTICAS DE EMPLEO Cementado y templado ofrece muy buena dureza superficial y gran tenacidad en el ncleo. Tiene aceptable profundidad de temple, ausencia de zonas blandas en la capa cementada y baja distorsin. APLICACIONES Se utiliza generalmente para la fabricacin de ejes ranurados, pasadores de pistn, bujes, piones para cajas de transmisin de automotores, cigeales, barras de torsin, cuerpos de vlvulas, herramientas manuales, tornillos, tuercas, tornillos sin fin, engranajes para reductores, pasadores, collares de cojinetes, cojinetes para motores, etc.

XAR400 XAR500 Conscientes de las necesidades de nuestros Clientes, Compaa General de Aceros S.A. pone a su disposicin el mejor Acero Antidesgaste del mercado, detallando a continuacin sus caractersticas, usos y procedimientos ms adecuados para su ptima utilizacin. Las referencias T1A, XAR400, XAR500, son aceros especiales, de grano fino, con grado de dureza entre 320 y 500 HB. Los aceros antidesgaste son utilizados, especialmente en la industria minera, en la fabricacin de plataformas para remolques, palas para retroexcavadoras, algunas placas de Bases Portamolde y en aplicaciones que estn sometidas a un alto desgaste por rozamiento. La resistencia al desgaste se define fundamentalmente por la dureza y el contenido de Cromo; elemento que acta positivamente cuando se provoca desgaste por rozamiento en condiciones de humedad levemente cida.

Figura 1. Composicin Qumica Aceros especiales Thyssen resistentes al desgaste

Tipo de Acero

C %

Si %

Mn %

P %

S %

Cr %

V %

Mo %

Ni %

B %

Dureza HB

T1 < 0.20 <

0.35 <

1.0 <

0.025 <

0.025 <

0.65 <

0.08 <

0.60 <

1.0 <

0.005 320

Xar 400 < 0.20 <

0.80 <

1.5 <

0.025 <

0.010 <

1.0 - <

0.50 - <

0.005 400

Xar 500 < 0.28 <

0.80 <

1.5 <

0.025 <

0.010 <

1.0 - <

0.50 - <

0.005 500

La T1 ofrece la ms alta conformacin en fro con mediana resistencia al desgaste. El XAR 400 es la mejor solucin cuando se requiere resistencia al desgaste y facilidad de conformacin en fro. El Acero XAR500 es el ptimo cuando se necesita mxima resistencia al desgaste. La figura 2 muestra el rango de dureza Brinell, de igual forma, a ttulo de comparacin se muestra las escalas de dureza Vicker y Rockwell C, as como la resistencia a la traccin.

Figura 2 - DUREZA DE LOS ACEROS ESPECIALES RESISTENTES AL DEGASTE SEGN DIFERENTES ESCALAS DE DUREZA

CONFORMADO Conformado en Caliente: Los aceros antidesgaste se pueden conformar en caliente a temperaturas comprendidas entre 850 y 1000 C, sin embargo debe tenerse en cuenta que se pierde el Tratamiento Trmico inicial. Por tal motivo una vez conformadas stas piezas debern ser nuevamente sometidas a Tratamiento Trmico. Conformado en Fro: Es una prctica comn el Conformado en Fro, por ejemplo por plegado o curvado en prensas y con rodillos. Comparados con aceros de menores lmites elsticos, al conformar aceros de alto lmite elstico deben tenerse en consideracin dos parmetros adicionales: la mayor fuerza requerida y la mayor recuperacin elstica. Son precisas fuerzas mayores debido a la mayor resistencia a la deformacin. La recuperacin elstica es mayor debido a que tambin es mayor la fraccin de deformacin elstica comparada con la deformacin total.

La figura 3 muestra la deformacin que se obtienen en fro como resultado del plegado y el curvado. Se dan los valores de compresin en la cara interna y de traccin en la cara externa en funcin del radio, dimetro y espesor de paredes.

Figura 3 - GRADO DE DEFORMACIN EN FUNCION DEL RADIO

Para los aceros XAR pueden obtenerse lo valores mnimos del radio de plegado y de la anchura de boca de las matrices, si se equipara el grado de deformacin (e) incluido un cierto factor de seguridad al alargamiento de rotura del material. La figura 4 siguiente muestra estos valores en funcin de la dureza de la chapa. Normalmente, los valores de direccin perpendicular a la direccin de laminacin principal, son inferiores a los correspondientes a la direccin longitudinal, debido a que la deformacin a la largo de la direccin de la fibra ofrece mayor dificultad debido a la imposibilidad de evitar totalmente las inclusiones de sulfuros y/u xidos. Adems, debe tenerse en cuenta el espesor de la chapa. Una chapa delgada presentar una mayor resistencia a la iniciacin de grietas y una mejor capacidad de absorcin de grietas que una chapa

