Soldadura

DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE EXPANSIÓN LINEAL
DURANTE EL ENFRIAMIENTO DE CHAPAS DE ACERO
J.O. Tormoa, S. Schwartza, E. Benavidesb, N. Quarantab, A. Viglioccoc y E. Bottad
a Instituto Argentino de Siderurgia, Sector Laminación y Productos. Avda. Central y 19 Oeste San
Nicolás. tormo.ias@cablenet.com.ar .
b UTN, Facultad Regional San Nicolás, DEYTEMA, Colón 330 San Nicolás
c SIDERAR SAIC,Ger. LACA, Planta San Nicolás.
d SIDERAR SAIC, Ger. MASI, Planta San Nicolás.
RESUMEN
Se realizó un análisis de dilatometría sobre una chapa de acero al carbono para obtener el
coeficiente de expansión térmica lineal (CETL), transversal al sentido de laminación de la chapa,
para distintos comportamientos térmicos.
El objetivo de la obtención del CETL es su utilización en la predicción delancho final de la
chapa luego del enfriamiento de la misma.
El coeficiente de expansión térmica lineal es afectado por la velocidad de enfriamiento.
Cuando el material se enfría rápido, con agua, similar al caso de una chapa en el banco de
enfriamiento de un tren laminador, el valor del coeficiente es mayor, para una dada temperatura, que
si se lo enfría lentamente, al aire.
Palabras clavesDilatometría, Coeficiente de expansión, Expansión térmica, Laminación en caliente
INTRODUCCIÓN
Para un sólido en forma de barra se entiende como coeficiente de dilatación lineal al cambio
porcentual de la longitud para un aumento de temperatura determinado.
Por ejemplo, si el coeficiente de dilatación lineal de un acero es de 12 X 10 –6 ºC –1. significa
que una barra de este acero se dilataen 12 millonésimas partes por cada ºC. Si se calienta 1 ºC una
barra de 1 m, se dilatará 0,012 mm.
De este ejemplo se desprende que para nuestro caso donde el ancho promedio de las chapas
laminadas en caliente es de aproximadamente 1 metro y las temperaturas que estamos manejando
están entre los 1.100 º C y 700 ºC ( según cual sea el pirómetro que levante la información)
tenemos que para lamedición a 1.100 ºC se dilatará 13,20 mm, mientras que para 700 ºC la
dilatación sufrida será de 8,40 mm, basándonos en el ejemplo anterior.
Los coeficientes de dilatación lineal de los aceros son, en principio, característicos para cada
tipo de acero, pudiendo variar levemente de uno a otro durante el calentamiento de los mismos, pero
la variación de este coeficiente es importante si observamossu comportamiento durante el
enfriamiento del material, teniendo en cuenta la dimensión final del producto.
Tormo, Schwartz, Benavides, Quaranta, Vigliocco y Botta
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METODO EXPERIMENTAL
El estudio de dilatometría se realizó sobre probetas extraídas en sentido transversal a la
dirección de laminación, en chapas laminadas en caliente en estado as-rolled.
Para este estudio se utilizó unequipo THETA, Dilatronic II.(1)
Los tipos de dilatómetros se clasificas según la forma en como toman los datos en:
(a) Manual: tanto la temperatura como la longitud de la muestra se toman manualmente y la
corrección por expansión térmica lineal del equipo se hace posteriormente.
(b) Grabación: se adquieren los datos en forma instrumental, pero la corrección por expansión del
equipo se hacemanualmente.
(c) Grabación automática: es similar al anterior, pero la corrección por expansión lo hace el equipo
en forma automática.
Una segunda clasificación de los dilatómetros se puede hacer según como se dispone el
sistema de medición:
(1) de tipo horizontal
(2) de tipo vertical.
El equipo utilizado es de grabación automática de datos y de disposición horizontal.
Modos de trabajo delDilatómetro
El dilatómetro THETA Dilatronics II puede trabajar en modo estándar o modo diferencial. En
este caso se utilizó modo estándar.
Modo Estándar (Single Rod - Palpador simple)
Durante una corrida en este tipo de medición, el horno no sólo calienta la muestra a la
velocidad de calentamiento seleccionada, sino que también el tubo porta-muestra y el palpador del
sistema de medición sufren...