acero 1040

INDICE

Introduccin..Desarrollo..Descripcin...................................................Caractersticas qumicas....Propiedades mecnicas..Diagrama de Esfuerzo y Deformacin..Propiedades disponibles delacero al carbono 1040..Procesos de manufactura..............................Usos industriales.......................................Normas de regulacin (calidad)....................Conclusin...Bibliografa..Anexos.

INTRODUCCIONEn este trabajo tiene como objetivo el estudio de las propiedades del acero 1040 ya que forma parte de unas de las caractersticas de los materiales en ello se tratara de explicar detalladamente todas descripciones posibles del material, propiedades qumicas y mecnicas, procesos de fabricacin, usos industriales, etctera. En cada una se realizara un recorrido por estas distintas caractersticas de este tema, nosotros no pretendemos llegar a un contenido con respuestas perfectas sino entregar algunos elementos que permitan al lector profundizar en el tema y obtener sus propias conclusiones. Adems que esta investigacin se realizo con el inters de conocer como nuestro grupo han desarrollado partes o temas y caractersticas de los aceros durante semestres anteriores. A continuacin se realizara el desarrollo del acero 1040.

DESCRIPCINEs un acero de construccin de medio carbono, el cual responde fcilmente al tratamiento trmico de endurecimiento mediante bonificado, es decir; temples especialmente con temples en medios de alta severidad como el agua y revenido, posee una buena maquinabilidad.Acero:El acero est compuesto principalmente por hierro, pero tambin contiene de 0,4 por ciento de carbono. Los tomos de carbono se intercalan entre los tomos de hierro y mejoran notablemente su rigidez.Aleaciones:El acero puede contener uno o ms metales en cantidades traza. Los diferentes elementos le imparten diferentes propiedades. El cobalto, por ejemplo, lo hace ms duro y ms difcil de mellar. El nquel y el manganeso aumentan su fuerza de traccin, haciendo las piezas de acero ms difciles de romper. El cromo aumenta su dureza y mejora su resistencia a la corrosin.Acero inoxidable:El acero inoxidable no es un tipo nico de acero. Generalmente, hace referencia a un acero que contiene alguna combinacin de vanadio, molibdeno, cromo, nquel, titanio y/o slice. El acero inoxidable tiende a resistir a la corrosin y otras formas de ataque qumico.Acero de fcil maquinado:El acero de fcil maquinado contiene mayores niveles de azufre que los otros tipos de acero. El azufre reduce la soldabilidad, pero permite que sea maquinado fcilmente en un torno.CARACTERSTICAS QUMICAS1040 es un acero de medio carbono compuesto de un porcentaje de 0,37 a 0,44 de carbono, de 0,6 a 0,9 por ciento de manganeso, un mximo de un 0,04 por ciento de fsforo y un mximo de 0,05 de azufre, de acuerdo con la hoja de datos de Metal Suppliers Online. El resto es hierro. El acero 1040 a veces contiene 0,1 a 0,35 por ciento de silicona, de acuerdo con Interlloy, un especialista en ingeniera de produccin y herramientas de acero con sede en Australia. 1040 debe ser precalentado de 300 a 500 grados F (148,89 a 200 grados C) antes de ser soldado y se recalienta entre 1100 y 1200 grados F (593.33 a 648.89 grados C) despus de la soldadura, aconseja All Metals Forge Group. De lo contrario, la zona cerca de la misma puede desarrollar grietas o volverse frgil y causar que las partes fallen durante su uso.NORMA SAE: ACEROS DE MEDIO % DE CARBONO (DESDE SAE 1035 A 1053)Estos aceros son seleccionados en usos donde se necesitan propiedades mecnicas ms elevadas y frecuentemente llevan tratamiento trmico de endurecimiento. Se utilizan en amplia variedad de piezas sometidas a cargas dinmicas.

