FASES
SON DIFERENTES ESTADOS DE UN MISMO ELEMENTO, DEPENDIENDO DE UNOS FACTORES EXTERNOS.
SÓLIDO
LA MATERIA PRESENTA UN CA...
DIAGRAMA DE CAMBIOS DE ESTADO
LOS CUERPOS SE DILATAN AL AUMENTAR SU TEMPERATURA (ES DECIR SUS MOLÉCULAS SE SEPARAN
UNAS DE...
MISMO QUE LA EBULLICIÓN, NECESITA UNA CANTIDAD DE CALOR RELATIVAMENTE ELEVADA, LA CUAL
TOMA DE LOS CUERPOS O MEDIOS QUE RO...
DE UN METAL, POR LO QUE ES CONVENIENTE EFECTUAR UN ESTUDIO ELEMENTAL DE LA MISMA.
HAY QUE CONSIDERAR DOS TIPOS DE ESTRUCTU...
- DE LOS PROCESOS TÉRMICOS A QUE SE HAYA SOMETIDO EL METAL. A MAYOR
TEMPERATURA, MAYOR ES EL GRANO DE QUE ESTÁ CONSTITUIDO...
EXISTEN METALES QUE PUEDEN EXPERIMENTAR CAMBIOS ALOTRÓPICOS, ES DECIR, CAMBIOS DE
ESTRUCTURA A DETERMINADAS TEMPERATURAS L...
CALOR ESPECÍFICO.- ES LA CANTIDAD DE CALOR NECESARIO PARA AUMENTAR LA
TEMPERATURA DE LA UNIDAD DE MASA DE UN CUERPO DESDE ...
PÉRDIDAS ENORMES Y DESGRACIAS INCALCULABLES, Y SON NUMEROSOS LOS ACCIDENTES
PRODUCIDOS, POR LA ROTURA DE PIEZAS DEBILITADA...
PARA DETERMINAR LA DUREZA DE UN MATERIAL, SE EMPIEZA TRATANDO DE RAYARLO CON EL
MÁS BLANDO Y SIGUIENTES, HASTA LLEGAR A UN...
EL MÉTODO BRINELL SE PRACTICA PERFECTAMENTE CON PIEZAS DE PERFIL GRUESO DE HIERRO O
ACERO, PUES LAS HUELLAS CONSEGUIDAS CO...
MÉTODO ROCKWELL : EL MÉTODO BRINELL NO PERMITE MEDIR LA DUREZA DE LOS ACEROS
TEMPLADOS, PORQUE CON ELLOS SE DEFORMAN LAS B...
ELASTICIDAD.- CAPACIDAD DE UN CUERPO ELÁSTICO A LA CARGA MAXIMA QUE PUEDE SOPORTAR
UN METAL SIN SUFRIR UNA DEFORMACIÓN PER...
SU ARISTA DE CHOQUE LA FORMAN DOS CARAS INCLINADAS DE 30°, UNIDAS POR UNA CURVA DE
RADIO 2mm . LOS VALORES DE LA RESISLIEN...
ALEACIONES
SE LLAMA ALEACIÓN A LA UNIÓN QUE RESULTA DE DOS O MÁS ELEMENTOS QUÍMICOS, UNO DE LOS
CUALES AL MENOS ES UN META...
SEGÚN EL NÚMERO DE ELEMENTOS QUE COMPONEN LAS ALEACIONES, ÉSTAS SE LLAMAN
BINARIAS (DOS), TERNARIAS (TRES), ETC. HAY ALEAC...
SOLUCIONES SÓLIDAS POR INSERCIÓN.- CUANDO LOS ÁTOMOS DEL ELEMENTO SOLUTO SON DE
DIÁMETRO MUY PEQUEÑO CON RELACIÓN A LOS DE...
CURVAS DE ENFRIAMIENTO
ESTAS CURVAS MUESTRAN EL PROCESO DE ENFRIAMIENTO, EN FUNCIÓN DEL TIEMPO, QUE
EXPERIMENTAN LOS METAL...
DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO
EL PROCESO DE SOLIDIFICACIÓN DE LAS ALEACIONES SE REPRESENTA GRÁFICAMENTE MEDIANTE
DAGRAMAS OBTENI...
EJEMPLO PRÁCTICO DE UN DIAGRAMA – TIPO
PARA COMPRENDER LA FORMA DE TRAZAR UN DIAGRAMA DE EQUILIBRIO Y SU POSTERIOR
UTILIDA...