gruesa. Los valores que se muestran, con la figura 4, son vlidos para espesores de chapa de hasta 10 mm. De 10-20 mm deben ser aumentados en 0.5 x e y de 20-30 mm de espesor en 1xe. Todo esto en el supuesto de que los bordes de la chapa hayan sido rectificados hasta dejarlos sin muescas ni rebabas. Hay que asegurar un buen deslizamiento de las chapas, lubricando la estampa inferior y al punzn de curvado, as como la eliminacin constante de la cascarilla que pueda adherirse a las herramientas.

Figura 4 - ANCHURAS DE LA ESTAMPA INFERIOR Y RADIOS DEL PUNZON PARA ACEROS XAR

MECANIZADO POR ARRANQUE DE VIRUTA El mecanizado por arranque de viruta de las aceros Thyssen resistentes al desgaste, de estructura bsica martenstico/baintica, requiere ms atencin que el de los aceros de estructura ferrtico perltica. El taladrado tiene un inters especial debido a las siguientes propiedades inhibidoras: - Disminucin de la velocidad de corte hasta cero en el centro de la

broca. - Creciente dificultad de evacuacin de las virutas al ir aumentando la

profundidad del taladrado. - Distribucin desfavorable del calor en el punto de corte. - Problemas de estabilidad y vibracin de la herramienta. Para la mecanizacin de aceros con durezas de hasta 400HB (Valor Medio), se recomienda el uso de brocas, de acero HSS-E de alta aleacin de cobalto. Para el acero de tipo XAR500 es preciso el emplear brocas de metal duro. La perforacin de agujeros de dimetro superior a 16 mm puede llevarse a cabo tambin con brocas provistas de plaquitas de metal duro reversibles, sujetas en taladradoras especiales. Para el taladrado deben tomarse las siguientes precauciones: - Evitar vibraciones - Fijar la pieza en un punto tan prximo al trabajo como sea posible. - Fijar la pieza y el portabrocas tan cerca como sea posible a la columna

de la mquina. - Usar brocas cortas en husillos de mquinas tambin cortos. De la figura 5 puede deducirse las velocidades de corte recomendadas, junto con las revoluciones por minuto y avances. Como refrigerante recomendamos un aceite de corte especial de altas prestaciones, tal como el Jokisch S101. El uso de refrigerantes y de fluidos de corte alarga la duracin de las brocas. Los rebajes deben hacerse con herramientas especiales de penetrado, utilizando un punto de gua adicional para evitar el descentramiento de la herramienta.

Figura 5 - Valores indicativos para el mecanizado por arranque de viruta

6 mm 8 mm 10 mm 12 mm Tipo de Acero

Velocidad de corte m/mim r.p.m. avance r.p.m. avance r.p.m. avance r.p.m. avance

T1A 295 6 -8 360 0.08 280 0.10 225 0.15 190 0.20

T1A 320 4 - 6 260 0.08 200 0.10 160 0.15 130 0.20

XAR 320 4 - 6 260 0.08 200 0.10 160 0.15 130 0.20

XAR 400 3 - 5 210 0.05 160 0.08 130 0.10 100 0.15

XAR 500 20 - 25 1300 0.05 1000 0.05 800 0.08 670 0.08

La figura 6 muestra las velocidades de corte recomendadas.

Figura 6 - VELOCIDAD DE CORTE

CORTE TERMICO Y SOLDADURA Para el corte trmico de los aceros de construccin especiales Thyssen pueden aplicarse los procedimientos siguientes: - Corte con soplete. - Corte con plasma. - Corte con rayo lser. Debido al rpido calentamiento hasta muy altas temperaturas y al subsiguiente enfriamiento rpido, pueden tener lugar cambios en la estructura del material, que provocaran un aumento de la dureza. Adems, el corte con soplete afectar a la composicin qumica. En la figura 7 podemos observar la temperatura de precalentamiento recomendada en los casos de corte trmico y soldadura. Figura 7 - TEMPERATURAS MINIMAS DE PRECALENTAMIENTO (TP)

PARA CORTE TERMICO Y SOLDADURA

Se recomienda un precalentamiento a 150C en el caso de una temperatura de la pieza inferior a +5C. Este tipo de aceros puede soldarse aplicando cualquier procedimiento de soldadura utilizando normalmente, automtico o manual tales como SMAW o electrodo manual revestido, FCAW o soldadura con electrodo de alambre con fundente incorporado, SAW o soldadura mediante arco sumergido. Los pasos a seguir son : - Preparar las placas a soldar mediante corte con soplete o plasma y

biselar ya sea con bisel simple o doble a 30 45 grados. - Ensamblar y ajustar adecuadamente las secciones. - Precalentar dependiendo del espesor de la chapa. La figura 7 muestra

la temperatura de precalentamiento recomendada en los casos de corte trmico y soldadura.

