Resumen de propiedades Aceros Martensíticos

Transcripción

1 Resumen de propiedades Aceros Martensíticos Ø Moderada resistencia a la corrosión. Ø Son tratables térmicamente (temple). Ø Dureza en función del contenido de carbono. Ø Pobre soldabilidad. Ø No son sensibles a la corrosión bajo tensiones. Ø Son magnéticos Ø Conductividad eléctrica y térmica similar a la de un acero común.

2 Usos de los Martensíticos Ø Se emplean para la fabricación de piezas que requieren buena resistencia a la corrosión y alta resistencia mecánica y dureza. Ø La dureza está relacionada con la temperatura de revenido por lo que la temperatura de uso debe ser siempre inferior a ésta.

3 Aplicaciones de los Martensíticos Ø Palas de turbinas hidráulicas Ø Alabes de de turbinas de vapor Ø Piezas cortantes para cirugía Ø Elementos de cuchillería en general Ø Elementos de tornillería que requieren alta resistencia mecánica en Cl

4 Resumen de propiedades Austeníticos Ø Excelente soldabilidad Ø Alta ductilidad y elevada resistencia mecánica Ø Excelente resistencia a la corrosión aun a temperaturas elevadas Ø Muy adecuados para bajas temperaturas debajo de 0 C Ø Endurecen por trabajado mecánico Ø Pobre maquinabilidad Ø Menor conductividad térmica y eléctrica comparativamente Ø No son magnéticos

5 Usos de los Austeníticos Ø Su empleo es recomendado cuando se requiere la mayor resistencia a la corrosión. Ø No son aptos para medios conteniendo iones de cloro.

6 Aplicaciones de los Austeníticos Ø Tuberías y recipientes para la industria química y petroquímica Ø Elementos para la industria alimenticia Ø Transporte de gases licuados a muy baja temperatura. Ø Alabes de turbinas en las etapas de mayor temperatura. Ø Elementos de hornos y quemadores

7 Resumen de propiedades de los Ferríticos Ø Comparativamente más económicos Ø Comparativamente menos resistentes a la corrosión Ø Baja soldabilidad (crecimiento de granos) Ø Buena formabilidad debido a la baja resistencia mecánica Ø Resistencia crece ligeramente por trabajado mecánico Ø Adecuados para temperaturas moderadamente altas (debajo de 800 C) Ø No son sensibles SCC Ø Conductividad térmica y eléctrica similar a los aceros comunes Ø Son magnéticos

8 Usos y aplicaciones de los Ferríticos Ø Su aplicación está ligada a usos que requieren un menor costo de instalación como elementos decorativos sometidos a atmósferas normales Ø Tuberías de agua o fluidos moderadamente corrosivos Ø Tuberías de sistemas de escape de automóviles.

9 Propiedades aplicaciones y usos de los ferríticos austeníticos Ø Poseen propiedades intermedias entre los ferríticos y los austeníticos y éstas están ligadas a a los porcentajes relativos de a ambas fases. Ø Su principal aplicación está relacionada con aquellos medios corrosivos que poseen iones de cloro donde los austeníticos son débiles. Ø Carcasas y elementos de bombas hidráulicas para los medios mencionados.

10 Propiedades aplicaciones y usos de los aceros PH Ø La resistencia a la corrosión depende esencialmente del contenido de cromo y del tipo de microestructura resultante de la combinación de los componentes químicos Ø Están destinados en general a aquellos elementos que requieren buena resistencia mecánica. Ø Algunos de los usos destacados son aquellos componentes de máquinas sometidos a desgaste y medios corrosivos como ejes, levas, engranajes, etc.

11 Propiedades comparativas Expansión térmica

12 Propiedades comparativas Conductividad térmica

13 Propiedades comparativas Resistividad eléctrica

14 Comparación de propiedades mecánicas La comparación entre propiedades debe hacerse en base a las aplicaciones a que están destinadas los distintos aceros. Por ejemplo cuando es relevante la resistencia y dureza los aceros más aplicables son los martensíticos y PH. En otro campo, están los aceros destinados a ser conformados los cuales requieren capacidad para deformarse plásticamente. En este caso los más aplicables en orden de importancia son los austeníticos, ferrríticos y duplex.

