Vidro e Aço - Materias de Obras Civis

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Materiales de Obras Civiles
Vidrios y Acero
Prof.: Gastón Mendoza
Grupo 1: Aline Micaela Schmidt
 Stefany Jackeline Garcete
Ingeniería Civil – Cuarto Semestre
UNINTER
Vidrio
Sustancia amorfa fabricada sobre todo a partir de sílice (SiO2) fundida a altas temperaturas con boratos o fosfatos. También se encuentra en la naturaleza, por ejemplo en la obsidiana, un material volcánico, o en los enigmáticos objetos conocidos como tectitas. El vidrio es una sustancia amorfa porque no es ni un sólido ni un líquido, sino que se halla en un estado vítreo en el que las unidades moleculares, aunque están dispuestas de forma desordenada, tienen suficiente cohesión para presentar rigidez mecánica. El vidrio se enfría hasta solidificarse sin que se produzca cristalización; el calentamiento puede devolverle su forma líquida. Suele ser transparente, pero también puede ser traslúcido u opaco. Su color varía según los ingredientes empleados en su fabricación.
El vidrio fundido es maleable y se le puede dar forma mediante diversas técnicas. En frío, puede ser tallado. A bajas temperaturas es quebradizo y se rompe con fractura concoidea (en forma de concha de mar)
El vidrio se obtiene a unos 1 500 °C a partir de arena de sílice (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza (CaCO3).
Composición y propiedades
La sílice se funde a temperaturas muy elevadas para formar vidrio. Como éste tiene un elevado punto de fusión y sufre poca contracción y dilatación con los cambios de temperatura, es adecuado para aparatos de laboratorio y objetos sometidos a choques térmicos (deformaciones debidas a cambios bruscos de temperatura), como los espejos de los telescopios. El vidrio es un mal conductor del calor y la electricidad, por lo que resulta práctico para el aislamiento térmico y eléctrico. En la mayoría de los vidrios, la sílice se combina con otras materias primas en distintas proporciones. Los fundentes alcalinos, por lo general carbonato de sodio o potasio, disminuyen el punto de fusión y la viscosidad de la sílice. La piedra caliza o la dolomita (carbonato de calcio y magnesio) actúa como estabilizante. Otros ingredientes, como el plomo o el bórax, proporcionan al vidrio determinadas propiedades físicas.
Fabricación de vidrio
El vidrio se fabrica a partir de una mezcla compleja de compuestos vitrificantes, como sílice, fundentes, como los álcalis, y estabilizantes, como la cal. Estas materias primas se cargan en el horno de cubeta (de producción continua) por medio de una tolva. El horno se calienta con quemadores de gas o petróleo. La llama debe alcanzar una temperatura suficiente, y para ello el aire de combustión se calienta en unos recuperadores construidos con ladrillos refractarios antes de que llegue a los quemadores. El horno tiene dos recuperadores cuyas funciones cambian cada veinte minutos: uno se calienta por contacto con los gases ardientes mientras el otro proporciona el calor acumulado al aire de combustión. La mezcla se funde (zona de fusión) a unos 1.500 °C y avanza hacia la zona de enfriamiento, donde tiene lugar el recocido. En el otro extremo del horno se alcanza una temperatura de 1.200 a 800 °C. Al vidrio así obtenido se le da forma por laminación (como en el esquema superior) o por otro método.
Vidrio soluble y vidrio sodocálcico
El vidrio de elevado contenido en sodio que puede disolverse en agua para formar un líquido viscoso se denomina vidrio soluble y se emplea como barniz ignífugo en ciertos objetos y como sellador. La mayor parte del vidrio producido presenta una elevada concentración de sodio y calcio en su composición; se conoce como vidrio sodocálcico y se utiliza para fabricar botellas, cristalerías de mesa, bombillas (focos), vidrios de ventana y vidrios laminados.
Vidrio al plomo
El vidrio fino empleado para cristalerías de mesa y conocido como cristal es el resultado de fórmulas que combinan silicato de potasio con óxido de plomo. El vidrio al plomo es pesado y refracta más la luz, por lo que resulta apropiado para lentes o prismas y para bisutería. Como el plomo absorbe la radiación de alta energía, el vidrio al plomo se utiliza en pantallas para proteger al personal de las instalaciones nucleares.
