MATERIALES INDUSTRIALES IMATERIALES INDUSTRIALES I
Capitulo 5Capitulo 5Aceros y FundicionesAceros y Fundiciones
conceptosconceptos
ACEROS :ACEROS : aleaciones de Hierro y Carbonoaleaciones de Hierro y Carbono
CARBONO :CARBONO : principal elemento de principal elemento de aleacionaleacion en Solucien Solucióón n solidasolida intersticial o intersticial o compuesto compuesto intermetintermetáálicolico ( cementita )( cementita )
EL CONTENIDO DE CARBONO MODIFICA LAS PROPIEDADESMECANICAS DE LOS ACEROS:
A partir de 0,4% son dificilmente soldablesHasta 0,4% poseen baja templabilidad A partir de 2% son imposibles de deformar en frío o en caliente Se los puede conformar por arranque de viruta a partir de piezasobtenidas por coladas ( fundidas )
aleacionesaleaciones
efecto de los aleantes sobre los acerosefecto de los aleantes sobre los aceros
efectos de los aleantesefectos de los aleantes
efectos de los aleantesefectos de los aleantes
efectos de los aleantesefectos de los aleantes
efectos de los aleantesefectos de los aleantes
efectos de los elementos de aleaciefectos de los elementos de aleacióón sobre la Temp. eutectoiden sobre la Temp. eutectoide
efectos de los elementos de aleaciefectos de los elementos de aleacióón sobre el C eutectoiden sobre el C eutectoide
efectos de los elementos de aleaciefectos de los elementos de aleacióón en la curva Jominyn en la curva Jominy
clasificaciclasificacióón generaln general
Aceros de fAceros de fáácil mecanizadocil mecanizado
Aceros al ManganesoAceros al Manganeso
Aceros aleados p/ usos mecAceros aleados p/ usos mecáánicosnicos
Aceros para herramientas ( rAceros para herramientas ( ráápidos )pidos )
Aceros inoxidablesAceros inoxidables
aceros de faceros de fáácil mecanizado o corte librecil mecanizado o corte libre
Buena aptitud al arranque de viruta
Permite aumentar la velocidad de mecanizado para grandes series
Principales elementos de aleaciPrincipales elementos de aleacióón :n :
Plomo ( 0,15 a 0,30 %) : no se combina , es como si estuviera emulsionado, es un buen lubricante para el corte por arranque de viruta.
Azufre ( 0,10 a 0,30 %) : con 0,6% de Mn forma sulfuro de Mn , que permite ser trabajado a velocidades de corte dobles que un acero corriente.
Normalización Serie 11XX – Mas usados
SAE 1112 C 0,13 máx. Mn 0,90 S 0,20 P 0,10SAE 12 L 14 ( ídem 1112 pero mejor maquinabilidad)C 0,15 máx. Mn 1 S 0,3 P 0,06 Pb 0,15 a 0.35
aceros al Manganesoaceros al Manganeso
Acero Hadfield
Austeníticos de gran resistencia al desgaste.Utilizado en cruces de vías , mordazas de trituradoras , excavadoras , orugas de tanques e industria pesada en general
Principal elemento de aleaciPrincipal elemento de aleacióón :n :
Manganeso ( > 12% ) estructura austenítica
aceros para usos mecaceros para usos mecáánicosnicos
Aceros aleados con Cromo Molibdeno Níquel
Principales elementos de aleaciPrincipales elementos de aleacióón :n :
Cromo ( 0,8 a 1,1% ), Molibdeno ( 0,15 a 0,25% )
Normalización : Serie 41XX
SAE 4140 mediana templabilidad engranajes , paliers , ejes y usos en la ind. Automotriz en general
Cromo ( 1% ), Níquel ( 1,5% )
Normalización : Serie 31XX
SAE 3115 buena templabilidad y tenacidad cardanes ejes
Cromo ( 0,5% ), Níquel ( 0,55% ) , Molibdeno ( 0,20% )
Normalización : Serie 86XX
SAE 8620 mediana templabilidad piezas solicitadas a fatiga piñones y coronas
aceros para herramientas de corte ( raceros para herramientas de corte ( ráápidos)pidos)
Aceros aleados con Cromo Vanadio Wolframio
Conservan su filo a altas temperaturas ( 600ºC casi al rojo )
Principales elementos de aleaciPrincipales elementos de aleacióón :n :
Wolframio ( 18% ) , Cromo ( 4% ), Vanadio ( 1% ) , Normalización : Según fabricante
SAE M1 o T1
Cromo ( 11,5% ), C ( 2% ) Especial K
Herramientas de corte Matrices y punzones
Aceros con alto contenido en Carbono aprox. 1% se utilizan para herramientas de corte de materiales blandos espec. brocas
aceros para herramientas de corte ( raceros para herramientas de corte ( ráápidos)pidos)
aceros inoxidablesaceros inoxidables
Principal elemento de aleaciPrincipal elemento de aleacióón : n : Cromo > a 12%
Forma una capa de Oxido de Cr , impermeable , dura , resistente que impide la corrosión PASIVADO
Clasificación
Ferríticos – C ( 0,08 a 0,12% ) Cr ( 12 a 18 % )
Norma AISI 430
Martensítico – C ( 0,4 a 0,7% ) Cr ( 12 a 14 % )
Norma AISI – Serie 420
Austenítico – C (0,08 a 0,12%), Cr(18 a 26 %), Ni(3 a 20%) y Mo
Dúplex y Endurecidos por precipitación
Adición de Ti o Nb p/evitar corrosión intergranular soldadura o bien Bajo contenido de Carbono
Norma AISI – Serie 300
aceros serie 400aceros serie 400
aceros serie 300aceros serie 300
aceros inoxidables ferraceros inoxidables ferrííticosticos
