MATERIALES INDUSTRIALES I. Capitulo 5 Aceros y Fundiciones
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- Fernando Fuentes Acuña
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1 MATERIALES INDUSTRIALES I Capitulo 5 Aceros y Fundiciones
2 conceptos ACEROS : aleaciones de Hierro y Carbono CARBONO : principal elemento de aleacion en Solución solida intersticial o compuesto intermetálico ( cementita ) EL CONTENIDO DE CARBONO MODIFICA LAS PROPIEDADES MECANICAS DE LOS ACEROS: A partir de 0,4% son dificilmente soldables Hasta 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 piezas obtenidas por coladas ( fundidas )
3 aleaciones
4 efecto de los aleantes sobre los aceros
5 efectos de los aleantes
6 efectos de los aleantes
7 efectos de los aleantes
8 efectos de los aleantes
9 efectos de los elementos de aleación n sobre la Temp. eutectoide
10 efectos de los elementos de aleación n sobre el C eutectoide
11 efectos de los elementos de aleación n en la curva Jominy
12 Aceros de fácil f mecanizado clasificación n general Aceros al Manganeso Aceros aleados p/ usos mecánicos Aceros para herramientas ( rápidos r ) Aceros inoxidables
13 aceros de fácil f mecanizado o corte libre Buena aptitud al arranque de viruta Permite aumentar la velocidad de mecanizado para grandes series Principales elementos de aleación 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 0,10 SAE 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
14 aceros 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 aleación n : Manganeso ( > 12% ) estructura austenítica
15 Aceros aleados con Cromo Molibdeno Níquel Principales elementos de aleación n : Cromo ( 0,8 a 1,1% ), Molibdeno ( 0,15 a 0,25% ) Normalización : Serie 41XX aceros para usos mecánicos 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
16 aceros para herramientas de corte ( rápidos) r Aceros aleados con Cromo Vanadio Wolframio Conservan su filo a altas temperaturas ( 600ºC casi al rojo ) Principales elementos de aleación 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
17 aceros para herramientas de corte ( rápidos) r
18 Principal elemento de aleación n : Cromo > a 12% aceros inoxidables 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
19 aceros serie 400
20 aceros serie 300
21 aceros inoxidables ferríticos
22 Industria alimenticia aceros inoxidables ferríticos ( USOS ) Industria petroquímica Industria automotriz Hogar Decoraciones Industria automotriz Bulonería Tornillería Estanterías Mesadas Menaje
23 aceros inoxidables ferríticos - micrografía Acero inoxidable tipo 430 ferrítico. Matriz de ferrita y partículas de carburos dispersos x 100 La presencia de carburos disminuye la resistencia a la corrosión
24 aceros inoxidables austeníticos ticos
25 aceros inoxidables austeníticos ticos
26 aceros inoxidables austeníticos ticos ( usos) Industria petroquímica Industria automotriz Industria Textil Industria lechera Industria de la carne Industria del caucho Cirugía Alambres Resortes Construcciones marítimas
27 aceros inoxidables austeníticos ticos - micrografía Acero inoxidable tipo 304 austenítico. Estructura de granos de austenita x 250
28 aceros inoxidables martensíticos ticos
29 aceros inoxidables martensíticos( ticos( usos) Cuchillería Instrumentos quirúrgicos Industria automotriz Pistones de bombas Ejes de bombas centrifugas Pernos para cadenas Moldes industria plástica Resortes
30 aceros inoxidables martensíticos ticos - micrografía Acero inoxidable tipo 440 martensítico. Estructura de carburos en una matriz de martensita x 500 La alta templabilidad de los aceros con Cr 12 a 17% evita el enfriamiento en agua
31 aceros inoxidables duplex 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 petróleo Nuclear Atmosfera marina
32 aceros inoxidables duplex
33 aceros 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
34 aceros inoxidables PH
35 fundiciones Aleaciones Hierro Carbono con Carbono entre 2 y 5 % FUNDICION GRIS Diagrama Fe-C estable FUNDICIONES BLANCAS Diagrama Fe-C meta-estable
36 fundición n 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
37 fundición n gris ( micrografía a ) x 100 x 400
38 fundición n blanca Micro constituyentes: Hierro y Cementita Manganeso entre 2 a 4% Muy frágil Se utiliza tratada térmicamente como: Fundiciones Maleables
39 fundición n maleable ( micrografía a )
40 fundición n 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
41 fundición n nodular ( micrografía a )
42 fundición n de hierro ( transformaciones ) Tratamiento térmicot : en la fundiciones blancas para obtener Fundiciones maleables 1ra Etapa : Grafitización > se calientan por encima de 900ºC y se mantiene durante 3 a 20 horas. El carburo se transforma en Hierro y Grafito 2da Etapa : Enfriamiento > la austenita se transforma en ferrita o perlita Fundición n maleable ferrítica : enfriamiento rápido hasta 740ºC seguido de enfriamiento lento ( aprox. 3 a 10ºC por hora ) acá la austenita se transforma en ferrita y grafito Fundición n maleable perlítica : enfriamiento lento hasta 850ºC seguido de enfriamiento al aire por enfriamiento rápido la austenita se transforma en perlita
43 fundición n de hierro ( transformaciones )
44 fundición n de hierro ( transformaciones )
45 fundición n de hierro piezas
46 fundición n de hierro piezas
47 fundición n de hierro piezas
48 fundición n de hierro piezas
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