TEMASTEMAS

Manufactura del hierro y del acero

Tratamientos térmicos

Tratamientos termoquímicos

Aceros aleados

TEMASTEMAS

Aceros inoxidables

Clase repaso

Primer parcial

Aceros para herramientas

Metales no ferrosos

Titanio

Metales preciosos

Aluminio

TEMASTEMAS

Cobre y sus aleaciones

Magnesio

Níquel

Estaño y plomo

Aleaciones para cojinetes

TEMASTEMAS

Metales a altas y bajas temperaturas

Metalurgia de polvos

Desgaste

Repaso

Segundo parcial

TEMASTEMAS

Una vez obtenido el arrabio o hierro esponja es necesario refinar el hierro para que se transforme en material útil para las diferentes aplicaciones o sea en hierro o en acero comercial

TRATAMIENTOS TERMICOSTRATAMIENTOS TERMICOS

Todos los procesos básicos incluyen la transformación o descomposición de la Austenita

El primer paso es el calentamiento del material por encima del intervalo critico para formar Austenita

TRATAMIENTOS TERMICOSTRATAMIENTOS TERMICOS

Recocido total

Esferoidización

Recocido para eliminar esfuerzos

Recocido de proceso

Normalización

Endurecimiento o temple

TRATAMIENTOS SUPERFICIALESTRATAMIENTOS SUPERFICIALES

Principales métodos

TERMOQUÍMICOS

SELECTIVOS

TRATAMIENTOS TERMOQUIMICOSTRATAMIENTOS TERMOQUIMICOS

Cementacion: sólida, gaseosa, liquida (C) Cianuración: liquida, gaseosa (C, N) Nitruración (N) Siliciado (Si) Borado (Bo) Cromizado (Cr)

Cambian la composición química (se adiciona C, N, etc)

TRATAMIENTOS SELECTIVOSTRATAMIENTOS SELECTIVOS

Endurecimiento por llama Endurecimiento por inducción

Se calienta selectivamente a la pieza en el intervalo de austenita y luego se templan y revienen

No cambian la composición química.

El % de C debe ser mayor a 0.3 %

Se logra espesores de 1/16 a 1/4 pulgadas

ACEROS ALEADOSACEROS ALEADOS

Propósito de las aleacionesPropósito de las aleaciones

Clasificación de los elementos de Clasificación de los elementos de aleaciónaleación

Clasificación de las aleacionesClasificación de las aleaciones

¿ PORQUE SON INOXIDABLES ?

Son inoxidables porque contienen 10 a 20 % cromo.Cr es un metal reactivo que se combina con el oxigeno del aire formando una capa.Es continua, insoluble y adherente.En este estado se dice que esta en estado de “pasivación”.Retiene su apariencia inmaculada llamada “stainless” en ingles.

LOS TRES GRANDES GRUPOS

1-Aceros inox. Austeniticos (resistentes a la corrosión)

2-Aceros inox. Ferriticos (resistentes a la corrosión, mas baratos)

3-Aceros inox martensíticos (dureza elevada)

ACEROS PARA HERRAMIENTASACEROS PARA HERRAMIENTAS

Métodos de clasificaciónMétodos de clasificación

Selección de aceros para Selección de aceros para herramientasherramientas

Fallas de las herramientasFallas de las herramientas

Materiales especiales de corteMateriales especiales de corte

TI, ZN Y METALES PRECIOSOSTI, ZN Y METALES PRECIOSOS

PropiedadesPropiedades

ClasificaciónClasificación

UsosUsos

aluminioaluminio_________________

•Peso ligero•Resistencia a la corrosión

Introducción

La producción de aluminio consiste de 3 pasos:

1. extracción de bauxita2. producción de alúmina 3. electrólisis de aluminio

Se necesitan 4 toneladas de bauxita para producir 2 toneladas de alúmina, las cuales producirán 1 tonelada de aluminio.

