Se describe la tenacidad a la fractura como la propiedad que define el comportamiento de un material cuando este se encuentra fisurado, el estudio de estas propiedades de los materiales se ha convertido en uno de los campos de estudio de los últimos años debido a que al conocer esta propiedad se puede afinar los parámetros de diseño planteados para los sólidos continuos. Uno de los métodos de determinación de estos parámetros es experimentalmente, mediante la pre fisuración por fatiga de probetas de tal manera que se pueda desarrollar una grieta en un ambiente de laboratorio, y así poder desarrollar su posterior ensayo al someter la probeta agrietada a tracción. En el presente trabajo de tesis, se ha determinado experimentalmente el valor de los parámetros más importantes de tenacidad a la fractura K, J y CTOD para las tuberías de API 5L de grado X65, usadas ampliamente en el transporte de hidrocarburos. En particular, se busca determinar el valor de la integral J debido a que ésta plantea una mayor cantidad de información de la cual se puede derivar los otros dos parámetros. La muestra se caracterizó bajo ensayos de tracción, impacto y análisis químico, y finalmente se realizó el pre fisurado por fatiga para las probetas desarrolladas por electro erosión antes de los ensayos de tracción. En el último capítulo, se muestran los resultados obtenidos experimentalmente; los cuales son validados con los criterios de ASTM E 1820. Asimismo, se determinaron los resultados a partir de los ensayos de impacto propuestos por API 579 y que se comparan con los resultados de ASTM E 1820. Por último, se estudió el cambio en la cara de la grieta, señalándose las etapas de pre fisura y rotura para los diferentes ensayos realizados. / Tesis

Con la finalidad de verificar la soldabilidad de las barras corrugadas de acero para concreto reforzado BELGO 60, de fabricación brasilera, de acuerdo con los requerimientos de las normas ASTM A 615 y ASTM A 706, se plantea el presente trabajo. Estas barras son de acero de media aleación para concreto reforzado orientadas a aplicaciones donde las propiedades mecánicas y la composición química están limitadas por los requerimientos de la norma. Este estudio tuvo como objetivo establecer procedimientos de soldadura para barras corrugadas de acero para concreto reforzado BELGO 60, para lo cual se siguió las recomendaciones del código ANSI/AWS D1.4 - 2005. El tipo de junta estudiado es la Junta Directa a Tope – Soldadura de Canal en V Simple, posición de soldadura 1G, los diámetros de las barras objeto de este estudio son: a) 3/8”, b) 5/8”, c) 3/4” y d) 1”. Los ensayos realizados a las uniones soldadas fueron: - Según requerimientos del código: inspección visual, tracción y macroataque. - Complementarios: barrido de durezas y micrografía. Luego del estudio se concluye que las barras corrugadas de acero para concreto reforzado BELGO 60, cumplen con los requerimientos de las normas ASTM A 615 y ASTM A 706, así mismo pueden ser unidas por soldadura siguiendo los procedimientos de soldadura propuestos, teniendo en cuenta las siguientes recomendaciones: a) Emplear una técnica de soldeo oscilante, que permita realizar la unión en el menor número de pasadas, para garantizar un adecuado aporte de calor. b) Inmediatamente después de terminar la soldadura de la unión cubrir la junta para reducir la velocidad de enfriamiento y prevenir la formación de estructuras duras como la martensita. / Tesis

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento. / La mayoría de los edificios habitacionales del país se construyen en hormigón, sin embargo en una memoria realizada en 1999 se concluyó que para un tipo de edificio de viviendas sociales de mediana altura, los costos totales de la solución en acero son menores en valores entre el 2,5 y el 5,6% dependiendo del método constructivo. Desde esa fecha hasta hoy se han desarrollado nuevas soluciones constructivas y los costos de construcción han cambiado, por lo que resulta interesante volver a comparar la solución clásica de hormigón con la de acero. En el presente trabajo de título se comparó en términos técnicos y económicos un edificio habitacional de media altura estructurado en acero con el que sería su similar en hormigón armado. Se dan a conocer también las experiencias desarrolladas en edificios habitacionales de acero en el país, sus características, ventajas y desventajas con respecto a los edificios tradicionales de hormigón armado. Para la realización de esta memoria de título se buscó información de planos de diseño, presupuesto y plazos de construcción de uno de los proyectos de edificios habitacionales de acero que ha realizado Inmobiliaria Artec S.A. Para hacer la comparación se estimaron los plazos y costos de construcción para la alternativa a este edificio, estructurada en hormigón armado Como principales conclusiones se llega a que en el edifico en acero se tiene un 3,9% más de superficie construida que en la alternativa en hormigón armado debido a las menores dimensiones de sus elementos. La rapidez de construcción en acero es un 23,3% mayor a la de la alternativa y su costo de construcción es un 3,01% mayor, pero se tienen otras ventajas en términos de habitabilidad e impacto ambiental.