El contenido de C y Mn, depende de una serie de factores. Por ejemplo, cuando se desea incrementar las propiedades mecnicas, la seccin o la templabilidad, normalmente se incrementa el % de C, de Mn o de ambos. Los de menor % de carbono se utilizan para piezas deformadas en fro, aunque los estampados se encuentran limitados a plaqueados o doblados suaves, y generalmente llevan un recocido o normalizado previo. Todos estos aceros se pueden aplicar para fabricar piezas forjadas y su seleccin depende del tamao y propiedades mecnicas despus del tratamiento trmico. Los de mayor % de C, deben ser normalizados despus de forjados para mejorar su maquinabilidad. Son tambin ampliamente usados para piezas maquinadas, partiendo de barras laminadas. Dependiendo del nivel de propiedades necesarias, pueden ser o no tratadas trmicamente. Pueden soldarse pero deben tenerse precauciones especiales para evitar fisuras debido al rpido calentamiento y enfriamiento.

PROPIEDADES MECNICASLos aceros son aleaciones cuya base es el hierro con una concentracin de carbono entre el 0.05% y el 2% en peso. En cambio las fundiciones contienen entre el 2% y el 5% en peso de carbono. Por otro lado a los aceros se los divide en dos categoras de acuerdo al contenido de otros elementos distintos del carbono, a los que tambin se los conoce como aceros especiales.Estos aceros son obtenidos para mejorar las caractersticas de las aleaciones respecto de su resistencia ante la corrosin, al degaste, tenacidad etc. Las normas que regulan la calidad en la fabricacin de los aceros permiten que haya un lenguaje comn entre los fabricantes, los compradores, los vendedores, los constructores y los diseadores.Dos son las normas ms importantes respecto a los aceros, SAE (Sociedad de ingenieros automotrices), y AISI (Instituto Americano del Hierro). Ambas normas designan a los aceros de la siguiente manera: SAE 1010. La primera cifra, designa el tipo de elemento presente en el acero. A) Acero al carbono, B) Acero al Nquel y C) Acero al Cromo o Nquel, etc. La segunda cifra indica el aleante y las ltimas cifras indican el % de carbono.