15 Propiedades de conformabilidad Ventana de la deformación para diferentes aceros

16 Propiedades de conformabilidad Curvas de carga - deformación y formas de rotura para distintos aceros

17 Conformado de los aceros inoxidables Algunas características particulares que presentan los aceros inoxidables respecto a los aceros al carbono deben ser tenidos en cuenta a la hora de planificar los procesos. Algunas de ellas son: Ø La resistencia al corte es aproximadamente el doble Ø Más alta dureza superficial y resistencia en general Ø Más alto coeficiente de fricción Ø Mayor recuperación elástica (spring back) Ø Mayor perjuicio respecto a la reactividad con lubricantes Ø Baja conductividad térmica.

18 Resistencia al desgaste comparativa

19 Ø La resistencia al desgaste de los aceros inoxidables en medios no corrosivos no es de las características más relevantes de éstos, particularmente los aceros ferríticos. Ø La comparación entre los distintos inoxidables se puede ver a través de ensayos en seco. Los aceros martensíticos de bajo carbono tienen un resistencia similar a los austeníticos de mejor resistencia. Los martensíticos de alto carbono (440C) tienen una resistencia de 3 a 4 veces mayor que los austeníticos, y pueden ser comparados con el acero para herramientas D2. Ø Sin embargo, los aceros inoxidables mejoran notoriamente la resistencia al desgaste en medios húmedos y particularmente en medios corrosivos.

20 Cuidados de los aceros inoxidables

21 Serie galvánica de metales y aleaciones en agua de mar Magnesio Zinc Aluminio 3003 Aluminio 6061 Aluminio 6063 Aluminio 5052 Acero laminado Acero de baja aleación Fundición Acero inoxidable (activo Bronce Latón rojo Cobre Bronce aluminio Acero inoxidable tipo 430 (pasivado) Acero inoxidable tipo 304 (pasivado) Acero inoxidable tipo 316 (pasivado) Monel Oro Anódico Más fácilmente Atacado Más noble Catódico

22 Cuidados de los aceros inoxidables Mantenimiento y limpieza Limpieza de rutina Los mejores productos para conservar el acero son agua, jabón, detergentes suaves y neutros y los removedores a base de amonio diluidos en agua tibia y aplicados con paños o esponja de nylon. Luego de la limpieza es fundamental la etapa de enjuague y secado. Limpieza frente a suciedad moderada o manchas leves Puede ser usada una mezcla de yeso o bicarbonato de sodio disueltos en alcohol hasta formar una pasta que es aplicada con paño sobre la superficie del acero. También en este caso es importante el enjuague con agua tibia y secado con paño. Limpieza frente a suciedad intensa o manchas fuertes En una primera etapa se realiza una inmersión en detergente o en una solución a base de amonio en agua tibia o caliente. Si fuera necesario se podría recurrir a productos más agresivo con soluciones a base de soda cáustica.

23 Limpieza con ácido nítrico Ø En caso de los restantes procedimientos fuesen insuficientes se puede recurrir a una limpieza más profunda con ácido nítrico. Ø El ácido nítrico es el amigo de los aceros inoxidables. Ø Se recomienda una solución de HNO3 al 10% en agua. Para su aplicación se deben cuidar aspectos relativos a la seguridad por ejemplo el uso de guantes y anteojos protectores.

24 Manipulación y almacenamiento Que hacer Que no hacer Almacenar siempre en lugar limpio y seco Almacenar siempre lejos de otros aceros Use equipamiento de transporte protegido para evitar marcas en la superficie Manosear con cuidado para evitar dañar la superficie y la forma del producto Usar guantes limpios para las operaciones de almacenado Exponer al sol en lugares húmedos donde se pueda contaminar con partículas dispersas en el aire Poner en contacto con otros aceros y evitar usar los mismos equipos para procesar diversos tipos de aceros Caminar sobre la superficie Arañar la superficie del acero Tomar contacto con sustancias externas grasas, aceites, etc

25 Recomendaciones para la selección Condiciones que favorecen el uso de los aceros inoxidables Ø Ambientes corrosivos o con mucha polución Ø Ambientes que requieren condiciones higiénicas rigurosas donde se requiere un bajo índice de retención de partículas. Ø Temperaturas muy bajas (criogénicas) donde se requiere el mantenimiento de la ductilidad. Ø Temperaturas muy altas donde se requiere el mantenimiento de la resistencia a la oxidación.