LA ALEACION EUTÉCTICA SE CARACTERIZA POR :
- ESTAR FORMADA POR UNA COMPOSICIÓN FIJA PARA CADA ELEMENTO.
- SOLIDIFICARSE A ...
PRODUCTOS SIDERÚRGICOS
SE DENOMINANASÍ A LAS SUSTANCIAS FÉRREAS QUE HAN PASADO POR UN PROCESO METALÚRGICO. SE
CLASIFICAN E...
CARBONO, SIENDO ENTONCES DE 1145˚C. ES BUEN CONDUCTOR DEL CALOR Y LA ELECTRICIDAD, Y SE
IMANTA FÁCILMENTE. DEBEN TOMARSE E...
LA VARIEDAD ALFA; DE A2 A A3, O SEA DE 768° A 910°, EN LA VARIEDAD BETA; DE A3 A A4, O SEA DE 910° A
1.400°, EN LA VARIEDA...
AUSTENITA.- ES EL CONSTITUYENTE MÁS DENSO DE LOS ACEROS Y ESTÁ FORMADA POR UNA SOLUCIÓN
SÓLIDA DE CARBONO EN HIERRO GAMMA....
CON EL CONTENIDO DE CARBONO. SU DUREZA VARÍA DE 50 A 68 HRC; SU RESISTENCIA MECÁNICA, DE 175
A 250 Kg/mm
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, Y SU ALARGAMI...
APARECE EN LOS ACEROS FORJADOS Y LAMINADOS, EN LOS CUALES LA VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO
NO ES SUFICIENTEMENTE RÁPIDA PARA E...
EMPLEAN DIFERENTES VELOCIDADES DE ENFRIAMIENTO. OBSERVÁNDOLO, SE PUEDE APRECIAR QUE EN
EL EJE DE LAS ABSCISAS HAY UNOS PUN...
 ACM = (LÍNEA SE), QUE ES EL LÍMITE DE LA CEMENTITA (ESTE PUNTO CRÍTICO VARÍA DESDE
723°C HASTA 1.130 °C). LÍNEA EF = 1.1...
ACEROS
SON ALEACIONES DE HIERRO-CARBONO APTAS PARA SER DEFORMADAS EN FRÍO Y EN CALIENTE Y EN
LAS CUALES EL PORCENTAJE DE C...
ESR PRESENTAN UNA DISTRIBUCIÓN MUY HOMOGÉNEA DE LA FERRITA FINA. EN CUANTO A LAS
SUPERALEACIONES CON UN ALTO PORCENTAJE DE...
EL REVESTIMIENTO SERÁ, NATURALMENTE, DE MATERIA REFRACTARIA, PERO DEBE SER ÁCIDO,
BASÁNDOSE EN SÍLICE, UTILIZADO EN EL CON...
CALIDAD DETERMINADA PREVIAMENTE. LA TEMPERATURA ALCANZADA PUEDE SER MAYOR QUE EN
CUALESQUIERA DE LOS HORNOS RESEÑADOS ANTE...
CLASIFICACIÓN SEGÚN EL GRADO DE DESOXIDACIÓN
AL ENFRIAR LOS LINGOTES, SE FORMAN PEQUEÑAS CANTIDADES (SOPLADURAS) PRODUCIDA...
ESTOS ACEROS SE SUELDAN BIEN EN LA FORJA Y POSEEN GRANDES CUALIDADES PARA LA EMBUTICIÓN
PROFUNDA. GRACIAS A LA PUREZA DE S...
ELEMENTOS QUE PUEDEN BENEFICIAR AL ACERO: ALUMINIO, AZUFRE, BORO, CIRCONIO, COBALTO,
FÓSFORO, MANGANESO, MOLIBDENO, NIOBIO...
ELEMENTOS QUE INFLUYEN EN LA TEMPLABILIDAD .- LA AUMENTAN: MANGANESO, MOLIBDENO Y, EN
MENOR PROPORCIÓN, CROMO, SILICIO Y N...
CLASIFICACIÓN SEGÚN SU APLICACIÓN
EN LA INDUSTRIA, CADA FABRICANTE DESIGNA LOS ACEROS QUE PRODUCE CON UNA DENOMINACIÓN AR-...