aceros inoxidables ferraceros inoxidables ferrííticos ( USOS )ticos ( USOS )
Industria alimenticia
Industria petroquímica
Industria automotriz
Hogar
Decoraciones
Industria automotriz
Bulonería
Tornillería
Estanterías
Mesadas
Menaje
aceros inoxidables ferraceros inoxidables ferrííticos ticos -- micrografmicrografííaa
Acero inoxidable tipo 430ferrítico .Matriz de ferrita y partículasde carburos dispersosx 100La presencia de carburos disminuyela resistencia a la corrosión
aceros inoxidables austenaceros inoxidables austenííticosticos
aceros inoxidables austenaceros inoxidables austenííticosticos
aceros inoxidables austenaceros inoxidables austenííticos ( usos)ticos ( usos)
Industria petroquímica
Industria automotriz
Industria Textil
Industria lechera
Industria de la carne
Industria del caucho
Cirugía
Alambres
Resortes
Construcciones marítimas
aceros inoxidables austenaceros inoxidables austenííticos ticos -- micrografmicrografííaa
Acero inoxidable tipo 304austenítico.Estructura de granos deaustenita x 250
aceros inoxidables martensaceros inoxidables martensííticosticos
aceros inoxidables martensaceros inoxidables martensííticos( usos)ticos( usos)
Cuchillería
Instrumentos quirúrgicos
Industria automotriz
Pistones de bombas
Ejes de bombas centrifugas
Pernos para cadenas
Moldes industria plástica
Resortes
aceros inoxidables martensaceros inoxidables martensííticos ticos -- micrografmicrografííaa
Acero inoxidable tipo 440martensítico.Estructura de carburosen una matriz de martensita x 500La alta templabilidad de los aceroscon Cr 12 a 17% evita el enfriamientoen agua
aceros inoxidables aceros inoxidables duplexduplex
Aceros con estructura ferrítica-austenítica
Cr: 18 a 28 % - Ni : 4,5 a 8% - Mo : 2,5 a 4%
Buena resistencia mecánica/ductilidad
Buena resistencia a la corrosión
Usos :Industria de gas y petróleoNuclearAtmosfera marina
aceros inoxidables aceros inoxidables duplexduplex
aceros inoxidables PHaceros inoxidables PH
Aceros inoxidables PH (precipitation hardening) son endurecibles por “envejecimiento”
El mas común 17-4 PH Cr: 17% - Ni : 4% - Cu : 4% - Nb : 0,3%
Conocidos como serie 600
Reemplazo de algunas aleaciones de Ti en aeronáutica
aceros inoxidables PHaceros inoxidables PH
fundicionesfundiciones
Aleaciones Hierro Carbono conAleaciones Hierro Carbono con
Carbono entre 2 y 5 %Carbono entre 2 y 5 %
FUNDICION GRIS
Diagrama Fe-C estable
FUNDICIONES BLANCAS
Diagrama Fe-C meta-estable
fundicifundicióón grisn gris
Micro constituyentes:
Hierro y Grafito ( Carbono libre )
Silicio entre 2 a 4% grafitizante
Muy frágil
Fácil mecanizado
Fácil conformado
Absorben vibraciones mecánicas
Apta para fabricar piezas complejas
fundicifundicióón gris ( micrografn gris ( micrografíía )a )
x 100 x 400
fundicifundicióón blancan blanca
Micro constituyentes:
Hierro y Cementita
Manganeso entre 2 a 4%
Muy frágil
Se utiliza tratada térmicamente como:
Fundiciones Maleables
fundicifundicióón maleable ( micrografn maleable ( micrografíía )a )
fundicifundicióón nodularn nodular
Micro constituyentes:
Hierro y Grafito en forma de nódulos
Silicio e inoculación en estado líquido de:
Magnesio o Cerio
Posee ductilidad sin llegar a ser un acero
fundicifundicióón nodular ( micrografn nodular ( micrografíía )a )
fundicifundicióón de hierro ( transformaciones )n de hierro ( transformaciones )
Tratamiento tTratamiento téérmicormico : en la fundiciones blancas para obtener Fundiciones maleables
1ra Etapa : Grafitización > se calientan por encima de 900ºC y se mantienedurante 3 a 20 horas. El carburo se transforma en Hierro y Grafito
2da Etapa : Enfriamiento > la austenita se transforma en ferrita o perlita
FundiciFundicióón maleable ferrn maleable ferríítica : tica : enfriamiento rápido hasta 740ºC seguido de enfriamientolento ( aprox. 3 a 10ºC por hora ) acá la austenita se transforma en ferrita y grafito
FundiciFundicióón maleable perln maleable perlíítica : tica : enfriamiento lento hasta 850ºC seguido de enfriamientoal aire por enfriamiento rápido la austenita se transforma en perlita
fundicifundicióón de hierro ( transformaciones )n de hierro ( transformaciones )
fundicifundicióón de hierro ( transformaciones )n de hierro ( transformaciones )
fundicifundicióón de hierro piezasn de hierro piezas
fundicifundicióón de hierro piezasn de hierro piezas
fundicifundicióón de hierro piezasn de hierro piezas
fundicifundicióón de hierro piezasn de hierro piezas
bibliografbibliografíía recomendadaa recomendada
Introducción a la Ciencia e Ciencia e Ingeniería de los Materiales – Callister
Ciencia e Ingeniería de Materiales - Smith
Ciencia e Ingeniería de los Materiales - Askeland
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