Maquinabilidad:La maquinabilidad es buena, un 60% de la del acero 1112 usado como referencia para 100% de maquinabilidad.Resistencia a la traccin:La resistencia a la traccin es la carga mxima que un material soporte antes de romperse, explica Instron, un laboratorio de pruebas de materiales. Las ltimas pruebas de resistencia a la traccin es un ensayo de destruccin.. El propsito es encontrar el punto en el que un material producir un error al apoyar una carga dada o mantener una fuerza en conjunto. El acero 1040 soportar 90.000 libras (40823,31 kg) de fuerza por pulgada (2,54 cm) cuadrada antes de que falle, si se trata de laminado en caliente, de acuerdo con Engineers Edg, un sitio web para los diseadores de productos, ingenieros y profesionales de la fabricacin. Esta fuerza se reduce a 85.500 psi cuando el acero se ha normalizado, o a regresado a lo ms similar posible al estado en que se encontraba cuando se produjo. La resistencia a la traccin disminuye an ms, a 72.250, cuando se ha recocido, o llevada a su punto ms suave mientras se enfra. La normalizacin y recocido son dos ejemplos de tratamientos trmicos. El tratamiento trmico de la temperatura del acero se cambia con el fin de alterar su estructura molecular y cambiar su reaccin a diferentes fuerzas durante la forja y la fabricacin, de acuerdo con el tutorial metalrgico de tratamiento trmico de David Pye en Moldmaking Tecnologa.Ductilidad:La ductilidad es la capacidad de un material para cambiar de forma bajo tensin y la fuerza sin romper, de acuerdo con Engineers Edge. Tambin es una medida para saber hasta qu punto un material se estira o propaga sobre una fuerza antes de que se agriete o se separe. Mientras ms dctil es un metal, ms fcil es de deformar y reformar sin aplicar calor. Los fabricantes de automviles toman ventaja de la ductilidad del acero cuando construyen lo que se llama "zonas de deformacin". Estas son partes de un coche que son intencionalmente diseadas para arrugarse por la fuerza, absorbiendo el impacto y previniendo de lesiones al conductor y los pasajeros. El acero 1040 puede ser deformada a poco menos del 28 por ciento de sus dimensiones originales, con un 54,9 por ciento de reduccin en el rea, de acuerdo con MatWeb. La reduccin de la superficie es la diferencia entre la pieza original antes de la prueba y la superficie mnima despus de la ruptura, dividida por el rea de la pieza original, de acuerdo con Engineers Edge.PROPIEDADES DISPONIBLES DELACERO AL CARBONO 1040Propiedades de diseo:El acero 1040 tiene una alto contenido de carbono (0.40%) para la mayor resistencia con respecto a las aleaciones de bajo carbono. Este es endurecible por tratamiento trmico, por temple y revenido se desarrolla una resistencia a la tensin de 150 a 250 Ksi.Conformado:El conformado del acero 1040 se practica fcilmente en estado recocido.Soldadura:El acero 1040 es soldable por todos los mtodos de soldado. An as por su alto contenido de carbono es importante usar ambas prcticas: precalentamiento de 300 a 500 F y post calentamiento de 1100 a 1200 F para un proceso aprobado de soldado.Tratamiento trmico:Este acero responde bien al endurecimiento por tratamiento trmico de 1550 a 1650 F seguido por un enfriamiento en agua y luego revenido al nivel de resistencia deseado.Forja:Se forja de 2300 F a 1800 F.Trabajo en caliente:El trabajo en caliente se hace entre 900 y 200 F.Trabajo en fro:En estado recocido la aleacin 1040 es fcilmente trabajada en fro por mtodos convencionales.Recocido:El recocido completo se hace de 1600 a 1800 F seguido por un lento enfriamiento en horno. El recocido de alivio de tensiones puede ser hecho a 1100 F y el tratamiento trmico de normalizado puede hacerse a 1650 F con enfriamiento lento.Envejecimiento:No aplicable.Revenido:Revenir desde la condicin de temple, a temperaturas entre 600 y 1300 F dependiendo del nivel de resistencia deseado.Endurecimiento:La aleacin endurece por tratamiento trmico y revenido o por trabajo en fro.

DIAGRAMA DE ESFUERZO Y DEFORMACINProbetas para traccin:

Las probetas para los ensayos de traccin pueden ser: industriales o calibradas; estas ltimas, se emplean en experiencias ms rigurosas y adoptan formas perfectamente cilndricas o prismticas, con extremos ensanchados, no solo para facilitar su sujecin en la mquina de ensayo, sino para asegurar la rotura dentro del largo calibrado de menor seccin; en la cual se marcan los denominados Puntos fijos de referencia a una distancia inicial preestablecida (lo), que permitir despus de la fractura, juntando los trozos, determinar la longitud final entre ellos (Lf).

Estos hechos han motivado la normalizacin de la longitud inicial, estipulndose que dos o ms ensayos pueden compararse en sus alargamientos, si las probetas son geomtricamente semejantes, lo que se logra cuando lo es proporcional al dimetro o raz cuadrada de la seccin.

El grfico de la probeta de traccin

Maquina de ensayo:

La siguiente es una foto de la maquina utilizada para realizar el ensayo de traccin, en la cual vemos el dial que nos marca la cargas, el diagramador y el sistema donde se realiza el ensayo con la probeta colocada.

Modo y tiempo de aplicacin de las cargas:

La carga debe aplicarse de tal manera que el esfuerzo resulte uniformemente destruido sobre la seccin transversal del material.Tratndose de ensayos estticos el incremento de carga se efecta en forma muy lenta, para evitar los efectos de las fuerzas de inercia, velocidad que se fija segn las normas y materiales, adoptndose generalmente una variacin de 0,1 Kgf/mm y por segundo aproximadamente hasta alcanzar el lmite de fluencia, a partir del cual puede llegarse como mximo a 50 Kgf/mm por minuto.

