El Acero Ing José Manuel Ramírez. Q. Docente

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Lourdes Miranda González
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1 El Acero Ing José Manuel Ramírez Q Ing. José Manuel Ramírez Q. Docente

2 Acero El acero es sin duda el material de ingeniería más utilizado por la humanidad. El nombre de acero engloba una basta gama de materiales que en muchos casos tienen aplicaciones específicas y en general tienen en el tratamiento térmico una etapa imprescindible para su utilización. Se denomina acero, a la aleación de Hierro (Fe) y Carbono (C). A esta aleación básica, se suele adicionar otros elementos que confieren al acero propiedades especiales. El acero es un material férrico, ya que contiene Hierro y además se compone de Carbono en un porcentaje inferior al 2 %.

3 Proceso para la obtención de acero

4 Proceso para la obtención de acero

5 Proceso para la obtención de acero

6 Proceso para la obtención de acero

7 Proceso para la obtención de acero

8 Características del acero Color blanco grisáceo. iá Fusibilidad punto de fusión muy alto (1300ºC a 1530ºC). Peso específico pesado (7,6-7,8 gr/cm 3 ). Toxicidad (c.normales) no es tóxico.

9 Propiedades importantes del Acero Muy dúctil, se deforma elásticamente Muy tenaz, absorbe energía sin romperse Maleable, se puede forjar. Se puede soldar. Conductividad conduce el calor y la electricidad, pero no más que el Hierro. P. químicas se oxida totalmente, excepto los aceros especiales inoxidables. Magnetismo posee propiedades magnéticas. Algunos pueden convertirse en imanes permanentes.

10 Influencia de elementos aleantes Los constituyentes de aleación son divididos en carburos, austenita y ferrita. Según su contenido cada elemento aleante otorga propiedades específicas al acero. Cuando varios elementos están presentes, el efecto puede ser mayor. Hay sin embargo, composiciones de aleación paralascualesloselementosindividualesnoejercensuinfluencia con respecto a una cierta propiedad en la misma dirección, sino se contrarrestan el uno al otro. La sola presencia de los elementos aleantes crean los requisitos previos para las propiedades deseadas, pero son las operaciones de procesamiento y tratamiento térmico los que permiten lograrlos.

11 Principales efectos de los elementos de aleación

12 Clasificación de aceros en función de su composición química Existen varios tipos de aceros, pero en general se pueden clasificar en: Aceros al carbono Son aceros que sólo tienen carbono y no poseen otros elementos de aleación (en proporciones significativas). Aceros de bajo carbono (%C < 0,25) Aceros de medio carbono (0.25 < % < C 0,55) Aceros de alto carbono (2 >% C > 0,55)

13 Clasificación de aceros en función de su composición química Aceros aleados Son aceros que poseen además del carbono, otros elementos de aleación. Aceros de baja aleación (elementos aleantes < 5%). Aceros de alta aleación (elementos aleantes > 5%).

14 Normatividad Normas Americanas. AISC (American Institute of Steel Construction) AISI (American Iron and Steel Institute) ASM (American Society for Metals) ASTM (American Society of Testing and Materials) SAE (Society of Automotive Engineers) UNS (Unified Numbering System)

15 Norma AISI / SAE Las especificaciones AISI pueden incluir un prefijo literal para indicar el proceso de manufactura. Las especificaciones SAE emplean las mismas designaciones numéricas que las AISI, pero eliminando todos los prefijos literales. XX : %C x 100 Y : En el caso de aceros de aleación simple, indica el porcentaje aproximado del elemento predominante de aleación. Z : Tipo de acero (o aleación).

16 Norma AISI / SAE Si Z es igual a: 1 : Aceros al Carbono (corriente u ordinario). 2 : Aceros al Níquel 3 : Aceros al Níquel-Cromo 4 : Aceros al Molibdeno, Cr-Mo, Ni-Mo, Ni-Cr-Mo 5 : Aceros al Cromo 6 : Aceros al Cromo-Vanadio 7 : Aceros Al Tungsteno-Cromo 8 : Aceros al Ni-Cr-Mo etc. Ejemplo: 1 : Acero corriente u ordinario Acero AISI : No aleado 20 : 0,20 %C

17 Definición de letras adicionales (norma AISI) E.... Fusión en horno eléctrico básico..... H Grados de acero con templabilidad garantizada. C.... Fusión en horno por arco eléctrico bái básico... B.. Grados de acero con un probable contenido mayor de % 0005% boro.... LC Grados de acero con extra- bajo carbono (0.03% máx.).

18 Definición de aceros (norma AISI)

19 Norma AISI para aceros inoxidables La norma AISI, especifica a los aceros inoxidables utilizando 3 números: Inoxidables martensíticos: 4XX : Base Cr. Medio-alto carbono. 5XX : Base Cr, Mo. Bajo carbono. Ejemplos : 410, 416, 431, 440, 501, 502, 503, 504. Inoxidables ferríticos: 4XX : Base Cr. Bajo carbono. Ejemplos : 430, 442, 446.

