Transcripción

1 MATERIALES PARA APLICACIONES EN INGENIERÍA METALES, CERÁMICOS Y POLÍMEROS Metales: Materiales ferrosos (aceros y fundiciones) Metales no ferrosos ( Aleaciones de Cu, Al, Mg,Ti, etc). Aceros: Al carbono y aceros aleados Aceros al carbono: (hipoeutectoides, eutectoides s e hipereutectoides) bajo, medio y alto contenido de carbono Aceros aleados: Herramientas, inoxidables, de construción n mecánica, estructurales. Cerámicos: Tradicionales y de ingeniería Plásticos: Termoplásticos, termoestables y elastómeros Materiales compuestos: Polímeros reforzados con fibras, metales reforzados con polimeros, concreto, madera, asfalto, materiales laminados, etc.

2 NOMENCLATURA DE LOS ACEROS DE CONSTRUCCIÓN MECÁNICA SISTEMA A.I.S.I S.A.E Clasificaión n con cuatro dígitosd gitos: : PrimerP dígito especifica la aleación principal, el segundo dígito d indica la aleación n secundaria, dos últimos dígitos dan la cantidad de carbono presente en la aleación. Convenciones para el primer dígito d : 1 MANGANESO 2 NIQUEL 3 - NIQUEL-CROMO, principal aleante el cromo 4 MOLIBDENO 5 CROMO 6 - CROMO-VANADIO, principal aleante el cromo 8 - NIQUEL-CROMO CROMO-MOLIBDENO, MOLIBDENO, principal aleante el molibdeno 9 - NIQUEL-CROMO CROMO-MOLIBDENO, MOLIBDENO, principal aleante el níqueln Sí el primer número n es 1 es un acero al carbono; si el dígito d siguiente es el 0, o sea que la designación n es 10xx, se trata de un acero ordinario al carbono; así 1030 significa un acero ordinario al carbono con 0.30%C.

3 ACEROS AL CARBONO PARA CEMENTACION. Usados para bulones, ejes, cadenas, bujes, remaches, tuercas, tornillos racores, res, eslabones para cadenas, pasadores,, alta tenacidadt y baja resistencia mecánica. A.I.S.I. 1010, 1016, 1020 ACEROS AL CARBONO PARA TEMPLE Y REVENIDO. Usados en palancas para frenos, cigüeñales, herramientas agrícolas, productos estampados y forjados, requieran dureza y tenacidad. 1035, 1040, ACEROS AL CARBONO DE ALTO MANGANESO. Usados en en piñones, bujes, casquillos, partes para la industria petrolera, acoples, ejes de transmisión. n. AISI 1518 ACEROS AEADOS PARA CEMENTACION. Engranages,, ejes de leva, cigüeñales, tornillos sinfín, n, cuerpos de válvulas. v A.I.S.I. 8620, 8615 ACEROS ALEADOS PARA TEMPLE Y REVENIDO. ejes, reductores, engranajes, transmisión, n, espárragos, bielas, cinceles, tijeras, rotores de turbinas, y en general piezas que requieran alta resistencia mecánica. A.I.S.I. 4140, 4340, 5160

4 ELEMENTOS DE ALEACIÓN EN ACEROS ALEADOS Usados para proveer propiedades y mejorar otras. Cr. formación n de carburos de cromo duros; el acero resultante es más m dúctil que un acero de la misma dureza. La adición n de cromo amplía a el intervalo de temperatura crítico. Ní. no forma carburos u óxidos. Aumenta resistencia sin disminuir ductilidad. Junto al cromo se obtien ene la tenacidad y ductilidad Mn. Usado para desoxidar y desulfurar. r. Más M s del 1%, de Mn el acero se clasifica como un acero aleado al manganeso. Si. Se e agrega como desoxidante. Junto con manganeso, cromo y vanadio, estabilizan carburos. Mo. formador carburos,, y se disuelve en ferrita aumenta dureza y tenacidad. Después s del carbono, provee alta dureza y alto grado de tenacidad. V. Refinador del tamaño o fino de grano, también aumenta a la tenacidad del acero. Utilizado ampliamente en aceros para herramientas. Tg (wolframio).. En aceros para herramientas mantiene su dureza aún a n al rojo. imparte tenacidad y dureza.