HOY EN DÍA, SE MANEJA DE FORMA MÁS COTIDIANA LA NOMENCLATURA UNE CON CUATRO CIFRAS, QUE
MÁS ADELANTE EXPLICAREMOS.
ACEROS ...
PARA CONSEGUIR LA AUSTENIZACIÓN COMPLETA, SE CALIENTA DE 1.000° A 1.100° Y LUEGO SE ENFRÍA AL
AGUA.
ES DIFÍCIL DE MECANIZA...
VIGA.- SECCIÓN EN FORMA DE 1. LA UNIÓN DE LAS DOS CARAS DEL ALMA CON LAS CARAS INTERIORES DE
LAS ALAS ES REDONDA. LOS BORD...
ACEROS ESPECIALES NO ALEADOS.-SE DESIGNAN CON LA LETRA «C», SEGUIDO DE SU PORCENTAJE
MEDIO DE CARBONO MULTIPLICADO POR 100...
ACEROS ESPECIALES ALEADOS CON MÁS DE 5% DE ELEMENTOS DE ALEACIÓN.-SE DESIGNAN CON UNA
«X» SEGUIDA POR EL CONTENIDO MEDIO D...
TRATAMIENTOS
SON LOS PROCESOS A QUE SE SOMETEN LOS METALES Y ALEACIONES PARA MODIFICAR SU
ESTRUCTURA, BIEN SEA POR UN CAMB...
FACTORES QUE INTERVIENEN EN LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS
LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS SON OPERACIONES DE CALENTAMIENTO Y ENFRIAM...
LEY PREDETERMINADA. EN LOS TRABAJOS DE FORJA, DOBLADO, ENDEREZADO, TORNEADO, ETC., DE LOS
ACEROS, SE DESARROLLAN TENSIONES...
RESISTENCIA, AL CR-NI O CR-MO. LA TEMPERATURA ADOPTADA ES INFERIOR A LA CRÍTICA AC1 Y LA
DURACIÓN TOTAL ES PEQUEÑA. SE REA...
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ESTE FUE EL PRIMER CURSO QUE DICTE EN MI FACULTAD, CONTIENE CONOCIMIENTOS BASICOS DE GRAN INTERES PARA DIVERSAS ESPECIALIDADES DE LA INGENIERÍA

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  1. 1. FASES SON DIFERENTES ESTADOS DE UN MISMO ELEMENTO, DEPENDIENDO DE UNOS FACTORES EXTERNOS. SÓLIDO LA MATERIA PRESENTA UN CARÁCTER DISCONTÍNUO, DESDE EL MOMENTO EN QUE SE HALLA CONSTITUIDA POR PARTÍCULAS ELEMENTALES, MOLÉCULAS Y ÁTOMOS. PERO CUANDO CONSIDERAMOS LAS CARACTERÍSTICAS DE UNA SUSTANCIA, NO TENEMOS SOLAMENTE EN CUENTA EL COMPORTAMIENTO DE LOS ÁTOMOS AISLADOS, SINO TAMBIÉN EL DEL CONJUNTO DE TODOS LOS QUE INTERVIENEN EN SU FORMACIÓN. SEGÚN EL ESTADO FÍSICO DE LA MATERIA, ESTAS AGRUPACIONES ATÓMICAS SE NOS MANIFIESTAN CON DISTINTO CARÁCTER. ASÍ COMO EN EL ESTADO GASEOSO Y LÍQUIDO, LOS ÁTOMOS DE LA MATERIA ESTAN AFECTADOS DE GRAN MOVILIDAD, LO CUAL LES PERMITE ADAPTARSE A LA CONFIGURACIÓN EXTERNA QUE LOS CONTENGA, EN EL ESTADO SÓLIDO LOS ÁTOMOS PRESENTAN