Ingeniero Civil Mecánico / Prodinsa es la única empresa en Chile dedicada a la fabricación de cables de acero. Generalmente, los cables utilizados en palas mineras y grúas de altas prestaciones, están sometidos a altas cargas de trabajo cíclico durante su vida útil. La reiteración de los esfuerzos de flexión, extensión y contacto que se originan en cables que operan en condiciones dinámicas genera fatiga, siendo éste su principal mecanismo de falla. La carga de trabajo y el tamaño de las poleas, son las condiciones operacionales más influyentes en la vida del cable. Así mismo, los parámetros de diseño del cable, como su diámetro y construcción, lo caracterizan y determinan su comportamiento. Para poder realizar buenas estimaciones sobre la vida útil de distintos tipos de cables que presten servicios dinámicos, se realizan ensayos de fatiga. Mediante este tipo de ensayos, es posible obtener valiosas conclusiones sobre cómo distintos factores influyen en el comportamiento de los cables, permitiendo así determinar qué construcciones son más aptas para cada aplicación y bajo qué condiciones de operación presentan un rendimiento óptimo. El objetivo del presente trabajo es diseñar una fatigadora de cables de acero que cumpla con estándares internacionales y que satisfaga las necesidades de Prodinsa. Para lograr el objetivo propuesto se trabaja bajo la siguiente metodología de diseño: primero, se determinan los parámetros de diseño de la máquina; luego, se estudia el estado del arte de las fatigadoras en el mundo. Finalmente, se diseña iterativamente los distintos subsistemas de la máquina. El resultado final de este trabajo incluye planos y memorias de cálculo del diseño, la definición de lógica de control de la máquina y un manual de utilización de la misma. El principal desafío en cuanto al diseño de la fatigadora es su versatilidad, ya que se requiere que sea capaz de ensayar cables desde 10 hasta 50 milímetros de diámetro. Dado lo anterior, el diseño de la máquina incluye dos poleas intercambiables que son utilizadas para tensionar el cable y originar su movimiento. El diseño final de la fatigadora es de disposición vertical. El movimiento del cable es inducido mediante la implementación de un motor servo de 75 kW acoplado al eje de una de las poleas. La carga del ensayo es suministrada por un cilindro hidráulico capaz de ejercer hasta 150 kN que cuenta con una carrera máxima de 812 mm. La combinación de los equipos mencionados permite realizar ensayos en el rango de diámetros de cable requerido sobre poleas de entre 200 y 1000 mm de diámetro. La adición de un sistema óptico de inspección permite automatizar la recopilación de datos generados durante la operación de la máquina y establecer la finalización de los ensayos según criterios de descarte existentes para cables de acero que operan en condiciones dinámicas.

La presente investigación tuvo como objeto de estudio la influencia de los parámetros de soldadura mediante GTAW, sobre la microestructura y la resistencia a la corrosión por picaduras del acero inoxidable dúplex 23Cr-4Ni. Se estudiaron cuatro condiciones soldadas mediante el proceso GTAW autógeno en donde se variaron el aporte de calor y la temperatura de precalentamiento. Se realizó el análisis microestructural para cada condición, además se sometieron a ensayos de dureza y ensayos de corrosión por picaduras. La caracterización microestructural se basó en el estudio del porcentaje de fases presentes (ferrita y austenita) y en el cambio de la morfología y tamaño de grano de la ferrita, tanto en la zona de fusión como en la zona afectada por el calor. Asimismo se evaluó la morfología de la austenita, identificando la aparición de austenita primaria, secundaria y Widmanstätten. Se realizaron ensayos de microdureza Vickers, realizando barridos verticales y horizontales en la sección del cordón con el fin de obtener indicadores de cambios en propiedades mecánicas en la soldadura realizada. Se determinó la resistencia a la corrosión por picaduras mediante ensayos de corrosión electroquímicos de polarización anódica en una solución de 3.5% NaCl, los cuales se orientaron a la obtención del potencial crítico de picaduras (Ecp) para cada condición. Debido a que las variaciones en la microestructura y resistencia a la corrosión están fuertemente ligadas al ciclo térmico del proceso de soldadura, se estimó el tiempo t12/8, como medida de la velocidad de enfriamiento para fines comparativos. El análisis microestructural en la zona fundida y zona afectada por el calor reveló una microestructura con alto contenido de ferrita acompañado de austenita primaria, austenita Widmansttäten y precipitación de austenita secundaria al interior de la ferrita. Adicionalmente la cinética de reformación de la austenita se vió dificultada en las condiciones que presentaron mayor tamaño de grano ferrítico. Finalmente, la resistencia a la corrosión por picaduras disminuyó de manera significativa para las condiciones empleadas, resultando mas afectadas, las condiciones que presentaron velocidad de enfriamiento menor. Se encontró nucleación preferencial de las picaduras en las interfaces ferrita/austenita y al interior de la ferrita. Por lo tanto para el rango de calor de aporte empleado no se obtuvo una buena soldabilidad, ya que no se logra un balance apropiado de las fases según el análisis microestructural realizado y la resistencia a la corrosión por picaduras se ve afectada significativamente. / Tesis

