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CARACTERIZACION DE ACEROS ESPECIALES AUTOPROTECTORES

YENNY ANGELICA BAUTISTA VARGAS ANGIE KATERINE JIMENEZ MIGUEZ PAULA FERNANDA SOLANO MURCIA

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE METALURGIA TUNJA 2019

CARACTERIZACION DE ACEROS ESPECIALES AUTOPROTECTORES

Presentado Por: YENNY ANGELICA BAUTISTA VARGAS COD.201411299 ANGIE KATERINE JIMENEZ MIGUEZ COD.201410841 PAULA FERNANDA SOLANO COD.201410048

Presentado a: ALVARO FORERO ING.METALURGICO

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE METALURGIA TUNJA 2019

INTRODUCCIÓN

En la actualidad el acero es uno de los materiales más usados a nivel industrial, por ello las investigaciones sobre este material han avanzado rápidamente, se ha vuelto una necesidad grande producir aceros cada vez más resistentes y con mejores propiedades, resaltando la importancia de la resistencia a la corrosión, pues es el problema que más los afecta. Se han desarrollado varios métodos para prevenir, mitigar, retrasar y reparar la corrosión, como por ejemplo los recubrimientos electrolíticos, las pinturas anticorrosivas, los aceros inoxidables, aceros especiales, aceros patinables, entre otros. En este informe, se mostraran las características especiales que poseen los aceros patinables, en especial los aceros A572 Y A588. Los aceros patinables también conocidos como "low alloy steels" son aceros de muy bajo contenido de carbono, que reciben este nombre de un oxido muy fuerte que se forma en su superficie, el cual impide que la corrosión progrese por debajo de dicha capa superficial, además, tienen unas excelentes propiedades mecánicas en general y es muy apto para ser usado a la intemperie, entre otras ventajas que serán mencionadas más adelante.

1. OBJETIVOS 1.1

OBJETIVO GENERAL Describir las propiedades de los aceros patinables A572 Y A588, así como sus usos y características más importantes.

1.2

OBJETIVOS ESPECIFICOS Realizar la caracterización de los aceros patinables A572 Y A588. Ejecutar la preparación metalográfica de una probeta de cada tipo de acero y analizar las características micro estructurales de ellas. Identificar las ventajas y desventajas que tiene el uso de los aceros patinables con respecto a los demás tipos de aceros.

2. MARCO TEORICO 2.1 ACEROS PATINABLES O AUTOPROTECTORES Los aceros patinables se caracterizan por su muy buena resistencia a la corrosión, gracias a incluir cobre y cromo en su aleación. Básicamente consisten en una aleación de bajo contenido de Carbono (inferior al 0,25%) que, en adición de pequeñas cantidades de Cobre (Cu) Níquel (Ni) y Cromo (Cr) y expuesto a ciclos de humedad y sequedad, desarrolla una capa de óxido homogénea y de alta adherencia en la superficie del acero expuesto a las condiciones del clima. Es esta formación de esta fina capa de oxidación superficial no progresiva y protectora (pátina), la que le otorga resistencias a la corrosión superiores a la de los aceros comunes. Esta capa superficial, se desarrolla y regenera continuamente y funciona como barrera de protección contra el avance de la corrosión sin demandar revestimientos o protecciones adicionales, dependiendo del ambiente al que está expuesto. Esta capa superficial de protección se va formando de acuerdo a ciclos naturales de humedad (lluvia, neblina) y sequedad (sol, viento) en períodos variables de 18 a 36 meses que pueden acelerarse artificialmente. Normalmente, a partir del primer año de exposición, ya se aprecia la coloración café típica del acero patinable, La formación, duración y efecto protector de la capa protectora dependen de varios factores, especialmente el carácter corrosivo de la atmósfera del lugar en que se emplazará. En general, se considera que en estructuras expuestas en ambientes industriales, urbanos y rurales, la capa protectora asegurará una muy buena protección contra la corrosión. En casos de estar expuesto a condiciones de contaminación ambiental que incluyen agentes agresivos, de estar en contacto directo con agua por largos períodos, de estar expuesto a humedad permanente o expuesta a condiciones de borde marino (menor a 600m del borde de mar), se debe necesariamente considerar recubrimientos de protección adicionales o materiales alternativos. El acero patinable tiene una apariencia similar al que resulta de un acero oxidado por lo que ha sido explorada en diversos proyectos de obras de arquitectura, obras civiles y de esculturas.  HISTORIA Inicialmente los aceros patinables surgen en USA en 1933 aplicándose principalmente para la fabricación de vagones de carga de tren, amparado en el bajo coste de mantenimiento que demandan. La United Steel Corporation de USA los registró bajo la marca de COR-TEN, que posteriormente fue vendida a la International Steel Group en 2003 (hoy Arcelor Mittal). Recién en la década de los