Resulta de gran importancia la velocidad de la aplicacin de la carga de ensayo, pues su incremento produce un retraso en la aparicin de las deformaciones plsticas y un aumento de la resistencia del material. Si las cargas se aplican en forma extremadamente lentas se obtiene una disminucin del lmite de fluencia y un aumento de la resistencia, aunque a expensas de la ductilidad, que disminuye considerablemente.

Ensayo de traccin Sae 1040:

Di = 20 mmLi = 200 mmLuego de los ensayos las dimensiones son:Df = 15.36 mmLf=248mm

Traccin:Un cuerpo se encuentra sometido a traccin simple cuando sobre sus secciones transversales se le aplican cargas normales uniformemente repartidas y de modo de tender a producir su alargamiento.Por las condiciones de ensayo, el de traccin esttica es el que mejor determina las propiedades mecnicas de los metales, o sea aquella que definen sus caractersticas de resistencia y deformabilidad. Permite obtener, bajo un estado simple de tensin, el lmite de elasticidad o el que lo reemplace prcticamente, la carga mxima y el lmite de ruptura, en base a cuyos valores se fijan los de las tensiones admisibles o de proyecto (sadm.) y mediante el empleo de medios empricos se puede conocer, el comportamiento del material sometidos a otro tipo de solicitaciones (fatiga, dureza, etc.).

Cuando la probeta se encuentra bajo un esfuerzo esttico de traccin simple a medida que aumenta la carga, se estudia esta en relacin con las deformaciones que produce. Estos grficos, permiten deducir sus puntos y zonas caractersticasrevisten gran importancia, dicho grfico se obtiene directamente de la mquina.

Un caso tpico es el diagrama que nos presenta el grfico de un acero 1040 indicado en la figura, en donde el eje de las ordenadas corresponde a los esfuerzos y el de las abscisas al de las deformaciones.Se observa en el diagrama que el comienzo, desde el punto O hasta el A, est representado por una recta que nos pone de manifiesto la proporcionalidad entre los alargamientos y las cargas que lo producen (Ley de Hooke) por lo que a este parte del diagrama se lo denominalimite elstico o limite de fluencia.

Ms all del punto final de fluencia A, las cargas vuelven a incrementarse y los alargamientos se hacen ms notables, es decir que ingresa en el perodo de las grandes deformaciones, las que son uniformes en todas las probetas hasta llegar a B, por terminar la lnea. El final de perodo de alargamiento homogneo queda determinado por la carga mxima, a partir de la cual la deformacin se localiza en una determinada zona de la probeta, provocando un estrechamiento de las secciones que la llevan a la rotura, al perodo se lo denomina de estriccin. En la zona plstica se produce, por efecto de la deformacin, un proceso de endurecimiento, conocido con el nombre deacritud , que hace que al alcanzar el esfuerzo la resistencia del metal, ste al deformarse adquiere ms capacidad de carga,

En el perodo de estriccin, la acritud, si bien subsiste, no puede compensar la rpida disminucin de algunas secciones transversales, producindose un descenso de la carga hasta la fractura.

AceroPerfilLimiteDe fluencia LimiteDe rotura Alargamiento (%)Estriccin (%)Carga mxima