aluminioaluminio_________________

Proceso Productivo del Aluminio

ALEACIONES DE COBREALEACIONES DE COBRE

• LATONES: aleaciones de Cu y Zn

- Latones

-Latones +

•BRONCES: hasta 12% del elemento de aleación

- al estaño

-al silicio

-al aluminio

-al berilio

•CUPRONIQUELES: aleaciones de Cu y Ni

•PLATA ALEMANA: aleación de Cu, Ni y Zn

COBRECOBRE

EXISTE EN FORMA NATIVA Y COMBINADO CON

AZUFRE Y OXIGENO

SE OXIDA POCO (semi -noble)

ALTA CONDUCTIVIDAD

PLASTICIDAD

MAQUINABILIDAD

NO MAGNETICO

PUEDE SER SOLDADO

BASE PARA LATONES Y BRONCES

PROPIEDEADES Y VENTAJAS

Mineral blando

Temperatura de fusión baja

Resistente a la corrosión

Fácil de maquinar

Alta razón resistencia a peso

Es el mas ligero de los metales usados en estructuras

Su densidad es de 1.74g/cm³

DESIGNACION DE ALEACION Y TEMPLE

La A.S.T.M ha publicado un sistema de nomenclatura de las aleaciones que ha sido adoptado por la Magnesium Association.Las letras utilizadas para representar los elementos son las siguientes

Es un metal pesado que se obtiene de un mineral llamado garnieritaEs de color blanco y tiene buenas propiedades mecánicas

PROPIEDADES

Resistencia al desgasteResistencia a la corrosiónResistencia a las altas temperaturasBuena conductividad eléctrica

El 60% del níquel producido se utiliza en aceros inox y aceros aleados al níquel.

El remanente se utiliza en aceros aleados al alto níquel y para electrodepositacion.

Materiales para fabricarlosMateriales para fabricarlos

UsosUsos

ALEACIONES PARA SOLDARALEACIONES PARA SOLDAR

Soldaduras blandas Soldaduras blandas

Soldaduras fuertesSoldaduras fuertes

ALEACIONES PARA COJINETESALEACIONES PARA COJINETES

Los términos alta y baja temperatura son relativos a nuestro medio natural .

La que se considera una alta temperatura para metales de bajo punto de fusión (estaño y plomo) puede considerarse una baja temperatura para un metal de alto punto de fusión como el tungsteno.

1. Pruebas de Fluencia.

Pequeñas deformaciones bajo rapideces de esfuerzo y deformación durante largos periodos.

2. Pruebas de Esfuerzo-Ruptura.

Mayores deformaciones, intensidades mayores de esfuerzo y deformación durante periodos mas reducidos.

3. Pruebas Tensiones de Tiempo Corto.

Grandes deformaciones rapideces de esfuerzo altas y deformaciones expuestas, rapideces de esfuerzos altos y deformaciones severas.

PROCESO DE OBTENCIONPROCESO DE OBTENCION

COMPACTADO

Consiste en someter la mezcla de polvo previamente preparado, a una PRESIÓN ELEVADA. Se obtiene un comprimido llamado aglomerante verde que es manipulable pero frágil.

SINTERIZADO

Se somete el aglomerante verde a CALOR (generalmente en una atmósfera inerte), a temperatura menor que la de fusión. Se logra resistencia mecánca y otras propiedades.

INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN

El desgaste junto con la corrosión y la fatiga son los tres principales procesos que limitan la vida útil y el rendimiento de los componentes de las máquinas.

De ellos, el desgaste, ha sido el menos estudiado, quizá debido a los complejos fenómenos que involucra y es por esta razón, que aun no se ha constituido un cuerpo de conocimientos racional que permita predecirlo con cierto grado de exactitud.

Ha sido ampliamente reconocida, sin embargo, la gran incidencia negativa que tienen los fenómenos de desgaste en la industria, con implicancias económicas muy importantes.