años 60 del siglo XX se inicia su uso en aplicaciones de obras civiles y de arquitectura. El primer edificio construido enteramente en acero patinable (bajo la patente COR-TEN) fue el edificio administrativo de John Deere, en Illinois, proyecto de Eero Saarinen, que fue completado luego de su muerte por Kevin Roche. A solicitud del entonces presidente de la compañía, se utilizó por primera vez el acero CORTEN lo que dio al edificio su apariencia y color terrosa característica.  PRECAUCIONES La construcción con aceros patinables debe considerar especial atención a los niveles de contaminación ambiental que existen en el emplazamiento del edificio, especialmente si se quiere dejar la pátina o capa superior de óxido a la vista. Más allá de lo anterior, según Luis Andrade Mattos Días (Estructuras de Acero: conceptos, técnicas y lenguaje) se deben tener algunas precauciones durante la ejecución de las obras, entre otras:  Eliminar la cascarilla de laminación por limpieza de chorro abrasivo  Eliminar salpicaduras de soldaduras, aceites y hormigón.  Evitar en el diseño sectores que pudieran retener agua o elementos sólidos. Si no es posible, estos sectores se deben proteger con pintura. Otros autores señalan que diseño deberá considerar las eventuales pérdidas de masa o de espesor que tendrá el acero COR-TEN expuesto y tomar las medidas adecuadas, como la consideración de sobre espesores si corresponde. Por último, cabe destacar que el acero patinable puede ser trabajado con algunas consideraciones que se detallan: Oxicorte: el acero patinable puede trabajarse con oxicorte aplicando los métodos adecuados. En casos de ambientes bajo el 5ºC se deberá precalentar una sección razonablemente ancha alrededor de la zona de corte. Si los cortes van a ser sometidos a conformado en frío, el efecto de endurecimiento se deberá prevenir mediante precalentado. Soldadura: el acero patinable se puede soldar tanto manual como mecánicamente, bajo el supuesto de la observancia de las buenas prácticas de soldadura. Para asegurar obtener las mismas propiedades mecánicas en la soldadura y en el metal base, se deben aplicar los consumibles adecuados en las condiciones apropiadas. Asimismo, se deben considerar que para el uso de acero patinable expuesto sin recubrimientos la unión soldada debe ser igualmente resistente a la corrosión, lo que se logra usando consumibles que se ajusten al material de base. Uniones Apernadas: la selección de pernos, remaches y accesorios se deberá hacer de forma de evitar la formación local de celdas electro-químicas. Los