CIERTA PERSISTENCIA EN SUS POSICIONES, LO CUAL, AUNQUE NO SIGNIFICA RIGIDEZ, CONFIERE A LA MATERIA CIERTO GRADO DE INDEFORMABILIDAD CARACTERÍSTICO DE ESTE ESTADO. EL ESTADO SÓLIDO SE DIVIDE EN OTROS DOS: EL CRISTALINO Y EL AMORFO. AL PRINCIPIO SE CONSIDERÓ QUE LA DIFERENCIA ENTRE LOS DOS QUEDABA ESTABLECIDA PORQUE EL PRIMERO, EL CRISTALINO, PRESENTABA CIERTA REGULARIDAD EXTERNA QUE PERMITIA LA APRECIACIÓN DE PLANOS Y ÁNGULOS DIEDROS EN SU CONFIGURACIÓN, DANDO ORIGEN A FORMAS POLIÉDRICAS MÁS O MENOS COMPLEJAS. EL AMORFO, POR EL CONTRARIO, MANIFIESTA IRREGULARIDAD EN SUS FORMAS EXTERNAS E INDEPENDENCIA EN SUS PROPIEDADES RESPECTO DE LAS DIRECCIONES QUE SE PUDIERAN CONSIDERAR. DE LA CONSIDERACIÓN DE ESTOS DOS ESTADOS SURGEN LOS CONCEPTOS DE ANISOTROPÍA E ISOTROPÍA. EL ESTADO SÓLIDO POR CONSTITUIR UNA ORDENACIÓN ATÓMICA, NO PRESENTARÁ UN IDÉNTICO COMPORTAMIENTO ANTE AGENTES EXTERNOS EN CUALESQUIERA DE LAS DIRECCIONES DEL CRISTAL, QUE SE DENOMINA ANNISOTROPÍA. POR EL CONTRARIO EL ESTADO AMORFO, CON SU ARBITRARIA CONSTITUCIÓN CARACTERÍSTICA, PRESENTARÁ IDÉNTICAS PROPIEDADES EN CUALQUIER DIRECCIÓN DEL CUERPO QUE SE CONSIDERE; ES, PUES, ISÓTROPO. ESTAS DIFERENCIAS ENTRE LOS ESTADOS CRISTALINO Y AMORFO DAN LUGAR A QUE EL PASO DE LÍQUIDO A SÓLIDO SE REALICE DE FORMA PROGRESIVA O BRUSCA, SEGÚN VEREMOS MÁS ADELANTE. LÍQUIDO EN EL ESTADO LÍQUIDO LA COHESIÓN ES MUY DÉBIL Y, POR TANTO, LAS MOLÉCULAS GOZAN DE MAYOR LIBERTAD DE MOVIMIENTO, RESBALANDO UNAS SOBRE OTRAS. ESTA ES LA CAUSA DE QUE LA MATERIA LÍQUIDA TENGA VOLUMEN PROPIO PERO NO FORMA PROPIA, SIENDO ÉSTA LA DEL RECIPIENTE QUE LA CONTIENE. GASEOSO EL ESTADO GASEOSO ES CONSECUENCIA DE UNA DE LAS TRANSFORMACIONES QUE SUFRE LA MATERIA DEBIDO A VARIACIONES DE LA TEMPERATURA, LA VAPORIZACIÓN. ESTA VAPORIZACIÓN SE DESIGNA CON DOS NOMBRES: EVAPORACIÓN, CUANDO EL PASO DE LÍQUIDO A VAPOR SE REALIZA EXCLUSIVAMENTE EN LA SUPERFICIE DEL LÍQUIDO Y A CUALQUIER TEMPERATURA, Y EBULLICIÓN, CUANDO TIENE LUGAR EN TODA LA MASA DEL LÍQUIDO EN FORMA TUMULTUOSA, RÁPIDA Y A TEMPERATURA CONSTANTE. CAMBIOS DE ESTADO SE DENOMINAN ASÍ A LOS QUE OCURREN EN LA MATERIA A CUASA DE VARIACIONE S DE LA TEMPERATURA. A CONTINUACIÓN DEFINO TODOS LOS CAMBIOS DE ESTADO POSIBLES.