DESGASTE

FERROSOS: HIERRO FORJADO ACEROS FUNDICIONES ALEACIONES FERROSAS

NO FERROSOS: COBRE Y ALEACIONES METALES NOBLES ALUMINIO

METALES

BREVE RESEÑA HISTORICA

10.000 AC en Afganistán y Pakistán objetos de Cu martillado

9.500 AC en Irak, colgantes de Cu

7.200 AC en Turquía, objetos de Cu

5.000 AC en Turquía, Cu fundido

3.000 AC cerca del Mar Muerto, piezas de bronce al arsénico

2.500 AC Valle del Indo, bronce fundidos a la cera perdida

2.400 AC cerca del Mar Egeo, piezas de Au, Ag y Cu

2.000 AC en Norte América, piezas de Cu nativo

1.600 a 1.100 en China, metalurgia del bronce

6.00 a 4.00 AC en Perú, Au en láminas martillado

ENSAYOS MECÁNICOSENSAYOS MECÁNICOS

Son solamente medidas bajo Son solamente medidas bajo ciertas circunstancias de ciertas circunstancias de

ensayo que aportan una ensayo que aportan una ideaidea sobre el comportamiento del sobre el comportamiento del

materialmaterial

ENSAYOS DE TRACCIÓNENSAYOS DE TRACCIÓN

Es el que mejor determina las propiedades Es el que mejor determina las propiedades mecánicas de los metales (resistencia y mecánicas de los metales (resistencia y deformabilidad)deformabilidad)

Permite obtener propiedades Permite obtener propiedades fundamentales de cada material, el cual fundamentales de cada material, el cual nos permitirá conocer sus ventajas y nos permitirá conocer sus ventajas y desventajas a la hora de elegir el material desventajas a la hora de elegir el material para un uso especifico (límite de para un uso especifico (límite de elasticidad, carga máxima resistencia elasticidad, carga máxima resistencia estática, etcestática, etc

ENSAYOS DE TRACCIÓNENSAYOS DE TRACCIÓN

DUREZADUREZA

"La mayor o menor resistencia que un "La mayor o menor resistencia que un cuerpo opone a ser rayado o penetrado por cuerpo opone a ser rayado o penetrado por otro“otro“

La dureza no e s una propiedad fundamental La dureza no e s una propiedad fundamental de los materiales.de los materiales.

El valor obtenido el los ensayos de dureza El valor obtenido el los ensayos de dureza sirve de comparación entre materiales, sirve de comparación entre materiales, tratamientos o para estimar propiedades tratamientos o para estimar propiedades mecánicasmecánicas. .

RESISTENCIA A LA INDENTACIÓNRESISTENCIA A LA INDENTACIÓN

MétodosMétodos: - ensayo Brinell : - ensayo Brinell

- ensayo Rockwell- ensayo Rockwell

- ensayo Vickers- ensayo Vickers

Una prueba no destructiva es el examen de un objeto efectuado en cualquier forma que no impida su utilidad futura.

Se emplean para detectar materiales defectuosos antes de ser formados o maquinados, para localizar defectos antes de la puesta en servicio de un maquina, para detectar componentes defectuosos antes de ensamblar, para medir espesores de los materiales, para determinar el nivel de sólido o liquido en recipientes opacos, para identificar y clasificar materiales y para descubrir defectos que pudieran desarrollarse durante el procesamiento o el uso.

Las partes también se pueden examinar cuando están en servicio, lo que permitirá su remoción previa a la ocurrencia de una falla

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

METODOS PRINCIPALES DE END

ENSAYO VISUALRADIOGRAFIAPARTICULAS MAGNETIZABLESLIQUIDOS PENETRANTESCORRIENTES ELECTRICAS PARASITASMETALOGRAFIA DE REPLICA

Tabla comparativa de los métodos END

Tabla comparativa de los métodos END

DIAGRAMA HIERRO - CARBONO (HIERRO - CEMENTITA)

ACEROS FUNDICIONES

Austenita

Solución sólida de carbono en hierro gamma

En aleaciones hierro-carbono esta presente sólo a altas temperaturas con contenidos de carbono de hasta 2,14 %.

FERRITA

Solución sólida de carbono en hierro alfa.

A temperatura ambiente contiene como máximo 0.008 % de carbono

Ferrita + perlita

Micro estructura que corresponde a una composición hipoeutectoide

0,2 % de carbono

Ferrita proeutectoide (clara) y perlita laminar (oscura)

Ferrita + perlita

0,4 % de C ferrita proeutectoide (clara) y perlita laminar (oscura)

Ferrita + perlita

0,6 % de carbono

Ferrrita proeutectoide (clara) y perlita laminar (oscura)

PERLITA

Eutectoide de forma laminar. Se transforma a partir de la austenita y está formado por ferrita y cementita (Fe3C).