26 Recomendaciones para la selección Características de los aceros inox. que favorecen su empleo Ø Relación resistencia / peso, lo cual favorece la obtención de piezas de menor espesor Ø Facilidad de limpieza, baja rugosidad, con bajo costo de mantenimiento. Ø Apariencia estética, obtención de distintos acabados superficiales que pueden armonizar con distintos materiales. Ø Alta resistencia a la corrosión sin necesidad de recubrimientos superficiales protectores. Ø Larga vida útil manteniendo las características originales. Ø Alta resistencia a impactos y abrasión. Ø Baja conductividad térmica y eléctrica. Algunos tipos exentos de magnetismo.

27 Acabados superficiales de los aceros inoxidables

28 Acabados por laminación Ø Los acabados de laminación, realizados por procesos de laminación en caliente y frío, son los que se suministran básicamente en todos los productos planos de acero inoxidable. Ø Es suficiente para algunas aplicaciones de la construcción, pero también son la base para los procesos empleados en modificar la superficie según las necesidades arquitectónicas. Ø Las cuatro designaciones más importantes para aplicaciones en construcción son: 1D, 2D, 2B y 2R.

29 Laminado en caliente y recocido. Una vez eliminada la cascarilla de laminación, esta superficie se clasifica como acabado 1D. Esta superficie, propia de las chapas y planchas más gruesas, tiene poca reflectividad. Se utiliza, sobre todo, en motivos no decorativos, donde la apariencia óptica es menos relevante, por ejemplo, en sistemas de soporte en lugares no visibles y en aplicaciones estructurales Esta superficie, menos rugosa que la 1D, se logra con el material laminado en frío, recocido y decapado. La apariencia mate de la superficie, poco reflectante, la hace adecuada para aplicaciones industriales y de ingeniería aunque, en arquitectura es menos usada.

30 Producido mediante el mismo proceso de la superficie 2D, con un ligero laminado final utilizando rodillos muy pulidos que proporciona una superficie lisa, reflectante, grisácea. Es el acabado superficial más utilizado en la actualidad y sirve de base para la mayoría de acabados brillantes y pulidos. Este acabado muy brillante, que refleja las imágenes con claridad, se obtiene mediante un tratamiento térmico en unas condiciones atmosféricas sin oxígeno, seguido de un laminado en frío utilizando rodillos muy pulidos. Este acabado muy liso es menos susceptible a alojar contaminantes del aire y su limpieza resulta más fácil.

31 Acabados mecánicos esmerilados y abrillantados Los acabados obtenidos mecánicamente pueden incluir cintas de pulido húmedas (esmeril graso) o secas (esmeril con trapos o cepillos de fibra), que proporcionan mucho lustre, poca rugosidad y un acabado sedoso. Los acabados húmedos son más lisos y pueden ser más consistentes que los secos. Sin embargo, el coste es algo más elevado y puede haber un requerimiento mínimo para el suministro Superficie uni-direccional uniforme, poco reflectante. El acabado es apropiado para aplicaciones de interior.

32 Construido en 1929, el acero inoxidable pulido espejo de un famoso hotel londinense, ha estado expuesto a los elementos durante 70 años. Esta fotografía reciente demuestra que no ha perdido su brillo.

33 Acabados grabados Ø Los acabados grabados se obtienen laminando las bobinas con rodillos previamente grabados con dibujos. Ø Este proceso endurece la chapa realmente y permite lograr espesores más finos, con el consiguiente ahorro y reducción del peso total. Ø Son ideales, sobre todo, para revestimientos de grandes áreas planas, donde se reducen considerablemente las distorsiones ópticas de la superficie.

34 En las superficies grabadas se aprecia menos el efecto de los daños producidos en las zonas de gran afluencia de público, como en las entradas de edificios, ascensores y terminales de los aeropuertos, donde las superficies son susceptibles de sufrir golpes y arañazos.