  2. 2. DIAGRAMA DE CAMBIOS DE ESTADO LOS CUERPOS SE DILATAN AL AUMENTAR SU TEMPERATURA (ES DECIR SUS MOLÉCULAS SE SEPARAN UNAS DE OTRAS). POR ESTE MOTIVO LOS SÓLIDOS DISMINUYEN SU COHESIÓN Y, COMO CONSECUENCIA, SE REBLANDECEN HASTA LLEGAR A ADOPTAR EL ESTADO LÍQUIDO. SI, INVERSAMENTE, SE ENFRÍA UN LÍQUIDO, AUMENTA SU COHESIÓN (SE APROXIMAN SUS MOLÉCULAS) Y FINALMENTE ADQUIERE EL ESTADO SÓLIDO, SE SOLIDIFICA. EL PRIMER CAMBIO DE ESTADO SE LLAMA FUSIÓN Y, EL SEGUNDO SOLIDIFICACIÓN. TODO CUERPO SÓLIDO SE FUNDDE A UNA TEMPERATURA DETERMINADA. Y ESTA TEMPERATURA SE LE LLAMA PUNTO DE FUSIÓN. TODO CUERPO LÍQUIDO SE SOLIDIFICA A UNA TEMPERATURA DETERMINADA, QUE ES LA MISMA QUE LA DE SU PUNTO DE SOLIDIFICACIÓN. DURANTE LA FUSIÓN, A PESAR DE PROPORCIONARLE CALOR DE UNA FORMA CONTÍNUA, LA TEMPERATURA DEL CUERPO SE MANTIENE CONSTANTE. EL CALOR SOLO SIRVE ENTONCES PARA FUNDIRLO. IGUALMENTE OCURRE EN LA SOLIDIFICACIÓN DE UN LÍQUIDO, PERO EN SENTIDO CONTRARIO. LA CANTIDAD DE CALOR (EXPRESADA EN CALORÍAS) QUE NECESITA PARA FUNDIRSE UN KILOGRAMO DE UN CUERPO QUE YA ALCANZÓ SU PUNTO DE FUSIÓN SE LLAMA CALOR DE FUSIÓN. SI SE DISUELVE UN CUERPO SÓLIDO (POR EJEMPLO SAL) EN UN LÍQUIDO, TIENE LUGAR UN NOTABLE DESCENSO DE LA TEMPERATURA, LO CUAL ES DEBIDO A QUE UN CUERPO QUE SE DISUELVE, LO MISMO QUE UN CUERPO QUE SE FUNDE, NESECITA CALOR PARA PASAR DEL ESTADO SÓLIDO AL LÍQUIDO (CALOR DE DISOLUCIÓN). ESTE FENÓMENO SE UTILIZA PARA OBTENER BAJAS TEMPERATURAS. EBULLICIÓN SI SE CALIENTA UN CUERPO LÍQUIDO, EN PRIMER LUGAR SE ELEVA SU TEMPERATURA HASTA ALCANZAR UN NIVEL EN QUE PERMANECE CONSTANTE. EL LÍQUIDO COMIENZA ENTONCES A HERVIR. A PARTIR DE ESTE MOMENTO, TODO EL ACLOR QUE SE SUMISTRA AL LÍQUIDO SIRVE ÚNICAMENTE PARA MANTENER LA EBULLICIÓN. LA TEMPEATURA A LA CUAL EMPIEZA A HERVIR UN LÍQUIDO SE LLAMA PUNTO DE EBULLICIÓN, QUE ES DISTINTO PARA CADA LÍQUIDO Y, DEPENDE ADEMÁS DE SU PRESIÓN. AUMENTANDO LA PRESIÓN, PARA LO CUAL EL LÍQUIDO DEBERÁ CALENTARSE EN UN RECIPIENTE CERRADO, LA TEMPERATURA DE EBULLICIÓN SE HACE MÁS ELEVADA. SI SE ENFRÍA EL VAPOR SE CONVIERTE DE NUEVO EN LÍQUIDO, Y A ESE FENÓMENO SE LE LLAMA CONDENSACIÓN. SI LA CONDENSACIÓN DE UN VAPOR SE REALIZA EN UN RECIPIENTE CERRADO, DESCIENDE ENTONCES LA PRESIÓN. PARA TRANSFORMAR UN KILOGRAMO DE AGUA A 100˚C EN VAPOR S NECESITAN 536 CALORÍAS. ESTE CALOR SIRVE PARA VENCER LAS FUERZAS DE COHESIÓN DE LAS MOLÉCULAS Y PRODUCIR UN AUMENTO DE VOLÚMEN. SE DENOMINA CALOR DE VAPORIZACIÓN, INVERSAMENTE, A UN KILOGRAMO DE VAPOR DE AGUA QUE, AL CONDENSARSE, DESPRENDE LA MISMA CANTIDAD DE CALOR, EL CUAL RECIBE ENTONCES EL NOMBRE DE CALOR DE CONDENSACIÓN. EVAPORACIÓN