Color
Las impurezas en las materias primas afectan al color del vidrio. Para obtener una sustancia clara e incolora, los fabricantes añaden manganeso con el fin de eliminar los efectos de pequeñas cantidades de hierro que producen tonos verdes y pardos. El cristal puede colorearse disolviendo en él óxidos metálicos, sulfuros o seleniuros. Otros colorantes se dispersan en forma de partículas microscópicas.
Ingredientes diversos
Entre los componentes típicos del vidrio están los residuos de vidrio de composición similar, que potencian su fusión y homogeneización. A menudo se añaden elementos de afino, como arsénico o antimonio, para desprender pequeñas burbujas durante la fusión.
Propiedades físicas
Según su composición, algunos vidrios pueden fundir a temperaturas de sólo 500 °C; en cambio, otros necesitan 1.650 ºC. La resistencia a la tracción, que suele estar entre los 3.000 y 5.500 N/cm2, puede llegar a los 70.000 N/cm2 si el vidrio recibe un tratamiento especial. La densidad relativa (densidad con respecto al agua) va de 2 a 8, es decir, el vidrio puede ser más ligero que el aluminio o más pesado que el acero. Las propiedades ópticas y eléctricas también pueden variar mucho.
 Mezcla y fusión
Después de una cuidadosa medida y preparación, las materias primas se mezclan y se someten a una fusión inicial antes de aplicarles todo el calor necesario para la vitrificación. En el pasado, la fusión se efectuaba en recipientes de arcilla (barro) que se calentaban en hornos alimentados con madera o carbón. Todavía hoy se utilizan recipientes de arcilla refractaria, que contienen entre 0,5 y 1,5 toneladas de vidrio, cuando se necesitan cantidades relativamente pequeñas de vidrio para trabajarlo a mano. En las industrias modernas, la mayor parte del vidrio se funde en grandes calderos, introducidos por primera vez en 1872. Estos calderos pueden contener más de 1.000 toneladas de vidrio y se calientan con gas, fuel-oil o electricidad. Las materias primas se introducen de forma continua por una abertura situada en un extremo del caldero y el vidrio fundido, afinado y templado, sale por el otro extremo. En unos grandes crisoles o cámaras de retención, el vidrio fundido se lleva a la temperatura a la que puede ser trabajado y, a continuación, la masa vítrea se transfiere a las máquinas de moldeo.
Moldeado
Los principales métodos empleados para moldear el vidrio son el colado, el soplado, el prensado, el estirado y el laminado. Todos estos procesos son antiguos, pero han sufrido modificaciones para poder producir vidrio con fines industriales. Por ejemplo, se han desarrollado procesos de colado por centrifugado en los que el vidrio se fuerza contra las paredes de un molde que gira rápidamente, lo que permite obtener formas precisas de poco peso, como tubos de televisión. También se han desarrollado máquinas automáticas para soplar el vidrio.
Vidrio tensionado
Es posible añadir tensiones de modo artificial para dar resistencia a un artículo de vidrio. Como el vidrio se rompe como resultado de esfuerzos de tracción que se originan con un mínimo arañazo de la superficie, la compresión de ésta aumenta el esfuerzo de tracción que puede soportar el vidrio antes de que se produzca la ruptura. Un método llamado temple térmico comprime la superficie calentando el vidrio casi hasta el punto de reblandecimiento y enfriándolo rápidamente con un chorro de aire o por inmersión en un líquido. La superficie se endurece de inmediato, y la posterior contracción del interior del vidrio, que se enfría con más lentitud, tira de ella y la comprime. Con este método pueden obtenerse compresiones de superficie de hasta 24.000 N/cm2 en piezas gruesas de vidrio. También se han desarrollado métodos químicos de reforzamiento en los que se altera la composición o la estructura
de la superficie del vidrio mediante intercambio iónico. Este método permite alcanzar una resistencia superior a los 70.000 N/cm2. Véase también Recocido.
Tipos de vidrio comercial
Vidrio de ventana
Casi todo el vidrio de ventana se fabrica de forma mecánica estirándolo desde una piscina de vidrio fundido. En el proceso de Foucault, la lámina de vidrio se estira a través de un bloque refractario ranurado sumergido en la superficie de la piscina de este material y se lleva a un horno vertical de recocido, de donde sale para ser cortado en hojas.
Vidrio de placa
El vidrio de ventana normal producido por estiramiento no tiene un espesor uniforme, debido a la naturaleza del proceso de fabricación. Las variaciones de espesor distorsionan la imagen de los objetos vistos a través de una hoja de ese vidrio.