En condiciones de equilibrio se forma con 0,8 % de C.

Perlita + cementita

Perlita (oscura) y cementita proeutectoide (clara)

La cementita se dispone en los bordes de grano de la austenita original.

Microestructura de las fundiciones blancas

Perlita Cementita Ledeburita

transf.

Ledeburita transformada

Perlita + cementita

Cementita primariaLedeburita transf.

HIERRO FUNDIDOHIERRO FUNDIDO

Son aleaciones de hierro y carbono en el Son aleaciones de hierro y carbono en el intervalo de 2 a 5% de C.intervalo de 2 a 5% de C.

La forma y distribución de las partículas La forma y distribución de las partículas de Cde C influirá en las propiedades físicas del influirá en las propiedades físicas del hierro fundido.hierro fundido.

HIERRO FUNDIDOHIERRO FUNDIDO

Tipos: - fundición blancoTipos: - fundición blanco

- fundición maleable- fundición maleable

- fundición gris- fundición gris

- fundición nodular- fundición nodular - fundición atruchada- fundición atruchada

Aceros

Para clasificar el acero se pueden utilizar varios métodos:

MÉTODO DE MANUFACTURA: esto da lugar al acero Bessemer de hogar abierto, de horno abierto, de horno eléctrico, de crisol etc.

USO: se refiere al uso final que se le dará al acero, como acero para maquinas, para resortes, para calderas, estructural o acero para herramientas.

COMPOSICIÓN QUÍMICA: por medio de un sistema numérico se indica el contenido aproximado de los elementos importantes en el acero.

DEFINICIONDEFINICION

la Corrosión es el la Corrosión es el deterioro de los deterioro de los materiales por materiales por el medio en el el medio en el

que son usados.que son usados.

Durante el tiempo en que Durante el tiempo en que usted lee esto 760 kg de usted lee esto 760 kg de

hierro comenzaron y hierro comenzaron y terminaron de corroerseterminaron de corroerse

COSTOS EN CORROSION

¿Cómo sabes que has tenidoun encuentro con la corrosión?

Cuando observes el cambio y destrucción paulatina de cuerpos metálicos por acción de agentes externos conocerás qué es la corrosión. La corrosión del hierro es una reacción química en la que, por ejemplo, el oxígenomolecular y el agua presentes en el aire reaccionan con el hierro metálicopara formar una capa de metal oxidado.

La oxidación del hierro y la corrosión de sus materiales se acelera en ambientes húmedos, al aire libre y, sobre todo, en sitios cercanos al mar.

Factores que aceleran la corrosión

• El tipo de metal ya que, por ejemplo, el cromo se corroe más lentamente que el hierro mientras que metales valiosos tales como la plata esterlina, el platino y el oro se corroen muy lentamente.

• El medioambiente juega un papel importante en la rapidez con que se corroen los metales. Por ejemplo, los metales se corroen más rápidamente en climas calientes y húmedos que en climas fríos y secos.

• Sustancias químicas como el cloro y el cloruro de sodio aumentan drásticamente la rapidez de corrosiónde algunos objetos. De allí los grandes problemas de corrosión presentes en las zonas marinas.

¿Puede eliminarse la corrosión?

No se puede eliminar, pero se puede disminuir. ¿Cómo?

• Por ejemplo, usando acero inoxidable, una mezcla de cromo y acero queforma una capa de óxido de cromo, la cual al oxidarse más lentamenteque el hierro disminuye el proceso de corrosión.

• Pintar es el método más corriente para prevenir la oxidación en barcos,vehículos y puentes. La pintura que se utiliza contiene plomo o zinc porquepreviene la corrosión. El minio con el que se protege el hierro contieneóxido de plomo.

• Engrasar las herramientas y las diferentes partes móviles de las máquinascon una capa de grasa o de aceite.

• Cubrir el objeto o material con un metal que no se oxide o lo haga muchomás lentamente mediante, por ejemplo, un proceso de galvanización. Otraforma es la de acoplar electrodos secundarios de “sacrificio”, por ejemplode magnesio, que sean los que se oxiden en lugar del hierro.