20 Norma AISI para aceros inoxidables Inoxidables austeníticos: 3XX : Base Cr, Ni. Bajo carbono. 2XX : Base Cr, Ni, Mn. Bajo carbono. Ejemplos : 302, 304, 316, 303, 202.

21 Norma AISI: aceros para herramientas

22 UNS (sistema de numeración unificado) Axxxxx aluminio y aleaciones de aluminio Cxxxxx cobre y aleaciones de cobre Exxxxx tierras raras y metales similares y aleaciones Fxxxxx hierro fundido Gxxxx aceros aleados y al carbono AISI y SAE Hxxxx aceros con templabilidad garantizada AISI Y SAE. Jxxxxx aceros fundidos (excepto aceros para herramientas). Kxxxxx diversos aceros y aleaciones base hierro. Lxxxxx metales y aleaciones de bajo punto de fusión. Mxxxxx varios metales y aleaciones no ferrosas. Nxxxxx níquel y aleaciones de níquel.

23 UNS (sistema de numeración unificado) Pxxxxx metales preciosos y aleaciones. Rxxxxx metales y aleaciones reactivas y refractarias. Sxxxxx aceros resistentes a la corrosión y temperatura (incluyendo inoxidables), aceros para válvulas y súper aleaciones base hierro. Txxxxx acero para herramientas, forjado y fundido Wxxxx metal de aportación de soldadura Zxxxxx Zinc y aleaciones de Zinc

24 Designación sistemática del acero de acuerdo con UNS

25 Designación de aplicación ASTM La norma ASTM no especifica composición, más bien determina la aplicación o ámbito de empleo. Por tanto, no existe una relación directa biunívoca con las normas de composición. Ejemplo: A36: Especificación de aceros estructurales al carbono. A285: Especificación de aceros al carbono de baja e intermedia resistencia para planchas de recipientes a presión. A325: Especificación para pernos estructurales de acero con tratamiento térmico y una resistencia a la tracción mínima de 120/105 ksi. A514: Especificación para planchas aleadas de acero templadas y revenidas con alta resistencia a la tracción, adecuadas para soldar.

26 Fundición de hierro La fundición es una aleación de Hierro y Carbono, en el cual el porcentaje de Carbono es superior al 2%. La tecnología de la fundición se inició hace 2000 años, y su desarrollo esta ligado a la expansión económica de cada país.

27 Propiedades de la fundición de hierro Color Punto de fusión grisáceo. alto (1300ºC a 1450ºC). Peso específico pesado (7.6 78gr/cm ). Toxicidad (c.normales) no es tóxico. No dúctil No tenaz. No Ml Maleable No se puede forjar. Difícil de soldar. conduce el calor y la electricidad, pero no muy bien, Conductividad como el acero. P. químicas Inoxidable. Magnetismo Sólo posee propiedades magnéticas la fundición gris.

28 Clasificación de las fundiciones Según las propiedades deseadas, las fundiciones se clasifican en: Fundición gris Fundición nodular (esferoidal) Fundición Blanca y maleable

29 Fundición gris La fundición gris se emplea para piezas de forma complicada y de espesores pequeños con bajas exigencias mecánicas, como carcasas, bases de máquinas (absorción de vibraciones), calefacciones, tambores y discos de freno. Materialfrágil y poco resistente a la tracción. Características Soportan muy bien las vibraciones, por eso se emplean para realizar las bancadas de las máquinas. Gran facilidad para ser moldeados. Pueden obtenerse piezas de formas muy complejas por moldeo. Gran resistencia al desgaste. Es uno de los materiales férricos más baratos.

30 Fundición nodular (esferoidal) Este tipo de material parte de la fundición gris a la que se le añaden pequeñas cantidades de Magnesio y/o Cesio. Tienen el grafito en forma de nódulos de forma sensiblemente esférica, por lo que se llama la fundición nodular o esferoidal. Las propiedades mecánicas son similares a la de fundición gris, excepto que son más resistentes y dúctiles que éstas. La fundición esferoidal se utiliza para elementos de construcción que deban poseer una dureza, elasticidad y resistencia mecánicas altas, como mesas de máquinas o herramientas que deben soportar grandes pesos de piezas y absorber fuerzas de mecanizados importantes. Como: engranajes, cigüeñales, brazos de suspensión, portamanguetas, puentes traseros de camiones, entre otros.

31 Fundición blanca La fundición blanca tiene bajos contenidos de Carbono y una velocidad de enfriamiento muy alta. Estas son algunas de sus características: Se llama fundición blanca porque presenta este color en la superficie de rotura. Extremadamente dura y frágil, hasta el punto de no poderse mecanizar. Gran resistencia al desgaste. Resistencia relativamente alta. Las aplicaciones más importantes surgen en las piezas que han de tener una resistencia al desgaste superficial importante, como boquillas de proyección de arena, rodillos para triturar, cilindros para laminar, entre otros.

32 Aplicaciones

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