El método tradicional de eliminar esos defectos ha sido emplear vidrio laminado bruñido y pulimentado, conocido como vidrio de placa. Hoy, el vidrio de placa se fabrica pasando el material vítreo de forma continua entre dobles rodillos situados en el extremo de un crisol que contiene el material fundido. Después de recocer la lámina en bruto, ambas caras son acabadas de forma continua y simultánea.
En la actualidad, el bruñido y el pulimentado están siendo sustituidos por el proceso de vidrio flotante, más barato. En este proceso se forman superficies planas en ambas caras haciendo flotar una capa continua de vidrio sobre un baño de estaño fundido. La temperatura es tan alta que las imperfecciones superficiales se eliminan por el flujo del vidrio. La temperatura se hace descender poco a poco a medida que el material avanza por el baño de estaño y, al llegar al extremo, el vidrio pasa por un largo horno de recocido.
Vidrio óptico
La mayoría de las lentes que se utilizan en gafas (anteojos), microscopios, telescopios, cámaras y otros instrumentos ópticos se fabrican con vidrio óptico (Véase Óptica). Éste se diferencia de los demás vidrios por su forma de desviar (refractar) la luz. La fabricación de vidrio óptico es un proceso delicado y exigente. Las materias primas deben tener una gran pureza, y hay que tener mucho cuidado para que no se introduzcan imperfecciones en el proceso de fabricación. Pequeñas burbujas de aire o inclusiones de materia no vitrificada pueden provocar distorsiones en la superficie de la lente. Las llamadas cuerdas, estrías causadas por la falta de homogeneidad química del vidrio, también pueden causar distorsiones importantes, y las tensiones en el vidrio debidas a un recocido imperfecto afectan también a las cualidades ópticas.
Vidrio fotosensible
En el vidrio fotosensible, los iones de oro o plata del material responden a la acción de la luz, de forma similar a lo que ocurre en una película fotográfica. Este vidrio se utiliza en procesos de impresión y reproducción, y su tratamiento térmico tras la exposición a la luz produce cambios permanentes.
El vidrio fotocromático se oscurece al ser expuesto a la luz tras lo cual recupera su claridad original. Este comportamiento se debe a la acción de la luz sobre cristales diminutos de cloruro de plata o bromuro de plata distribuidos por todo el vidrio. Es muy utilizado en lentes de gafas o anteojos y en electrónica.
Vitrocerámica
En los vidrios que contienen determinados metales se produce una cristalización localizada al ser expuestos a radiación ultravioleta. Si se calientan a temperaturas elevadas, estos vidrios se convierten en vitrocerámica, que tiene una resistencia mecánica y unas propiedades de aislamiento eléctrico superiores a las del vidrio ordinario. Este tipo de cerámica se utiliza en la actualidad en utensilios de cocina, conos frontales de cohetes o ladrillos termorresistentes para recubrir naves espaciales. Otros vidrios que contienen metales o aleaciones pueden magnetizarse, son resistentes y flexibles y resultan muy útiles para transformadores eléctricos de alta eficiencia.
Fibra de vidrio
Es posible producir fibras de vidrio —que pueden tejerse como las fibras textiles— estirando vidrio fundido hasta diámetros inferiores a una centésima de milímetro. Se pueden producir tanto hilos multifilamento largos y continuos como fibras cortas de 25 o 30 centímetros de largo.
Una vez tejida para formar telas, la fibra de vidrio resulta ser un excelente material para cortinas y tapicería debido a su estabilidad química, solidez y resistencia al fuego y al agua. Los tejidos de fibra de vidrio, sola o en combinación con resinas, constituyen un aislamiento eléctrico excelente. Impregnando fibras de vidrio con plásticos se forma un tipo compuesto que combina la solidez y estabilidad química del vidrio con la resistencia al impacto del plástico. Otras fibras de vidrio muy útiles son las empleadas para transmitir señales ópticas en comunicaciones informáticas y telefónicas mediante la nueva tecnología de la fibra óptica, en rápido crecimiento.
Otros tipos de vidrio
Los paveses de vidrio son bloques de construcción huecos, con nervios o dibujos en los lados, que se pueden unir con argamasa y utilizarse en paredes exteriores o tabiques internos.
La espuma de vidrio, empleada en flotadores o como aislante, se fabrica añadiendo un agente espumante al vidrio triturado y calentando la mezcla hasta el punto de reblandecimiento. El agente espumante libera un gas que produce una multitud de pequeñas burbujas dentro del vidrio.