- Controlar el proceso las temperaturas de disipacin de calor teniendo en cuenta que para chapas delgadas el proceso es ms rpido que para gruesas.

- Controlar el enfriamiento considerando que la velocidad se toma a partir de los 800C a los 500C como T 8/5. Para estos aceros, se recomienda un tiempo de enfriamiento t8/5 de 10-25 segundos. En el caso de una soldadura al arco en atmsfera de gas protector, puede disminuirse t8/5 hasta 5 segundos. Si el tiempo de enfriamiento es demasiado corto, pueden aparecer agrietamientos de enfriamiento. Los tiempos de enfriamiento demasiado largos pueden disminuir la tenacidad. Una vez elegido el proceso de soldadura se puede utilizar electrodos como: Eutectic, Eutectrode 3026, Eutectic Teromatec OA 690 Gridur 50, Gridur 44 Gridur 18, Gridur 7, Gridur 46 y Grinox 126. PROTECCIN CONTRA EL DESGASTE EN ZONAS SOMETIDAS A SOLICITACIONES EXTREMAS Soldadura de recargue superficial En construcciones que requieren altas tenacidades en los aceros resistentes al desgaste, tales como el XAR400, pero tambin en las aplicaciones del XAR500, calidad de acero de mxima resistencia al desgaste, pueden aparecer solicitaciones locales que exijan una proteccin adicional.

La proteccin contra el desgaste por medio de la soldadura de recargue puede aplicarse manual o automticamente. Las superficies deben estar limpias, es decir libres de xido, cascarilla, grasa y otras impurezas. La figura 8 a continuacin muestra los electrodos de empleo en el recargue por soldadura.

Figura 8 - Electrodos para Soldadura de Recargue superficial

Composicin Qumica % Designacin Proceso Carga

C Si Mn Cr Mo Ni Nb W Ti Observaciones

Geomant 0,1,2,3 E/G R

320 N/mm2 Rm > 600 N/mm2 A5 > 40%

Significado de los smbolos: E/G = electrodo revestido/electrodo hueco con aportaciones de gas, FD = electrodo de alambre de relleno, WIG/E/MAG = electrodo WIG/ electrodo de varillas/electrodo para soldadura MAG de alambre macizo, S = desgaste inducido por impacto, R = desgaste abrasivo.

Para no alterar las caractersticas del recargue por soldadura y la resistencia al desgaste del material de aportacin, deber reducirse al mnimo la mezcla del material de recargue con el material de base. En la soldadura son gas, esto significa en la temperatura de la superficie del material de base debe ser alrededor de 650C. La soldadura al arco elctrico debe llevarse a cabo con la intensidad ms baja posible, permitiendo as una soldadura estable con una penetracin mnima. NITRURACIN Adems de la posibilidad del recargue con carburos especiales, existe la de nitrurar las piezas en el seno de una corriente de gas amoniaco. Mediante este procedimiento, pueden conseguirse durezas superficiales de hasta 1000HV con profundidades de Nitruracin de aproximadamente 0.4mm (DIN 50190). (Figura 9). Este no es el resultado de una aumento de dureza por formacin de martensita (aumento de contenido de carbono), sino es debido a una difusin de nitrgeno en forma atmica a temperaturas de 500-530C en la superficie del material de base. As se forman nitruros muy duros, que proporcionan durezas altas homogneamente distribuidas. Favorecen la formacin de los nitruros el Aluminio, el Cromo y el Titanio. Los aceros de construccin especiales Thyssen estn aleados con estos elementos. PRESENTACION Los aceros antidesgaste estn disponibles en chapas (lminas) las cuales tambin pueden ser suministradas en cortes de acuerdo a sus necesidades.

Figura 9 - VARIACIN TIPICA DE LA DUREZA CON PROFUNDIDAD DE NITRUCION

PLATINAS

NORMAS TCNICAS

Composicin Qumica y Propiedades Mecnicas : ASTM A-36 Tolerancias Dimensinales : ISO 1035/4 - 1982 (E).

Descripcin

Producto de acero laminado en caliente de seccin rectangular.

Aplicaciones

En la fabricacin de estructuras metlicas, puertas, ventanas, rejas, piezas forjadas, etc.

