TEMAS Manufactura del hierro y del acero Tratamientos térmicos

Presentación del tema: "TEMAS Manufactura del hierro y del acero Tratamientos térmicos"— Transcripción de la presentación:

1 TEMAS Manufactura del hierro y del acero Tratamientos térmicos
Tratamientos termoquímicos Aceros aleados

2 TEMAS Aceros inoxidables Clase repaso Primer parcial

3 TEMAS Aceros para herramientas Metales no ferrosos Titanio
Metales preciosos Aluminio

4 TEMAS Cobre y sus aleaciones Magnesio Níquel Estaño y plomo
Aleaciones para cojinetes

5 TEMAS Metales a altas y bajas temperaturas Metalurgia de polvos
Desgaste Repaso Segundo parcial

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7 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

8 TRATAMIENTOS 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

9 TRATAMIENTOS TERMICOS
Recocido total Esferoidización Recocido para eliminar esfuerzos Recocido de proceso Normalización Endurecimiento o temple

10 TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
Principales métodos TERMOQUÍMICOS SELECTIVOS

11 TRATAMIENTOS 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)

12 TRATAMIENTOS 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

13 ACEROS ALEADOS Propósito de las aleaciones Clasificación de los elementos de aleación Clasificación de las aleaciones

14 ¿ 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.

15 1-Aceros inox. Austeniticos (resistentes a la corrosión)
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)

16 ACEROS PARA HERRAMIENTAS
Métodos de clasificación Selección de aceros para herramientas Fallas de las herramientas Materiales especiales de corte

17 TI, ZN Y METALES PRECIOSOS
Propiedades Clasificación Usos

18 aluminio_________________
Introducción Peso ligero Resistencia a la corrosión

19 aluminio_________________
Proceso Productivo del Aluminio La producción de aluminio consiste de 3 pasos: 1. extracción de bauxita 2. 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.

20 ALEACIONES DE COBRE LATONES: aleaciones de Cu y Zn - 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

21 COBRE 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

22 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

23 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

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

25 PROPIEDADES Resistencia al desgaste Resistencia a la corrosión
Resistencia a las altas temperaturas Buena 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.

26 ALEACIONES PARA SOLDAR
ALEACIONES PARA COJINETES Materiales para fabricarlos Usos ALEACIONES PARA SOLDAR Soldaduras blandas Soldaduras fuertes

27 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.

28 Pruebas de Fluencia. Pequeñas deformaciones bajo rapideces de esfuerzo y deformación durante largos periodos. Pruebas de Esfuerzo-Ruptura. Mayores deformaciones, intensidades mayores de esfuerzo y deformación durante periodos mas reducidos. Pruebas Tensiones de Tiempo Corto. Grandes deformaciones rapideces de esfuerzo altas y deformaciones expuestas, rapideces de esfuerzos altos y deformaciones severas.

29 PROCESO 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.

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31 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.

32 DESGASTE

33 METALES FERROSOS: HIERRO FORJADO ACEROS FUNDICIONES
ALEACIONES FERROSAS NO FERROSOS: COBRE Y ALEACIONES METALES NOBLES ALUMINIO

34 BREVE RESEÑA HISTORICA
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 en China, metalurgia del bronce 6.00 a 4.00 AC en Perú, Au en láminas martillado

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36 ENSAYOS MECÁNICOS Son solamente medidas bajo ciertas circunstancias de ensayo que aportan una idea sobre el comportamiento del material

37 ENSAYOS DE TRACCIÓN Es el que mejor determina las propiedades mecánicas de los metales (resistencia y deformabilidad) Permite obtener propiedades fundamentales de cada material, el cual nos permitirá conocer sus ventajas y desventajas a la hora de elegir el material para un uso especifico (límite de elasticidad, carga máxima resistencia estática, etc

38 ENSAYOS DE TRACCIÓN

39 DUREZA "La mayor o menor resistencia que un cuerpo opone a ser rayado o penetrado por otro“ La dureza no e s una propiedad fundamental de los materiales. El valor obtenido el los ensayos de dureza sirve de comparación entre materiales, tratamientos o para estimar propiedades mecánicas.

40 RESISTENCIA A LA INDENTACIÓN
Métodos: - ensayo Brinell - ensayo Rockwell - ensayo Vickers

41 ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
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

42 METODOS PRINCIPALES DE END
ENSAYO VISUAL RADIOGRAFIA PARTICULAS MAGNETIZABLES LIQUIDOS PENETRANTES CORRIENTES ELECTRICAS PARASITAS METALOGRAFIA DE REPLICA

43 Tabla comparativa de los métodos END

44 Tabla comparativa de los métodos END

45 DIAGRAMA HIERRO - CARBONO (HIERRO - CEMENTITA)
ACEROS FUNDICIONES

46 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 %.

47 FERRITA Solución sólida de carbono en hierro alfa.
A temperatura ambiente contiene como máximo % de carbono

48 Ferrita + perlita Micro estructura que corresponde a una composición hipoeutectoide 0,2 % de carbono Ferrita proeutectoide (clara) y perlita laminar (oscura)

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

50 Ferrita + perlita 0,6 % de carbono
Ferrrita proeutectoide (clara) y perlita laminar (oscura)

51 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.

52 Perlita + cementita Perlita (oscura) y cementita proeutectoide (clara)
La cementita se dispone en los bordes de grano de la austenita original.

53 Microestructura de las fundiciones blancas
Perlita Cementita Ledeburita transf. Ledeburita transformada Perlita + cementita Cementita primaria Ledeburita transf.

54 HIERRO FUNDIDO Son aleaciones de hierro y carbono en el intervalo de 2 a 5% de C. La forma y distribución de las partículas de C influirá en las propiedades físicas del hierro fundido.

55 HIERRO FUNDIDO Tipos: - fundición blanco - fundición maleable
- fundición gris - fundición nodular - fundición atruchada

56 Aceros

57 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.

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59 DEFINICION la Corrosión es el deterioro de los materiales por el medio en el que son usados.

60 COSTOS EN CORROSION Durante el tiempo en que usted lee esto 760 kg de hierro comenzaron y terminaron de corroerse

61 ¿Cómo sabes que has tenido un 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 oxígeno molecular y el agua presentes en el aire reaccionan con el hierro metálico para 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.

62 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 corrosión de algunos objetos. De allí los grandes problemas de corrosión presentes en las zonas marinas.

63 ¿Puede eliminarse la corrosión?
No se puede eliminar, pero se puede disminuir. ¿Cómo? • Por ejemplo, usando acero inoxidable, una mezcla de cromo y acero que forma una capa de óxido de cromo, la cual al oxidarse más lentamente que 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 porque previene la corrosión. El minio con el que se protege el hierro contiene óxido de plomo. • Engrasar las herramientas y las diferentes partes móviles de las máquinas con una capa de grasa o de aceite. • Cubrir el objeto o material con un metal que no se oxide o lo haga mucho más lentamente mediante, por ejemplo, un proceso de galvanización. Otra forma es la de acoplar electrodos secundarios de “sacrificio”, por ejemplo de magnesio, que sean los que se oxiden en lugar del hierro.