El vidrio láser es vidrio dopado con un pequeño porcentaje de óxido de neodimio, y es capaz de emitir luz láser si se monta en un dispositivo adecuado y se ‘bombea’ con luz ordinaria. Está considerado como una buena fuente láser por la relativa facilidad con que pueden obtenerse pedazos grandes y homogéneos de este vidrio.
Los vidrios dobles son dos láminas de vidrio de placa o de ventana selladas por los extremos, con un espacio de aire entre ambas. Para su construcción pueden usarse varios tipos de selladores y materiales de separación. Empleados en ventanas, proporcionan un excelente aislamiento térmico y no se empañan aunque haya humedad.
Utilidades del vidrio
Hoy en día, el vidrio se ha convertido en un aliado perfecto para la decoración de nuestros hogares. Gracias a su elegancia, transmisión de la luz exterior y su transparencia, el vidrio hace que los espacios se conviertan en amplios y limpios. Para ello la elección del vidrio adecuado es muy importante sobre todo para arquitectos y diseñadores que son los que hacen utilidad de este material para la creación de sus proyectos. Además, el vidrio al tener distintos colores y texturas, hace que su utilidad sea infinita. Puede ser utilizado en infinidad de sitios:
Mamparas de baño
Mamparas divisorias
Revestimiento de paredes
Barandillas
Cortinas
Vitrinas
Mesas
Lucernarios
Etc
Acero
Clasificación
Según el modo de fabricación
acero eléctrico
acero fundido
acero calmado
acero efervescente
acero fritado
Según el modo de trabajarlo
acero moldeado
acero laminado
Según la composición y la estructura
aceros ordinarios
aceros aleados o especiales
Los aceros aleados o especiales contienen otros elementos, además de carbono, que modifican sus propiedades. Éstos se clasifican según su influencia:
Elementos que aumentan la dureza: Fósforo, Níquel, Cobre, Aluminio. En especial aquellos que conservan la dureza a elevadas temperaturas: Titanio, Vanadio, Molibdeno, Wolframio, Cromo, Manganeso y Cobalto.
Elementos que limitan el crecimiento del tamaño de grano: Aluminio, Titanio y Vanadio.
Elementos que determinan en la templabilidad: Aumentan la templabilidad: Manganeso, Molibdeno, Cromo, Níquel y Silicio. Disminuye la templabilidad: el Cobalto.
Elementos que modifican la Resistencia a la Corrosión u Oxidación: Aumentan la Resistencia a la oxidación: Molibdeno y Wolframio. Favorece la resistencia a la Corrosión: El Cromo.
Elementos que modifican las temperaturas críticas de transformación: Suben los puntos críticos: Molibdeno, Aluminio, Silicio, Vanadio, Wolframio. Disminuyen las temperaturas críticas: Cobre, Níquel
y Manganeso. En el caso particular del Cromo, se elevan los puntos críticos cuando el acero es de alto porcentaje de Carbono pero los disminuye cuando el acero es de bajo contenido de Carbono.
Según los usos
acero para imanes o magnético
acero autotemplado
acero de construcción
acero de corte rápido
acero de decoletado
acero de corte
acero indeformable
acero inoxidable
acero de herramientas
acero para muelle
acero refractario
acero de rodamientos
Tratamientos del acero
Tratamientos superficiales 
Debido a la facilidad que tiene el acero para oxidarse cuando entra en contacto con la atmósfera o con el agua, es necesario y conveniente proteger la superficie de los componentes de acero para protegerles de la oxidación y corrosión. Muchos tratamientos superficiales están muy relacionados con aspectos embellecedores y decorativos de los metales.
Los tratamientos superficiales más usados son los siguientes:
Cincado: tratamiento superficial antioxidante por proceso electrolítico o mecánico al que se somete a diferentes componentes metálicos.
Cromado: recubrimiento superficial para proteger de la oxidación y embellecer.
Galvanizado: tratamiento superficial que se da a la chapa de acero.
Niquelado: baño de níquel con el que se protege un metal de la oxidación.
Pavonado: tratamiento superficial que se da a piezas pequeñas de acero, como la tornillería.
Pintura: usado especialmente en estructuras, automóviles, barcos, etc.
Tratamientos térmicos
Un proceso de tratamiento térmico adecuado permite aumentar significativamente las propiedades mecánicas de dureza, tenacidad y resistencia mecánica del acero. Los tratamientos térmicos cambian la microestructura del material, con lo que las propiedades macroscópicas del acero también son alteradas.
