13 de Septiembre de 2017
ASTM Road Show Centro América
Ing. Jorge Vargas Sánchez
Gerente de Normalización
Bticino Costa Rica, S.A.
San José, Costa Rica
Clasificación de los metales
Metales
Ferrosos No-Ferrosos
Son aquellos que tienen como
base el elemento Hierro (Fe) y
que están asociados de forma
principal al elemento Carbono (C)
Son aquellos que su elemento base
no es el Hierro (Fe). Tales como el
Aluminio, Bronce, Cobre y los
Latones.
Metales Ferrosos: Acero
En los metales ferrosos, el acero es uno de los más usados alrededor del
mundo.
Es una aleación fundamentalmente hecha de Hierro (Fe) y Carbono (C).
Otros elementos como el Silicio (Si), Manganeso (Mn), Cromo (Cr),
Níquel (Ni), Vanadio (V), Molibdeno (Mo) y otros elementos pueden estar
incluidos en esta aleación.
Debido a su naturaleza mineral de los elementos, por lo general hay
presencia de otros elementos como Azufre (S) y Fósforo (P).
Metalúrgicamente es definido como una dilución sólida de Carburo de
Hierro o Cementita (Fe3C) en Hierro (Fe).
Acero
Tipos de acero
Acero
Acero al CarbonoEl principal elemento de la
aleación es el Carbono. Las
propiedades mecánicas van a
depender del porcentaje de
carbono en la aleación.
Acero AleadoLos elementos principales en la
aleación son otros como el
Manganeso, Cromo, Molibdeno y
otros; en cantidades importantes.
Composición de los aceros al carbono
• Acero de bajo carbono: el C es menor al 0,30%
• Acero de medio carbono: el C está entre 0,30% y 0,45%
• Acero de alto carbono: el C es mayor al 0,45%
Requisitos a cumplir por los aceros al carbono
• Ser dúctiles y homogéneos.
• Tener un valor elevado de la relación entre su
resistencia mecánica/límite de elasticidad.
• Deben ser soldables.
• Ser aptos para ser cortados por llama sin
endurecerse.
• Tener una resistencia razonable a la corrosión.
Los aceros estructurales
Son los más usados en la construcción e instalaciones, por su
resistencia mecánica, capacidad de ser trabajados,
disponibilidad y bajo costo.
Las bandejas portacables metálicas son un buen ejemplo de
uso de los aceros estructurales.
Bandejas portacables de acero al carbono
Se fabrican mediante varios procesos:
Electrozincado: usando las normas ASTM A 510-Grado 1020
para el material de fabricación y la norma ASTM B 633 para el
acabado final.
Galvanizado en caliente: usando las normas ASTM A 510-Grado
1008 para el material de fabricación y la norma ASTM A 123 para
el acabado final.
Dacromet: protección de zinc y aluminio que usa las normas
ASTM A 510-Grado 1008 para el material de fabricación y la
norma ASTM F 1136 para el acabado final.
Norma ASTM A 510
La norma ASTM A 510 indica las cantidades máximas de los elementos
que pueden estar contenidos en la aleación con el Hierro en la
fabricación de las varillas de la bandeja. Esto se indica en la composición
de los grados 1020 y 1008.
Elemento Grado 1020 Grado 1008
Carbono (C) 0,18 a 0,23% 0,10% (máx.)
Manganeso (Mn) 0,30 a 0,60% 0,30 a 0,50%
Fósforo (P) 0,04% (máx.) 0,04% (máx.)
Azufre (S) 0,05% (máx.) 0,05% (máx.)
Porcentajes máximos de aleación de los elementos con el hierro
(Fe) en el acero al carbono, de acuerdo con la norma ASTM A 510
¿Qué significa que tenga más o menos Carbono?
El aumento de la cantidad de Carbono aumenta los límites de:
• Resistencia mecánica
• Límite de elasticidad
Por ejemplo: para un acero al carbono que cuente con un
porcentaje de Carbono del 0,20% y un porcentaje de Manganeso
de 0,50%, la Resistencia Mecánica es de 42 Kgf/mm2 y un Límite
de Elasticidad de 25 Kgf/mm2.
Mayores cantidades de Carbono, dejando constante el Manganeso
incrementan estos valores.
El problema de oxidación en el acero al carbono
El acero, cuyo mineral de origen es el Hierro en forma de óxidos, no es
ajeno a esta situación y está, como se sabe, expuesto a la corrosión u
oxidación.
Todos los metales tienen su propio potencial de oxidación, que es la
capacidad de entregar o liberar electrones. Mientras mayor sea este
potencial de oxidación, tanto más electronegativo es un metal y, a la inversa,
cuanto más electropositivo es un metal, menor es su potencial de oxidación.
El problema de oxidación en el acero al carbono
Para aliviar el problema de la oxidación del acero al carbono, se utilizan
procesos de revestido del acero, con el fin de que la oxidación se producto
en el revestimiento y no en el acero.
Esto se hace por medio de un sistema de zincado o galvanizado:
Normativa en los procesos de zincado
Norma ASTM B 633
Las norma ASTM B 633 establece que para los sistemas de electrozincado
de partes metálicas, los espesores de la capa de zinc debe cumplir con los
siguientes parámetros.
Condición Espesor Mínimo
(μm)
Número de
Clasificación
SC1 (Ligera) 5 Fe/Zn 5
SC2 (Moderada) 8 Fe/Zn 8
SC3 (Severa) 12 Fe/Zn 12
SC4 (Muy Severa) 25 Fe/Zn 25
Generalmente las bandejas
portacables tipo EZ se
trabajan en este valor.
Norma ASTM A 123
Las norma ASTM A 123 determina los espesores mínimos que se deben
cumplir para los sistemas de Galvanización en Caliente, para los alambres
de las bandejas portacables.
Calibre del alambre Espesor Mínimo
(μm)
Menor 1,6 mm (1/16”) 35
Entre 1,6 y 3,2 mm (1/16” a 1/8”) 50
Entre 3,2 y 4,8 mm (1/8” a 3/16”) 60
Entre 4,8 y 6,4 mm (3/16” a ¼”) 65
Mayor a 6,4 mm (1/4”) 80
Aquí se depende del
diámetro de la varilla más
gruesa
Vida útil de los recubrimientos de zinc
La vida útil de los recubrimientos de zinc dependen de la atmósfera a la cual
están sometidos los sistemas de acero zincado.
Atmósfera Razón de corrosión
en el medio
Industrial 5,6 μm/año
Urbano no-industrial o Marino 1,5 μm/año
Sub-urbano 1,3 μm/año
Rural 0,8 μm/año
En ambientes interiores Menos de 0,5 μm/año
Resumen
• Al trabajar con aceros al carbono es muy importante hacerlo
con base en normas.
• ASTM cuenta con normas completas tanto para la
determinación del acero, como de los sistemas de
recubrimiento.
• Trabajar bajo normativa asegura orden y éxito.
• Se aseguran valores mínimos de referencia para mantener
y asegurar la calidad de los materiales.
PREGUNTAS
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