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MATERIALES INDUSTRIALES IMATERIALES INDUSTRIALES I
Capitulo 5Capitulo 5Aceros y FundicionesAceros y Fundiciones
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conceptosconceptos
ACEROS :ACEROS : aleaciones de Hierro y Carbonoaleaciones de Hierro y Carbono
CARBONO :CARBONO : principal elemento de principal elemento de aleacionaleacion en Solucien Solucióón n solidasolida intersticial o intersticial o compuesto compuesto intermetintermetáálicolico ( cementita )( cementita )
EL CONTENIDO DE CARBONO MODIFICA LAS PROPIEDADESMECANICAS DE LOS ACEROS:
A partir de 0,4% son dificilmente soldablesHasta 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 piezasobtenidas por coladas ( fundidas )
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aleacionesaleaciones
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efecto de los aleantes sobre los acerosefecto de los aleantes sobre los aceros
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efectos de los aleantesefectos de los aleantes
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efectos de los aleantesefectos de los aleantes
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efectos de los aleantesefectos de los aleantes
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efectos de los aleantesefectos de los aleantes
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efectos de los elementos de aleaciefectos de los elementos de aleacióón sobre la Temp. eutectoiden sobre la Temp. eutectoide
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efectos de los elementos de aleaciefectos de los elementos de aleacióón sobre el C eutectoiden sobre el C eutectoide
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efectos de los elementos de aleaciefectos de los elementos de aleacióón en la curva Jominyn en la curva Jominy
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clasificaciclasificacióón generaln general
Aceros de fAceros de fáácil mecanizadocil mecanizado
Aceros al ManganesoAceros al Manganeso
Aceros aleados p/ usos mecAceros aleados p/ usos mecáánicosnicos
Aceros para herramientas ( rAceros para herramientas ( ráápidos )pidos )
Aceros inoxidablesAceros inoxidables
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aceros de faceros de fáácil mecanizado o corte librecil mecanizado o corte libre
Buena aptitud al arranque de viruta
Permite aumentar la velocidad de mecanizado para grandes series
Principales elementos de aleaciPrincipales elementos de aleacióón :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 0,10SAE 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
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aceros al Manganesoaceros 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 aleaciPrincipal elemento de aleacióón :n :
Manganeso ( > 12% ) estructura austenítica
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aceros para usos mecaceros para usos mecáánicosnicos
Aceros aleados con Cromo Molibdeno Níquel
Principales elementos de aleaciPrincipales elementos de aleacióón :n :
Cromo ( 0,8 a 1,1% ), Molibdeno ( 0,15 a 0,25% )
Normalización : Serie 41XX
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
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aceros para herramientas de corte ( raceros para herramientas de corte ( ráápidos)pidos)
Aceros aleados con Cromo Vanadio Wolframio
Conservan su filo a altas temperaturas ( 600ºC casi al rojo )
Principales elementos de aleaciPrincipales elementos de aleacióón :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
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aceros para herramientas de corte ( raceros para herramientas de corte ( ráápidos)pidos)
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aceros inoxidablesaceros inoxidables
Principal elemento de aleaciPrincipal elemento de aleacióón : n : Cromo > a 12%
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
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aceros serie 400aceros serie 400
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aceros serie 300aceros serie 300
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aceros inoxidables ferraceros inoxidables ferrííticosticos
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aceros inoxidables ferraceros inoxidables ferrííticos ( USOS )ticos ( USOS )
Industria alimenticia
Industria petroquímica
Industria automotriz
Hogar
Decoraciones
Industria automotriz
Bulonería
Tornillería
Estanterías
Mesadas
Menaje
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aceros inoxidables ferraceros inoxidables ferrííticos ticos -- micrografmicrografííaa
Acero inoxidable tipo 430ferrítico .Matriz de ferrita y partículasde carburos dispersosx 100La presencia de carburos disminuyela resistencia a la corrosión
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aceros inoxidables austenaceros inoxidables austenííticosticos
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aceros inoxidables austenaceros inoxidables austenííticosticos
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aceros inoxidables austenaceros inoxidables austenííticos ( usos)ticos ( usos)
Industria petroquímica
Industria automotriz
Industria Textil
Industria lechera
Industria de la carne
Industria del caucho
Cirugía
Alambres
Resortes
Construcciones marítimas
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aceros inoxidables austenaceros inoxidables austenííticos ticos -- micrografmicrografííaa
Acero inoxidable tipo 304austenítico.Estructura de granos deaustenita x 250
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aceros inoxidables martensaceros inoxidables martensííticosticos
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aceros inoxidables martensaceros inoxidables martensííticos( usos)ticos( usos)
Cuchillería
Instrumentos quirúrgicos
Industria automotriz
Pistones de bombas
Ejes de bombas centrifugas
Pernos para cadenas
Moldes industria plástica
Resortes
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aceros inoxidables martensaceros inoxidables martensííticos ticos -- micrografmicrografííaa
Acero inoxidable tipo 440martensítico.Estructura de carburosen una matriz de martensita x 500La alta templabilidad de los aceroscon Cr 12 a 17% evita el enfriamientoen agua
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aceros inoxidables aceros inoxidables duplexduplex
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 petróleoNuclearAtmosfera marina
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aceros inoxidables aceros inoxidables duplexduplex
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aceros inoxidables PHaceros 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
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aceros inoxidables PHaceros inoxidables PH
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fundicionesfundiciones
Aleaciones Hierro Carbono conAleaciones Hierro Carbono con
Carbono entre 2 y 5 %Carbono entre 2 y 5 %
FUNDICION GRIS
Diagrama Fe-C estable
FUNDICIONES BLANCAS
Diagrama Fe-C meta-estable
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fundicifundicióón grisn 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
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fundicifundicióón gris ( micrografn gris ( micrografíía )a )
x 100 x 400
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fundicifundicióón blancan blanca
Micro constituyentes:
Hierro y Cementita
Manganeso entre 2 a 4%
Muy frágil
Se utiliza tratada térmicamente como:
Fundiciones Maleables
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fundicifundicióón maleable ( micrografn maleable ( micrografíía )a )
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fundicifundicióón nodularn 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
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fundicifundicióón nodular ( micrografn nodular ( micrografíía )a )
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fundicifundicióón de hierro ( transformaciones )n de hierro ( transformaciones )
Tratamiento tTratamiento téérmicormico : en la fundiciones blancas para obtener Fundiciones maleables
1ra Etapa : Grafitización > se calientan por encima de 900ºC y se mantienedurante 3 a 20 horas. El carburo se transforma en Hierro y Grafito
2da Etapa : Enfriamiento > la austenita se transforma en ferrita o perlita
FundiciFundicióón maleable ferrn maleable ferríítica : tica : enfriamiento rápido hasta 740ºC seguido de enfriamientolento ( aprox. 3 a 10ºC por hora ) acá la austenita se transforma en ferrita y grafito
FundiciFundicióón maleable perln maleable perlíítica : tica : enfriamiento lento hasta 850ºC seguido de enfriamientoal aire por enfriamiento rápido la austenita se transforma en perlita
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fundicifundicióón de hierro ( transformaciones )n de hierro ( transformaciones )
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fundicifundicióón de hierro ( transformaciones )n de hierro ( transformaciones )
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fundicifundicióón de hierro piezasn de hierro piezas
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fundicifundicióón de hierro piezasn de hierro piezas
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fundicifundicióón de hierro piezasn de hierro piezas
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fundicifundicióón de hierro piezasn de hierro piezas
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Introducción a la Ciencia e Ciencia e Ingeniería de los Materiales – Callister
Ciencia e Ingeniería de Materiales - Smith
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