Los tratamientos térmicos que pueden aplicarse al acero sin cambiar en su composición química son:
temple
revenido
recocido
normalizado
Los tratamientos termoquímicos son tratamientos térmicos en los que, además de los cambios en la estructura del acero, también se producen cambios en la composición química de la capa superficial, añadiendo diferentes productos químicos hasta una profundidad determinada. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados en atmósferas especiales. Entre los objetivos más comunes de estos tratamientos están aumentar la dureza superficial de las piezas dejando el núcleo más blando y tenaz, disminuir el rozamiento aumentando el poder lubrificante, aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a fatiga o aumentar la resistencia a la corrosión.
Cementación (C): aumenta la dureza superficial de una pieza de acero dulce, aumentando la concentración de carbono en la superficie. Se consigue teniendo en cuenta el medio o atmósfera que envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. El tratamiento logra aumentar el contenido de carbono de la zona periférica, obteniéndose después, por medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el núcleo.
Nitruración (N): al igual que la cementación, aumenta la dureza superficial, aunque lo hace en mayor medida, incorporando nitrógeno en la composición de la superficie de la pieza. Se logra calentando el acero a temperaturas comprendidas entre 400 y 525 °C, dentro de una corriente de gas amoníaco, más nitrógeno.
Cianuración (C+N): endurecimiento superficial de pequeñas piezas de acero. Se utilizan baños con cianuro, carbonato y cianato sódico. Se aplican temperaturas entre 760 y 950 °C.
Carbonitruración (C+N): al igual que la cianuración, introduce carbono y nitrógeno en una capa superficial, pero con hidrocarburos como metano, etano o propano; amoníaco(NH3) y monóxido de carbono (CO). En el proceso se requieren temperaturas de 650 a 850 °C y es necesario realizar un temple y un revenido posterior.
Sulfinización (S+N+C): aumenta la resistencia al desgaste por acción del azufre. El azufre se incorporó al metal por calentamiento a baja temperatura (565 °C) en un baño de sales.
Entre los factores que afectan a los procesos de tratamiento térmico del acero se encuentran la temperatura y el tiempo durante el que se expone a dichas condiciones al material. Otro factor determinante es la forma en la que el acero vuelve a la temperatura ambiente. El enfriamiento del proceso puede incluir su inmersión en aceite o el uso del aire como refrigerante.
El método del tratamiento térmico, incluyendo su enfriamiento, influye en que el acero tome sus propiedades comerciales.
Según ese método, en algunos sistemas de clasificación, se le asigna un prefijo indicativo del tipo. Por ejemplo, el acero O-1, o A2, A6 (o S7) donde la letra "O" es indicativo del uso de aceite (del inglés: oil quenched), y "A" es la inicial de aire; el prefijo "S" es indicativo que el acero ha sido tratado y considerado resistente al golpeo (Shock resistant).
Templado del acero
En la ciencia de materiales, el templado o temple es un tratamiento térmico consistente en el rápido enfriamiento de la pieza para obtener determinadas propiedades de los materiales. Se evita que los procesos de baja temperatura, tales como transformaciones de fase, se produzcan al sólo proporcionar una estrecha ventana de tiempo en el que la reacción es a la vez favorable termodinámicamente y posible cinéticamente. Por ejemplo, se puede reducir la cristalización y por lo tanto aumentar la tenacidad, tanto de aleaciones como de plásticos (producida a través de polimerización).
Temple
El temple es un proceso mecánico por el cual las aleaciones de acero y el hierro fundido se fortalecen y endurecen. Estos metales constan de metales ferrosos y aleaciones. Esto se realiza calentando el material a una cierta temperatura, dependiendo del material, y luego enfriándolo rápidamente. Esto produce un material más duro por cualquiera de endurecimiento superficial o a través de endurecimiento que varía en la velocidad a la que se enfría el material. El material es entonces a menudo revenido para reducir la fragilidad que puede aumentar por el rápido enfriamiento del proceso de endurecimiento. Los temas que pueden ser templados incluyen engranajes, ejes y bloques de desgaste.