Presentacin

Se produce en barras de 6 metros de longitud. Requerimientos qumicos (%)

C = 0.26 mx. Mn = 0.60 / 0.90 (Para espesores mayores de 3/4"). P = 0.040 mx. S = 0.050 mx. Si = 0.40 mx.

Propiedades mecnicas

Lmite de Fluencia mnimo = 2550 kg/cm.

Resistencia a la Traccin = 4080 - 5610 kg/cm.

Alargamiento en 200 mm : espesores : 1/8" = 12.5 % mnimo. 3/16" = 15.0 % mnimo. 1/4" = 17.5 % mnimo. 3/8", 1/2", 5/8", 3/4" y 1" = 20.0 % mnimo.

Doblado a 180 = Bueno.

Soldabilidad = Buena soldabilidad.

Tolerancias dimensinales y de forma

1. Tolerancias en el Ancho:

Ancho nominal (b) - mm Tolerancias (mm)

b < 50 + 0.8 50 < b < 75 + 1.2

75 < b < 100 + 1.5 100 < b < 125 + 2.0

2.Tolerancias en el Espesor:

Espesor nominal (e) - mm Tolerancias (mm)

b < 50 50 < b < 150

e < 20 + 0.4 + 0.5

20 < e < 40 + 0.8 + 1.0 3. Tolerancias en la Longitud: + 50 mm 4. Flecha mxima: 12 mm.

LAMINAS HOT ROLLED (HR) Normas tcnicas

ASTM A-569, A-36, A-283 grado C

ASTM 285C-ASTM 515 grado 70-ASTM 571-ASTM 516

Descripcin y uso

Planchas de acero laminadas en caliente, destinadas a la construccin de silos, embarcaciones pesqueras, vagones, estructuras y otros usos en general.

Presentacin

Se comercializa en dimensiones 6 x 20, 8 x 20, 4 x 8 , 4 x 16, 2 x 1 mt , 3 x 1 mt., 6 x 1 mt.

Tolerancias dimensinales

1. Tolerancia en el Espesor (mm):

Ancho nominal (mm) Espesor nominal (mm) 1220 1500 Y 1800 2.0 2.5 3.0 4.0

+ 0.20 + 0.25 + 0.29 + 0.33

- - - -

2. Tolerancia en el Ancho:

Espesor nominal (mm) Tolerancia (mm)

2.0, 2.5

3.0, 4.0

+ 6.0 - 0.

+ 8.0 - 0.

3. Tolerancia en la Longitud:

Longitud nominal (mm) Tolerancia (mm)

2400 + 13 6

6000 + 19 6 4. Tolerancias de Aplanado:

Espesor nominal (mm) Tolerancias (mm)

1200 18 5. Curvado: La flecha mxima es 0.2% de la longitud nominal.

ANGULOS

Producto de acero laminado en caliente cuya seccin transversal est formada por dos alas de igual longitud, en ngulo recto.

Normas tcnicas

Sistema Ingls : ASTM A36 /ASTM 572/A36M - 96.

Sistema Mtrico : - Propiedades Mecnicas : ASTM A36/A36M - 96. - Tolerancias Dimensinales : ISO 657/V - 1976 (E).

Aplicaciones

En la fabricacin de estructuras de acero para plantas industriales, almacenes, techados de grandes luces, industria naval, carroceras, torres de transmisin. Tambin se utiliza para la fabricacin de puertas, ventanas, rejas, etc.

Presentacin

Se comercializa en longitudes de 6 metros.

Requerimientos Qumicos (%)

C = 0.26 mx. Si = 0.40 mx. P = 0.040 mx. S = 0.050 mx.

Propiedades Mecnicas:


Resistencia a la Traccin = 4080 - 5610 kg/cm (*)

Alargamiento en 200 mm espesores: 2,5mm , 3,0mm y 1/8" = 12,5 % mnimo. 4,5 mm = 14,5 % mnimo. 3/16" = 15,0 % mnimo. 6,0 mm = 17,0 % mnimo. 1/4" . = 17,5 % mnimo.

Soldabilidad = Buena soldabilidad.

(*) Para el espesor de 2,5 mm la resistencia a la traccin mnima es de 3500 kg/cm.