Nro. Dureza de Brinell

1040

4668194821362,88197

PROCESOS DE MANUFACTURA

Es el conjunto de operaciones que permiten el cambio de forma, propiedades o de apariencia de la materia prima, sus caractersticas pueden ser de naturaleza muy variada tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tamao o la esttica, tambin puede denominarse proceso tanto al conjunto de operaciones desde la extraccin de los recursos naturales necesarios hasta la venta del producto como a las realizadas en un puesto de trabajo con una determinada mquina-herramienta.De tantos procesos que ah se explicaran dos procesos de manufactura:1er Proceso: La fundicinDe ah se inicia calentando el material conocido como acero hasta llevarlo a un estado plstico. Este se vierte o es forzado en una cavidad de un molde hasta que se solidifica.En el Acero 1040 es austenizado a 1675F (913) por media hora en este proceso consiste en crear una austenita en la estructura acero 1040 y la austenita se utiliza para ser transformada en otras fases en tratamiento trmico, luego enfriado lentamente en horno. Presenta en su estructura Ferrita (reas blancas) y Perlita (reas oscuras).2do Proceso: MoldeoConsiste en verter (colar) el acero 1040 en un molde hueco, cuya cavidad reproduce la forma de la pieza deseada este producto de acero en forma de barra en caliente con ncleo circular cuya superficie es lisa. La calidad es mucho menor pero tambin es mucho ms econmico. USOS INDUSTRIALES Elementos de Maquinarias. En general, sus aplicaciones son similares a las del Acero AISI 1045. Ejes, engranajes, cigeales, esprragos, pernos, cadenas, etc. Tambin se suele utilizar en piezas endurecidas superfialmente por induccin o llama oxiacetilnica. Piezas de maquinaria, herramienta, concha de carretilla, palas, etc. Acero para fabricacin de piezas que requieren una elevada resistencia mecnica como ejes, pasadores, pernos y aplicaciones similares. Estos aceros despus del tratamiento trmico desarrollan propiedades mecnicas mucho ms altas que los aceros de bajo contenido de carbono.

Para aceros aleados para aplicaciones en construcciones comunes, se considera que un acero es aleado cuando el contenido de un elemento excde uno o ms de los siguientes limites 1.65% de manganeso 0.60% de sicilio 0.601% de cobre O cuando hay un % especificado de cromo, niquel, molibdeno, cobalto. Niobio, titanio, tungsteno, vanadio o zircornio

Se usan principalmente cuando se pretende: Desarrollar el mximo de propiedades mecnicas con un mnimo de distorsin y figuracin. Promover en un grado especial resistencia al revenido, incremento de la tenacidad, disminuir la sensibilidad a la entalla. Mejorar la maquinabilidad en condicin de temple y revenido, comparndola con un acero de igual % de carbono en la misma condicin. Usado para cigeales, acoples y piezas con cabezas conformadas en fro.

NORMAS DE REGULACIN (CALIDAD)COVENIN:Es la Comisin Venezolana de Normas Industriales. Desde 1958 es el encargado de velar por la estandarizacin y normalizacin bajo lineamientos de calidad en Venezuela estableciendo los requisitos mnimos para la elaboracin de procedimientos, materiales, productos, actividades y dems aspectos que estas normas rigen. En esta comisin participan entes gubernamentales y no gubernamentales especialistas en un rea.Las siguientes normas contienen disposiciones que al ser citadas en este texto, constituyen requisitos de esta Norma Venezolana. Las ediciones indicadas estaban en vigencia en el momento de esta publicacin. Como toda norma est sujeta a revisin, se recomienda a aquellos que realicen acuerdos con base en ellas, que analicen la conveniencia de usar las ediciones ms recientes de las normas citadas seguidamente.

Normas COVENIN a consultar:

COVENIN 299-89. Materiales metlicos. Ensayo de traccin.

COVENIN 304-90. Materiales metlicos. Ensayo de doblado.COVENIN 305-80. Mtodo gravimtrico de determinacin de carbono por combustin directa en aceros al carbono.

COVENIN 307-80. Mtodo del molibdato-magnesia para la determinacin cuantitativa del fsforo en aceros al carbono.

COVENIN 310-91. Aceros al carbono. Determinacin cuantitativa del azufre. Mtodo de combustin directa.

COVENIN 598-87. Planes de muestreo nico, doble y mltiple con rechazo.

COVENIN 835-75. Materiales ferrosos: Mtodo de oxidacin con persulfato para la determinacin cuantitativa del cromo.

COVENIN 949-79. Mtodo colorimtrico para la determinacin del molibdeno en materiales ferrosos.

COVENIN 997-78. Productos siderrgicos. Mtodo del persulfato para la determinacin cuantitativa del manganeso.