Proceso
El temple de metales es una progresión: El primer paso está absorbiendo el metal, es decir, calentamiento a la temperatura requerida. El remojo se puede hacer por vía aérea (horno de aire), o un baño. El tiempo de remojo en hornos de aire debe ser de 1 a 2 minutos para cada milímetro de sección transversal. Para un baño el tiempo puede variar un poco más alto. La asignación de tiempo recomendado en baños de sales o de plomo es de 0 a 6 minutos. Se debe evitar a toda costa el calentamiento desigual o el recalentamiento. La mayoría de los materiales se calientan desde cualquier lugar a 815 a 900 °C.
El siguiente paso es el enfriamiento de la pieza. El agua es uno de los medios de enfriamiento más eficientes, donde se adquiere la máxima dureza, pero hay una pequeña posibilidad de que se causen deformaciones y pequeñas grietas. Cuando se puede sacrificar la dureza se utilizan aceites de ballena, de semilla de algodón o minerales. Estos tienden a oxidarse y formar un lodo, que consecuentemente disminuye la eficiencia. La velocidad de enfriamiento (velocidad de enfriamiento) de aceite es mucho menor que el agua. Tasas intermedias entre el agua y el aceite se puede obtener con agua que contiene 10-90 % UCON de Dow Chemical Company, una sustancia con una solubilidad inversa que por lo tanto, los depósitos en el objeto para ralentizar la velocidad de enfriamiento.
Para minimizar la distorsión, las piezas cilíndricas largas se templan verticalmente; las piezas planas en el borde, y las secciones gruesas deben entrar primero en el baño. El baño se agita para evitar las burbujas de vapor.
Efectos del temple
Antes de endurecer el material, la microestructura del material es una estructura de grano de perlita que es uniforme y laminar. La perlita es una mezcla de ferrita
y cementitaformada cuando el acero o hierro fundido se fabrican y se enfría a una velocidad lenta. Después de enfriamiento rápido endurecimiento, la microestructura de la forma material enmartensita como una estructura fina, grano de aguja.
Calentamiento
Hay tres tipos de hornos que se utilizan comúnmente en temple: horno baño de sal,2 horno continuo,3 y la caja de horno. Cada uno se utiliza en función de lo que otros procesos o tipos de temple se está haciendo en los diferentes materiales.
Velocidad de calentamiento
El calentamiento debe ser gradual para evitar grietas y tensiones térmicas.
Protección al calentar
Se debe evitar la oxidación y escarburación de las pieza a templar.
sólidos (virutas de fundición de hierro, carbón), adecuado en hornos eléctricos, para aceros al carbono, de baja aleación de hasta 0,6 % de C cromo, alta y temperatura de endurecimiento inferior a 1050 °C ;
sustancias líquidas ( sales fundidas) para piezas de valor, como herramientas de corte o partes de máquinas, que requieren uniformidad y exactitud de calefacción;
sustancia gaseosa (CO, CO2, H2, N2, los gases inertes para la remuneración a gran escala, un caso particular es el vacío .
Temperatura de calentamiento
Se debe tener cuidado en subir la temperatura (para aumentar la velocidad de austenización ) porque se puede producir sobrecalentamiento del grano cristalino, con quema de los bordes de los granos que produce infiltración de oxígeno, oxidación, descarburación, fragilidad excesiva de martensita, retención de austenita. En consecuencia, la temperatura depende del medio de enfriar utilizado: 30 °C mayor que Ac3 si se trata de agua, 50 °C mayor si es aceite y 70 °C si es aire acondicionado.
Medios de enfriamiento
Cuando se temple, hay muchos tipos de sustancias donde enfriar. Algunos de los más comunes son: aire, las sales fundidas, el aceite, la salmuera (agua salada) y el agua. Estos medios se utilizan para aumentar la severidad del enfriamiento.4
La exposición a fluidos deben asegurar:
Una velocidad de enfriamiento de alta en el intervalo A1 - Ms para evitar la formación de perlita o bainita;
Una modesta velocidad gama Ms - Mf (pero no demasiado baja para evitar la creación excesiva austenita); esta propiedad es proporcional a la diferencia entre la temperatura del fluido y su punto de ebullición;
El líquido no debe descomponerse en contacto con el metal caliente.
Hay que distinguir dos tipos de fluidos los que no hierven: aire y sales fundidas, y los que hierven. En los primeros el enfriamiento es relativamente uniforme, pero en los líquidos refrigerantes que hierven se producen tres etapas:
En el primer contacto del medio con la pieza se forma una película de vapor que aísla la pieza (Efecto Leidenfrost), lo que provoca un enfriamiento relativamente lento.