5 Aceros resistentes a la oxidación n y la corrosión n (Aceros inoxidables) Aceros Inoxidable Ferríticos (serie 4XX) Nombre % Cr %C %Mo %Al Producido en laminas a frío. Se utiliza en utensilios de cocina, partes ornamentales para autos, etc. Tienen buena resistencia a la corrosión n por picadura, bajo tensión, líquida y a la oxidación n a alta temperatura y son más m s baratos que los Austeníticos ticos. Propiedades Mecánicas típicast σ f σ U % de Elongación Ksi Ksi 20-30% MPa MPa

6 Aceros Inoxidable Ferríticos Este acero recocido consiste en matriz de ferrita con partículas de carburo dispersas. Al calentar sobre 900 C C y luego enfriar a temperatura ambiente Hay precipitacip recipitación en los bordes de grano de Carburos y nitruros de Cr y Fe (Cr( Cr,Fe) 7 C ( 3 y/o (Cr Cr,Fe) 23 C 6. Producendo severa fragilización n y pérdida p de resistencia a la corrosión,

7 Aceros Inoxidables Martensíticos ticos Poseen mayor contenido de C (0,12 a 1,2%), su contenido de Cr está entre 12% y 17%. La relación n entre C y Cr debe permitir la austenizaci zación.. Para esto se debe cumplir la siguiente relación La resistencia a la corrosión n es relativamente menor que los Austeníticos ticos y ferríticos

8 Aceros inox martensíticos típicos Nombre A, B y C % Cr %C Menor de Propiedades mecánicas σ f (Mpa) σ U (Mpa) % de Elongación A

9 Inoxidables austeníticos ticos. Son esencialmente aleaciones ternarias de Fe, Cr y Ni, que contienen de un 16 hasta un 25% de Cr y de un 7 a un 20% de Ni Tipo %Cr % Ni % C %Mn L Su resistencia a la corrosión aumenta a medida que el ambiente es más corrosivo, (por temperatura o por ácidos más fuertes), se utilizan aceros inoxidables con mayores cantidades de elementos de aleación, un ejemplo de esto es el AISI 304. La adición de 2% de Mo aumenta resistencia a la corrosión por picadura, AISI 316.

10 OTROS ACEROS INOX IDABLES Aceros inoxidables duplex. Estructura mixta de ferrita y austenita. Presentan valores de limite de resistencia, limite de fluencia, y resistencia a la corrosión n bajo tensión n mayores que los austeníticos ticos de composición n semejante. Aceros inoxidables endurecibles por precipitación. Endurecibles por tratamiento térmico, t sus excelentes propiedades mecánicas son obtenidas durante revenido. Debido a su alta resistencia mecánica y razonable resistencia a la corrosión, son usados en las industrias aeroespacial y aplicaciones avanzadas

11 ACEROS PARA HERRAMIENTAS Usados en la fabricación n herramientas destinadas s a modificar la forma, tamaño o y dimensiones de los materiales por corte,, presión n o arranque de viruta. Tipos de aceros para herramientas -Aceros al carbono: 0.2 a 0.4 martillos y picas a 0.70%. brocas, cuchillas, y limas; calidades intermedias de 0.70 a 1%. máxima dureza, deben ser templados en agua. -Aceros rápidosr pidos: conservan su filo en caliente, trabajan casi a l rojo (600º). composiciones típicas t C = 0.75%, W = 18%, Cr = 4% y V = 1% ; otra C = 0.75%, W = 18%, Co = 4% y V = 1.25%. -Aceros indeformables: Con el temple no sufren casi deformaciones. Esto lo permite el cromo y el manganeso. Composiciones típicas: t C = 2% y Cr = 12%; C = 1% y Cr = 5% y otra C = 1% y Mn = 1%. -Aceros al corte no rápidosr pidos: aleados con cromo y wolframio, herramientas de corte que no deben trabajar en condiciones muy forzadas. Con durezas comprendidas entre 60 y 66 Rockwell-C.

12 Principales aceros para herramientas AISI D2 Estado de entrega: Recocido Blando Dureza: 250 Brinell max. Dureza obtenible: Rockwell C. Medidas disponibles: Redondos: 5/8" 10" Platinas: 40 x x 60 mm Cuadrados: ¾" 4"

13 AISI O1 Estado de entrega: Recocido Blando Dureza: 250 Brinell max. Dureza obtenible: Rockwell C. Medias disponibles: Redondos: 3/8" 16" Platinas: 25 x x 50.8 mm Cuadrados:5/8" 6"

14 AISI H13 Estado de entrega: Recocido Blando Dureza: 229 Brinell max. Dureza obtenible: Rockwell C. Aceite/sal Rockwell C. Aire Medias disponibles: Redondos: 3/4" 13" Platinas: 100 x x 100 mm