Es conocido que el proceso de cementado, temple y revenido de una pieza de acero cambia las propiedades mecánicas. Este hecho es aprovechado en la fabricación de arcos de candados, manufacturados de acero bajo carbono. Para alcanzar este objetivo, se desarrolla el presente trabajo de diseño de un ciclo de cementado y tratamiento térmico. El desarrollo de este proyecto de diseño parte del conocimiento teórico actual sobre cementación gaseosa, empleo de equipos en desuso (equipos diseñados para otro fin y no puesto en servicio) y asignación de recursos mínimos. El diseño final aquí propuesto fue probado, modificado a escala de producción y monitoreado en producción durante 1 año, no realizándose modificación alguna en los tiempos y temperatura de cementado y sí cambios eventuales en la temperatura de revenido. Algunas muestras de los diferentes tratamientos experimentales son analizadas mediante metalografía, así como muestras con tratamiento definitivo para todos los modelos de arco. Esto con el fin de explicar, en parte, lo ocurrido en los arcos con el tratamiento respectivo.

Ingeniero Civil Químico / El presente trabajo de título consiste en el estudio del fenómeno de corrosión en acero inoxidable AISI 316 inmerso en soluciones ácidas con cantidades variables de cloruro. La idea es comprender como afecta el cloruro a este sistema de manera de contar con una primera aproximación del comportamiento de cátodos reales utilizados en el proceso de EW de cobre. El estudio se llevó a cabo en una celda convencional de tres electrodos, siendo el electrodo de trabajo del material en estudio (acero AISI 316), el de referencia de Ag/AgCl, y el contraelectrodo de Pt. El electrodo de trabajo es de tipo rotatorio. Se realizaron barridos lineales de potencial en soluciones aireadas y desaireadas (N2) de 200 g/l de H2SO4 y cantidades de cloruro igual a 0, 50 y 100 ppm. Además se consideraron tres velocidades de agitación del electrodo rotatorio para el sistema en el caso de la solución aireada: 0, 750 y 1500 RPM. Se observó que el aumento de cloruro produjo un aumento de Ic del acero mientras que para Ip y Epic no se observaron tendencias claras. Para estudiar la estabilidad del sistema se determinó iL del O2, mediante la realización de una voltametría lineal de potencial sobre un electrodo de trabajo de Pt y aplicando posteriormente un algoritmo de supresión de ruido a los datos. La intersección entre las curvas anódicas obtenidas con la solución desaireada y las curvas de O2, indica la estabilidad del sistema. Se obtuvo que solo una curva de O2 intersecta la curva anódica en un solo punto en la zona pasiva. Este caso corresponde a la solución sin cloruro y 1500 RPM de agitación. Para los demás casos la intersección ocurre en dos puntos: uno en la zona pasiva y otro en la zona activa produciéndose así un estado de inestabilidad. Se realizó también un análisis en torno al potencial de equilibrio con tal de encontrar las expresiones cinéticas para cada curva y la velocidad de corrosión en la zona activa. Se encontró que la velocidad de corrosión en esta zona está también influenciada por la cantidad de cloruro, debido principalmente al aumento de Ic cuando aumenta el cloruro. Finalmente se midió el potencial que induce la presencia de Fe y Cu en el electrolito de manera de trabajar a los potenciales supuestamente inducidos en un electrolito industrial. Se realizó una cronoamperometría durante 30 minutos a esos potenciales para observar indicios de picaduras en el acero. Sin embargo el resultado solo mostró que la corriente tiende a cero y por lo tanto el sistema se encuentra pasivado al menos durante el tiempo de experimentación.