Cuando la película se rompe, el líquido nuevo toca la pieza de trabajo, que absorbe el calor latente de evaporación y, por tanto alcanza la máxima eliminación de la energía.
Por debajo de la temperatura de ebullición, hay una disminución en la eliminación de calor .
El agua es el medio de enfriamiento más extendida, especialmente para aceros al carbono y algunos aceros de baja aleación, pero no es el fluido ideal. Su acción puede mejorarse con la adición de sustancias que elevan el punto de ebullición, por ejemplo con NaCl o NaOH.
El aceite mineral es adecuado para aceros aleados de baja y media, que es capaz de formar austenita estable y luego transformada con una baja velocidad crítica de endurecimiento. Es más cerca del fluido ideal, reduciendo la tensión interna y defectos del temple.
El aire se recomienda para alta aleación y las piezas complejas de baja o media aleación.
Las sales fundidas, adecuado para piezas relativamente pequeñas y de acero bien templado, especialmente aconsejable en tratamientos sustitutivos de temple isotérmico.
Recocido
El recocido es un tratamiento térmico cuya finalidad es el ablandamiento, la recuperación de la estructura o la eliminación de tensiones internas generalmente en metales.
Cualquier metal que haya sido tratado tiene como resultado una alteración de las propiedades físicas del mismo. El recocido consiste en calentar el metal hasta una determinada temperatura para después dejar que se enfríe lentamente, habitualmente, apagando el horno y dejando el metal en su interior para que su temperatura disminuya de forma progresiva. El proceso finaliza cuando el metal alcanza la temperatura ambiente. Mediante la combinación de varios trabajos en frío y varios recocidos se pueden llegar a obtener grandes deformaciones en metales que, de otra forma, no podríamos conseguir.
Objetivos
Los objetivos del recocido son tanto eliminar las tensiones internas producidas por tratamientos anteriores (como el templado) como aumentar la plasticidad, la ductilidad y latenacidad del material. Con el recocido de los aceros también se pretende ablandar las piezas para facilitar su mecanizado o para conseguir ciertas especificaciones mecánicas. A su vez, mediante el recocido, se disminuye el tamaño del grano y se puede producir una microestructura deseada controlando la velocidad a la que se enfría el metal.3
Etapas
El recocido se realiza en tres etapas: primero se calienta el material hasta la temperatura de recocido, después se mantiene la temperatura durante un tiempo determinado. Por último se deja enfriar el material lentamente. Se deben preparar debidamente las piezas que se vayan a recocer. Se debe eliminar la herrumbre y el óxido.4
Tipos de recocido
Recocido de eliminación de tensiones
Por medio de la deformación en frío se presentan tensiones en el material. Dichas tensiones pueden provocar deformaciones en las piezas, pero pueden eliminarse mediante un recocido calentando el metal entre 550 y 650ºC y manteniendo la temperatura durante 30-120 minutos. Después se refrigera de forma lenta.
Recocido de ablandamiento
Los materiales templados o ricos en carbono (sobre 0,9%) son difíciles de trabajar mediante arranque de viruta (torneado, fresado, etc) o mediante deformación en frío. Para ablandar el material puede hacerse un recocido. Se calienta la pieza entre 650 y 750ºC tras lo cual se mantiene la temperatura durante 3-4 horas antes de disminuir lentamente su temperatura. Es habitual mantener una subida y bajada alternativa de la temperatura en torno a los 723ºC.
Gráfica del recocido normal
Recocido normal
Mediante el recocido normal se afina elrano de la estructura y se compensan las irregularidades de las piezas producidas por deformaciones, ya sea en caliente o en frío, tales como doblado, fundición, soldadura, etc. El procedimiento consiste en calentar a temperaturas entre 750 y 980ºC, conforme al contenido de carbono del material, tras lo que se mantiene la temperatura para después dejar enfriar lentamente al aire.
Revenido
El revenido al igual que normalizado, recocido y el temple, es un tratamiento térmico a un material con el fin de variar su dureza y cambiar su resistencia mecánica
Revenido
Es un tratamiento complementario del temple, que regularmente sigue a éste. A la unión de los dos tratamientos también se le llama "bonificado". El tratamiento de revenido consiste en calentar al acero seguido del normalizado o templado, a una temperatura menor al punto crítico, seguido de un enfriamiento controlado que puede ser rápido cuando se deseen resultados elevados en tenacidad, o lento, para reducir al máximo las tensiones térmicas que puedan causar deformaciones.