35 Chorreado por arena Ø Proporciona uniformidad, una superficie no direccional, de baja reflectividad que contrasta bien, visualmente, con los acabados muy pulidos. Ø Los materiales utilizados para el chorreado incluyen partículas de acero inoxidable, bolas de cerámica, óxido de aluminio, cáscaras de nuez machacadas y vidrio, y cada uno añade una variedad al acabado superficial disponible. Ø Nunca se debe usar hierro ni acero al carbono ya que podría contaminar seriamente la superficie de acero inoxidable, y tampoco se recomiendan, para chorrear el acero inoxidable las arenas que contengan materiales ferrosos. Ø Los aceros inoxidables austeníticos se endurecen durante el proceso de chorreado. Ø Sin embargo, el proceso puede causar o aliviar la tensión en la chapa o componente.

36 toda la balconada ha sido chorreada con bolas de arena para combinar los dos edificios. acabado extremadamente mate producido por el chorreado con cristal fragmentado.

37 Electro-pulido Ø Este proceso electro químico se realiza tanto en chapa como en componentes terminados. Ø Se utiliza este proceso para mejorar la superficie del material eliminando los picos y valles de una superficie irregular y así dejar una superficie más lisa y aumentar la reflectividad. Ø El grado de uniformidad y reflectividad producida por este proceso, dependerá de la rugosidad del material inicial y hay que anotar que puede no producir la reflectividad de espejo lograda por procesos mecánicos.

38 Las superficies externas de los componentes de acero inoxidable se electro-pulieron para facilitar su mantenimiento en esta atmósfera industrial.

39 Otros procesos Acabados coloreados Revestimientos orgánicos Acabados decorativos especiales

40 Conclusiones Un acero inoxidable y un acabado superficial adecuados, junto con un buen diseño y un correcto programa de mantenimiento, aseguran una vida larga, un mantenimiento escaso y una superficie resistente a la corrosión. El cromo proporciona la resistencia básica a la corrosión del acero inoxidable, mientras que el níquel le proporciona ductilidad, resistencia a la corrosión y deformabilidad. Si se añade molibdeno se aumenta su resistencia a la corrosión en ambientes agresivos.

41 Conclusiones Unión: Ø El acero inoxidable se puede adherir o unir a otros materiales utilizando las técnicas habituales de unión, como soldadura, conexiones mecánicas y uniones adhesivas. Ø La elección del método apropiado depende de la aplicación, el medio de trabajo, de la resistencia requerida, y del acabado del acero inoxidable.

42 Conclusiones Conexiones mecánicas: Ø Existe gran variedad de uniones atornilladas, de diferentes tipos, adecuadas a la mayoría de las aplicaciones donde el sistema de unión preferido es la unión mecánica. Ø Esto incluye: clavos, tornillos, pernos, arandelas, remaches y espárragos. Ø Cuando las uniones estén sometidas a ambientes húmedos, se recomienda que el tipo del acero inoxidable de la unión atornillada sea, al menos, de un tipo equivalente al del acero inoxidable a unir.

43 Uniones adhesivas Ø El acero inoxidable se puede pegar a otros materiales utilizando adhesivos como resinas epoxy, acrílica y poliuretano. Ø La elección del adhesivo adecuado dependerá de muchos factores, como: el material que se va a unir al acero inoxidable, el ambiente de trabajo del compuesto, y el tipo de carga que ha de resistir. Ø También puede ser interesante realizar un tratamiento anterior al pegado, aunque los adhesivos actuales toleran mejor las capas de la superficie y la humedad. Ø El pre- tratamiento del acero inoxidable puede incluir el desengrasado, el uso de abrasivos o preparados químicos

44 Soldabilidad Ø Aunque la elección del proceso de soldadura depende de numerosos factores, el acero inoxidable se suelda con facilidad a otro acero inoxidable o al acero al carbono. Ø Para minimizar distorsiones durante este proceso, hay que tener en cuenta la mayor expansión térmica y la menor conductividad térmica del acero inoxidable en comparación con el acero al carbono. Ø Los siguientes procesos de soldadura son adecuados para el acero inoxidable: Ø TIG (gas inerte tungsteno), arco de Plasma, MIG (gas inerte de metal) y soldadura por Resistencia.

45 DIAGRAMA DE SCHAEFFLER

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48 Modificación de De Long La modificación de De Long fue desarrollada para obtener mayor precisión en el cálculo teniendo en cuenta el contenido de N