Ingeniera Civil Mecánica / Este estudio se realizó en el Centro Avanzado de Manufactura [AMRC], Universidad de Sheffield, Reino Unido, dentro de su programa Proving Factory, que busca dar soporte a las industrias para optimizar sus procesos de mecanizado. Tata Steel, la empresa asesorada, financió los experimentos y proporcionó los aceros. El objetivo de este trabajo es obtener una baja rugosidad mediante el torneado, menor a 0,4 µm y así eliminar un segundo proceso, el rectificado, considerando tres tipos de aceros: de alta resistencia 300M e inoxidables 410 y PH13-8Mo. Los ensayos para determinar el efecto de los parámetros de corte, la geometría, el material del inserto y el desgaste sobre la rugosidad se clasificaron en 5 grupos. El primero es un análisis del desgaste en el tiempo, con los materiales en condición blanda. En los siguientes grupos, la condición fue dura. En el segundo se probaron 6 insertos con distintas geometrías y materiales de corte aplicados en el acero PH13-8Mo. Las menores rugosidades se obtuvieron con la geometría wiper (radios de nariz múltiples). Conforme al desempeño, se escogió el mejor carburo con radio 1,6 mm y el cermet de radio 0,8 mm, los cuales fueron posteriormente probados en los otros dos materiales. En el tercer grupo se hicieron combinaciones de tasas de alimentación y velocidades de corte con el fin de evaluar las tendencias de 5 características: rugosidad, productividad, fuerzas, condición del inserto y morfología de la viruta. Se asignaron puntajes y ponderaciones a las medidas, lo que permitió visualizar tendencias. A partir de resultados anteriores, en el cuarto grupo se determinó, para cada material, el inserto de mejor desempeño entre los considerados, y la velocidad V15 (para una vida útil del inserto de 15 minutos). En el quinto grupo se buscó establecer una correlación entre las mediciones de desgaste del inserto y rugosidad de la pieza, sin resultado satisfactorio. Por último se hizo un estudio comparativo de los precios, considerando la productividad y otros factores. Se concluye que la tasa de alimentación es el factor que más afecta la rugosidad; con valores menores se consigue un mejor acabado superficial, sin embargo valores muy bajos disminuyen la calidad. Mayores velocidades de corte son mejores en términos de la rugosidad, pero también existe un límite. Menores radios de los insertos producen resultados más dispersos a distintas tasas de alimentación. La geometría wiper es una gran mejora, pues consigue bajas rugosidades, incluso a altas tasas de alimentación. Por otra parte, al mecanizar materiales más duros, disminuye la vida de la herramienta y su V15, es costoso, por la baja productividad o, en su defecto, por el precio de los insertos. Para cada material se estableció el inserto más adecuado entre los considerados aquí. Para el acero 410, el carburo a 380 m/min, PH13-8Mo carburo a 305 m/min, aunque con este valor la rugosidad es cercana a 0,5 µm. Para el material 300M, CBN ya sea en seco o con refrigerante a velocidades de 305 y 320 m/min respectivamente. Si bien estos insertos tienen un elevado valor, se recomiendan por su alta productividad.

Es conocido que el proceso de cementado, temple y revenido de una pieza de acero cambia las propiedades mecánicas. Este hecho es aprovechado en la fabricación de arcos de candados, manufacturados de acero bajo carbono. Para alcanzar este objetivo, se desarrolla el presente trabajo de diseño de un ciclo de cementado y tratamiento térmico. El desarrollo de este proyecto de diseño parte del conocimiento teórico actual sobre cementación gaseosa, empleo de equipos en desuso (equipos diseñados para otro fin y no puesto en servicio) y asignación de recursos mínimos. El diseño final aquí propuesto fue probado, modificado a escala de producción y monitoreado en producción durante 1 año, no realizándose modificación alguna en los tiempos y temperatura de cementado y sí cambios eventuales en la temperatura de revenido. Algunas muestras de los diferentes tratamientos experimentales son analizadas mediante metalografía, así como muestras con tratamiento definitivo para todos los modelos de arco. Esto con el fin de explicar, en parte, lo ocurrido en los arcos con el tratamiento respectivo. / Tesis

En este informe se va a tratar exclusivamente de la incorporación de fibras de acero en el concreto, utilizando Cemento Andino Tipo V, los cálculos y resultados serán comparados con resultados obtenidos del concreto patrón (dosificación de fibra de acero 0 kg/cm2). Las fibras que se utilizaron para este proyecto fueron las que actualmente se encuentran en el mercado nacional, WIRAND y DRAMIX.