Fines
Mejorar los efectos del temple, llevando al acero a un punto de mínima fragilidad.
Reducir las tensiones internas de transformación, que se originan en el temple.
Cambiar las características mecánicas, en las piezas templadas generando los siguientes efectos:
Reducir la resistencia a la rotura por tracción, el límite elástico y la dureza.
Elevar las características de ductilildad; alargamiento estricción y las de tenacidad; resilencia.
Tipos de revenido
Baja temperatura o eliminación de tensiones.
Finalidad :
Reducir tensiones internas del material templado, sin reducir la dureza.
Procedimiento: Seleccionar el acero adecuado, seleccionar la temperatura de calentamiento, determinar la dureza inicial, calentar la pieza de 200°C a 300°C, mantener la temperatura constante (dependiendo del espesor de la pieza), sacar la pieza del horno y enfriarla, determinar la dureza final.
Alta temperatura o bonificación
Finalidad:Aumentar la tenacidad de los aceros templados
Procedimiento: Seleccionar el acero adecuado, seleccionar la temperatura de calentamiento, determinar la dureza inicial, calentar la pieza de 580°C a 630°C , mantener la temperatura constante, sacar la pieza del horno y enfriarla lentamente preferiblemente al aire, determinar la dureza final.
Estabilización
Finalidad: Eliminar tensiones internas de los aceros templados para obtener estabilidad dimensional.
Procedimiento: Seleccionar el acero adecuado, determinar la dureza inicial, calentar la pieza a 150°C , mantener la temperatura constante (t=k 6-8 h), sacar la pieza del horno y enfriarla lentamente preferentemente al aire, determinar la dureza final.
Factores
Los factores que influyen en el revenido son los siguientes :
Temperatura
El tiempo de revenido
Velocidad de enfriamiento
Dimensiones de pieza
Fases del revenido
El revenido se hace en tres fases
Calentamiento a una temperatura inferior a la crítica.
El calentamiento se suele hacer en hornos de sales. Para los aceros al carbono de construcción, la temperatura de revenido está comprendida entre 450°C a 600°C, mientras que para los aceros de herramienta la temperatura de revenido es de 200°C a 350°C.
Mantenimiento de la temperatura
La duración del revenido a baa temperatura es mayor que a las temperaturas más elevadas, para dar tiempo a que sea homogénea la temperatura en toda la pieza.
Enfriamiento
La velocidad de enfriamiento del revenido no tiene influencia alguna sobre el material tratado cuando las temperaturas alcanzadas no sobrepasan las que determinan la zona de fragilidad del material; en este caso se enfrían las piezas directamente en agua. Si el revenido se efectúa a temperaturas superiores a las de fragilidad, es convenientemente enfriarlas en baño de aceite caliente a unos 150°C y después al agua, o simplemente al aire libre.
Tipos de horno 
Horno de revenido - hasta 650°C
Horno de baño en sales - hasta 1000°C
Horno a combustión con carro automatizado
Aplicación
El acero es utilizado en estructuras para diferentes sistemas de construcción a partir de un conjunto de técnicas constructivas y materiales de vanguardia.
El acero es una aleación, no un material. Esto quiere decir que es una mezcla de dos o más metales con elementos no metálicos, en el caso del acero, es una  aleación de hierro y carbono, aunque existen una gran cantidad de tipos de acero con composiciones muy diversas que dan origen a diferentes denominaciones como: el acero inoxidable, aceros de cementación, aceros al silicio, etc.
¿Para qué utilizar acero?
El acero es muy utilizado en la construcción de maquinarias, herramientas, utensillos, equipos mecánicos, electrodomésticos, y en las estructuras de viviendas, edificios y obras públicas.
Las constructoras ferroviarias y los materiales rodantes también se incluyen.
Para su utilización en la construcción, el acero se distribuye en perfiles metálicos que poseen diferentes características según su forma y dimensión, utilizándose específicamente en las vigas o pilares.
También el acero corrugado es un tipo de acero laminado que se utiliza para las estructuras de hormigón armado. Son barras de diferentes diámetros que poseen unos resaltes.
Se utiliza en estructuras, aislaciones, revestimientos, entrepisos, cubiertas y terminaciones.
¿Qué ventajas nos otorga el acero en la construcción?
Mayor resistencia, no se encoge ni deforma. Más resistencia que otros materiales a los sismos, al viento y al fuego, lo que lo vuelve mucho más seguro en este tipo de construcciones.