Tolerancias Dimensinales y de Forma:

Sistema mtrico :

1. Tolerancias en la Longitud del Ala : + 1 mm.

2. Tolerancia en el Espesor : + 0.5 mm.

3. Fuera de Escuadra : 1.0 mm de desviacin mxima.

4. Tolerancia en la Longitud: + 50 mm

5. Flecha mxima : 12 mm.

Sistema ingles : ASTM A36 / a36m 96

1. Tolerancias Dimensinales

Tolerancia de espesor (e) - mm Dimensin nominal (l)

(pulg)

Tolerancia de longitud de alas mm

E < 3/16" 3/16" < e < 3/8" e > 3/8"

1 < L < 2 + 1.2 + 0.25 + 0.25 + 0.30

2 < L < 3 + 1.6 + 0.30 + 0.40 + 0.40

3 < L < 4 + 3.2 2.4 (1) (1) (1)

4 < L < 6 + 3.2 (1) (1) (1)

(1) No es requerimiento de la norma.

2. Flecha mxima : 12 mm.

Tolerancia de Longitud: +50 mm

CANALES Norma tcnica

ASTM A36 / A 6M - 96.

Descripcin

Producto de acero laminado en caliente cuya seccin tiene la forma de U.

Aplicaciones

En la fabricacin de estructuras metlicas como vigas, viguetas, carroceras, etc.

Presentacin Se suministra en longitudes de 6 a 12 metros.

Requerimientos qumicos (%) C = 0.26 mx. P = 0.040 mx. S = 0.050 mx. S = 0.40 mx.

Propiedades mecnicas


Resistencia a la Traccin = 4080 - 5610 kg/cm

Alargamiento en 200 mm : espesores alma : 4,3 mm y 4,5 mm = 14,5 % mnimo. 4,8 mm = 15,0 % mnimo.

Soldabilidad = Buena soldabilidad. Tolerancias dimensionales y de forma

1. Tolerancias Dimensionales

Dimensin nominal

Altura (mm)

Ancho(mm)

Espesor del alma (mm)

Mayor de 1 1/2" y menor de 3" + 1.6 + 1.6 < 3/16" = 0.40

De 3" hasta 7" + 2.4 - 1.6 + 3.2 > 3/16" = 0.50

Mayor de 7" hasta 14" + 3.2 - 2.4 + 3.2 - 4.0 (1)

(1) No es requerimiento de la norma.

2. Tolerancia de Longitud: + 50 mm 3. Flecha mxima: 12 mm.

LAMINAS COLD ROLLED (CR) Norma tcnica:

ASTM A-366.

Descripcin

Planchas y bobinas de acero laminadas en fro calidad comercial.

Aplicaciones

En partes expuestas donde se requiere un buen acabado superficial; como por ejemplo: muebles, tubos, paneles, carroceras, artefactos electrodomsticos, etc.

Presentacin

Se suministra en bobinas de 1mt. De ancho o 1.2 mt., lminas 2 x1 mt, 4 x 8, 1.22 x 2.44 mts

Acabado:

Las planchas y bobinas laminadas en fro son aceitadas.

Empaquetado: Las planchas se presentan en paquetes de 2000 a 5000 kg. Las bobinas se presentan en paquetes de 1000 a 6000 kg.

LAMINAS ALFAJOR O ANTIDESLIZANTE

ASTM 569

ESPECIFICACIONES TECNICAS:

Composicin qumica Propiedades mecnicas

C MN P S Limite elstico Resistencia a la traccin %

alarga

0.15 0.60 0.035 1 25Kg*mm# 250MPa 35Kg/mm2 365MPa 22

Dimensiones y Pesos de Planchas Comerciales

Espesor M2 1.0 X 3.0 MTS Milmetro Kg. Kg.

2.50 20.68 62.03 3.00 24.81 74.43 3.17 26.22 78.65 4.50 37.22 111.65 4.76 39.37 118.10 6.00 49.62 148.66 6.35 52.51 157.54 9.00 74.43 223.29 9.53 78.81 236.44

Aplicaciones mas frecuentes Fabricacin de pisos antideslizantes

CARACTERISTICAS Los Aceros de herramientas para trabajo en fro son usados en procesos cuya temperatura no supere los 200 C. Se utilizan en los procesos de: Corte Cizallado Deformacin en fro

Elementos Aleantes Aceros

% C % Cr % W % Mo % Mn % V %Si %Ni T 2510 0,95 0,6 0,6 1,1 0,1 T 2842 0,90 0,4 2,0 0,1 T 2363 1,0 5,3 1,1 0,2 T 2080 2,0 12 T 2436 2,1 12 0,7 T 2379 1,55 12 0,7 1,0 T 2550 0,60 1,1 2,0 0,2 0.6 T 2767 0.45 1.4 0.3 4 T 3343 0,90 4,1 6,4 5 1,9 TSP4 1,3 4,5 5,4 5 < 0,4 4,2

Influencia de los Elementos de Aleaci

Materiales CIA General de Aceros

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