elementos de conexión deberán ser, preferentemente, de acero patinable. En las juntas se pueden crear condiciones capilares que conduzcan a la formación de humedad permanente que resulten en corrosión acrecentada. Por lo mismo, las zonas críticas deben ser protegidas adicionalmente mediante pinturas, sellos u otras medidas preventivas. En el caso de conexiones de alta resistencia aplican las condiciones para aceros no patinables como se detalla en DIN 18800, parte 1. Mayores informaciones relacionadas con esta materia se pueden encontrar en: Soldadura La AWS-D1 incluye provisiones para uniones soldadas con aceros patinables. Aunque los electrodos estándares producen soldaduras de adecuada resistencia, se han desarrollado electrodos especiales para generar soldaduras con las mismas características de resistencia a la corrosión que los elementos que unen. Las soldaduras de filetes de un paso simple hechos con electrodos estándares incluyen suficiente material como para resistir a la corrosión pero tienen diferente apariencia que el acero patinable, Es por ello que se puede realizar una primera pasada con electrodo común y otra con un electrodo especial para unir aceros patinables. Debe prestarse especial atención a los extremos de las soldaduras para asegurarse que estén cubiertos con el electrodo especial Es por ello que a veces se prefiere que todas las pasadas sean realizadas por el electrodo especial. Requisitos para una adecuada formación de la pátina Para quienes se interesen en mayor profundidad en los aspectos específicos de la velocidad de formación de la pátina en distintas condiciones adjuntamos un link a un interesante artículo (lamentablemente en inglés). Some Clarifications Regarding Literature on Atmospheric Corrosion of Weathering Steels I. Díaz, H. Cano, B. Chico, D. de la Fuente, and M. Morcillo. 2.2 ACERO PATINABLE A588 Este acero para intemperie fue aprobado en 1968, también conocido como “patinable” está disponible en varios grados con pequeñas variaciones en su química. El límite de fluencia mínimo especificado y resistencia a la tracción en todos los grupos de ASTM de perfiles estructurales y de planchas en espesores de 4 pulgadas y menos de 50 y 70 ksi (3,515 y 4,920 kg/cm2) respectivamente. 2.3 ACERO PATINABLE A572 El A 572 Está disponible en varios grados, dependiendo del tamaño del perfil y el espesor de la placa. Grado 50, con fy = 50 ksi y fu = 65 ksi (3,515 y 4,570 kg/cm2 respectivamente) está disponible en todos los tamaños de perfiles y espesores de placa hasta 4 pulgadas. Este es el grado de acero estructural mas usado en el

mercado de los EE UU actualmente, a pesar de que está siendo rápidamente reemplazado por A 992 para perfiles W.

3. PROCEDIMIENTO Y METODO

Se procedió a cortar probetas de acero auto protectores (a572 y a588). Se realizó una prueba metalográfica para identificar la microestructura correspondiente a cada uno de los aceros tratados, a los auto protectores con ataque de 10 segundos. Se procedió finalmente a la obtención de micrografías por medio del microscopio óptico metalográfico con aumentos de 100x y 500x. Para cada uno de los aceros.

4. ANALISIS METALOGRAFICO 4.1 MICROGRAFIAS OBTENIDAS: ACERO A572 Fig. 1. Micrografía del acero A572 100X

Fig. 1. Micrografía del acero A572 500X

ACERO A588 Fig. 1. Micrografía del acero A588 100X

Fig. 1. Micrografía del acero A588 500X

Los aceros analizados A572 y A588, son materiales auto protectores, sin embargo, el A588 se caracteriza, a diferencia de A572, por ser completamente patinable gracias a los elementos que lo componen químicamente, como el Cu, Cr, Ni, P y Si. El acero A572 presenta el contenido de Cu mínimo requerido según la norma para caracterizarse como un acero auto protector, es decir, cobre de 0.2%. Razón por la cual, es resistente a la corrosión atmosférica, sin embargo, no crea una herrumbre patinable de óxidos y oxihidruros (con presencia de lluvia) en su superficie que lo proteja, como si lo hace el acero A588.

5. CONCLUSIONES Los aceros patinables son aptos para ser usados a la intemperie y no son recomendables en ambientes cerrados. poseen mayor resistencia a la corrosión y no necesitan ser pintados ni requieren operaciones de repintado de mantenimiento. La formación, duración y efecto de la capa protectora dependen de varios factores, especialmente el carácter corrosivo de la atmósfera del lugar en que se emplaza.

6. REFERENCIAS

file:///C:/Users/User/Downloads/CAP11%20Aceros%20para%20herramienta s.pdf https://html.rincondelvago.com/aceros-para-herramientas.html ASTM E112 – 13. Standard Test Methods for Determining Average Grain Size. http://www.utp.edu.co/~publio17/ac_herram.htm http://www.acerosbohler.com/spanish/files/W360FSP_web.pdf http://revistademetalurgia.revistas.csic.es/index.php/revistademetalurgia/arti cle/ viewFile/824/836...