COVENIN 1226-79. Mtodo volumtrico del sulfato ferroso armnico para la determinacin del vanadio en materiales ferrosos.

COVENIN 1355-79. Mtodo espectrofotomtrico de absorcin atmica para la determinacin cuantitativa del manganeso en aceros.

COVENIN 1370-90. Aceros. Composicin qumica en el anlisis de colada. Variaciones permisibles.

COVENIN 1908-82. Aceros al carbono. Determinacin cuantitativa del cobre. Mtodo espectrofotomtrico.

CONCLUSIONAl concluir este trabajo nos damos cuenta que este material conocido como acero 1040 es un acero de medio carbono. Por otro lado esta compuesto de elementos que aumenta la calidad de material llamados propiedades esos elementos que aumenta dicha calidad son el cobalto lo hace ms duro y ms difcil de mellar, el nquel y el manganeso aumentan su fuerza de traccin haciendo los productos ms difciles de romper y el cromo aumenta su dureza y mejora la resistencia a la corrosin. Adems es posible concluir que dichas propiedades mecnicas del acero 1040 en su caracterstica principal es que tienen la capacidad de resistir acciones de cargas como por ejemplo la resistencia a la traccin que es la carga mxima del material soporte antes de romperse, la ductilidad del acero no es dctil ya que no es fcil de deformar y reformar sin aplicar calor; y para concluir con las propiedades mecnicas del acero 1040 es que posee una buena facilidad para el arranque de viruta. Por tanto vemos que estos acero son obtenidos para mejorar las caractersticas de las aleaciones respecto de su resistencia ante la corrosin, al degaste, tenacidad, u otros. En lo investigado se pudo notar otros tipos de propiedades como el tratamiento trmico de la temperatura del acero se cambia con el fin de alterar su estructura molecular y cambiar su reaccin a diferentes fuerzas durante la forja y la fabricacin y que adems el acero 1040 es soldable por todos los mtodos de soldado. Se puede notar que hay varios procesos de manufactura donde esos procesos importantes por el que pasa y mejora el material como lo es la fundicin y moldeo. La conclusin final es que este acero es usado para elementos de maquinaria, palas, herramientas, ejes, engranajes, pernos, cadenas, esprragos, u otros..

BIBLIOGRAFIA

-Autor: Desconocido. Fecha de publicacin: Desconocido. Pagina Web: http://www.sumindu.com/especificaciones/17-%201040.pdf.-Autor: Jack Brubaker. Fecha de publicacin: Desconocido. Pagina Web: http://www.ehowenespanol.com/propiedades-quimicas-del-acero-hechos_85800/.-Autor: Jane Smith. Fecha de publicacin: Desconocido. Pagina Web: http://www.ehowenespanol.com/propiedades-del-acero-1040-lista_90843/.-Autor: Desconocido. Fecha de publicacin: Desconocido. Pagina Web: http://usuarios.fceia.unr.edu.ar/~adruker/Clasificaci%F3n%20de%20aceros%20Mat%20y%20Pro.pdf.-Autor: Desconocido. Fecha de publicacin: Desconocido. Pagina Web: http://www.metalmecanica.com/mm/secciones/MM/ES/MAIN/R/REFERENCIA1/documento_HTML.jsp?idDocumento=12326.-Autor: Desconocido. Fecha de publicacin: Desconocido. Pagina Web: http://www.buenastareas.com/ensayos/Procesos-De-Manufactura/24502223.html.-Autor: Desconocido. Fecha de publicacin: Desconocido. Pagina Web: http://es.zero.wikipedia.org/wiki/COVENIN.-Autor: Achurra, Avils, Francisco, Jess, Castilla u otros. Fecha de publicacin: Desconocido. Pagina Web: http://www.sencamer.gob.ve/sencamer/normas/1036-99.pdf.

ANEXOS

Aisi acero 1040

Barra de acero 1040

Acero 1040 Trefilado