EL TRÁNSITO DE UN LÍQUIDO AL ESTADO GASEOSO TIENE TAMBIEN LUGAR A UNA TEMPERATURA INFERIOR A LA DE EBULLICIÓN DEL LÍQUIDO. ESTE FENÓMENO SE LLAMA EVAPORACIÓN. LA EVAPORACIÓN DE UN LÍQUIDO SE ACELERA SI SE ELEVA LA TEMPERATURA Y POR EL ROCE DEL AIRE CON LA SUPERFICIE DEL MISMO. LA VELOCIDAD DE EVAPORACIÓN DEPENDE DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL LÍQUIDO; POR EJEMPLO, EL ÉTER Y LA GASOLINA SE EVAPORAN MUCHO ANTES QUE EL AGUA. PUESTO QUE LA EVAPORACIÓN, LO
  3. 3. MISMO QUE LA EBULLICIÓN, NECESITA UNA CANTIDAD DE CALOR RELATIVAMENTE ELEVADA, LA CUAL TOMA DE LOS CUERPOS O MEDIOS QUE RODEAN AL LÍQUIDO. EL FENÓMENO INVERSO DETERMINARÁ UN ENFRIAMIENTO. EL PASO DEL ESTADO SÓLIDO AL GASEOSO , DEBIDO A UNA GRAN CANTIDAD DE CALOR, SE DENOMINA SUBLIMACIÓN; NO OBSTANTE, EL PASO DEL ESTADO GASEOSO AL SÓLIDO, DIRECTAMENTE, TAMBIEN SE LLAMA SUBLIMACIÓN. CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS ORDENADOS TODOS LOS ELEMENTOS EN ORDEN CRECIENTE POR SUS PESOS ATÓMICOS (PESO DEL ATOMO DE UN ELEMENTO COMPARADO CON EL DEL ATOMO DE OXÍGENO), SE OBSERVA QUE SUS SEMEJANZAS EN EL COMPORTAMIENTO QUÍMICO Y PROPIEDADES FÍSICAS SE REPITEN PERIODICAMENTE, DE MODO QUE LOS ELEMENTOS SE PUEDEN REUNIR EN VARIOS GRUPOS. TODOS LOS ELEMENTOS TIENENE MARCADAS SEMEJANZAS ENTRE SI. METALES POSEEN UN BRILLO CARACTERÍSTICO, SON BUENOS CONDUCTORES DEL CALOR Y LA ELECTRICIDAD, OFRECEN UNA ELEVADA RESISTENCIA MECÁNICA, GRAN PLASTICIDAD Y SE COMBINAN CON EL OXÍGENO FORMANDO ÓXIDOS. LOS METALES SE PUEDEN DIVIDIR EN DOS GRUPOS : EL A) Y EL B). EL GRUPO A) ES CONSIDERADO COMO EL DE LOS VERDADEROS METALES Y COMPRENDE LOS ALCALINEOS (LITIO, POTASIO, CESIO, SODIO Y RUBIDIO), LOS ALCALINEOS TERREOS (BERILIO, MAGNESIO, CALCIO, ESTRONCIO Y BARIO), LOS METALES DE TRANSICIÓN (ESCANDIO, TITANIO, VANADIO, CROMO, MANGANESO, HIERRO, COBALTO, NIQUEL, ITRIO, CIRCONIO, NIOBIO, MOLIBDENO, TECNECIO, RUBIDIO, RODIO, PALADIO, TANTALO, WOLFRAMIO, RENIO, OSMIO, IRIDIO, PLATINO, RADIO, ACTINIO, TORIO, PRO- ACTINIO Y URANIO) Y EL GRUPO DEL COBRE (COBRE, PLATA Y ORO). LAS CARACTERÍSTICAS DE ESTOS METALES SON QUE SU ENLACE ES SOLO METÁLICO, ES DECIR, NO TIENEN OTRO TIPO DE ENLACE. POR ESO SUS CARACTERÍSTICAS METÁLICAS SON MÁS ACENTUADAS QUE EN LOS DEL GRUPO B). EL GRUPO B) ESTA FORMADO POR ALUMINIO, CINC, CADMIO, MERCURIO, BISMUTO, SILICIO, GALIO, INDIO, GERMANIO, ESTAÑO, ARSENICO, ANTIMONIO, SELENIO Y TELURO. ESTOS METALES SE CARACTERIZAN PORQUE SUS ÁTOMOS NO TIENEN UN ENLACE EXCLUSIVAMENTE METÁLICO, PUES EN ELLOS INTERVIENEN ENLANCES HOMOPOLARES. METALOIDES O NO METALES NO POSEEN EL BRILLO DE LOS METALES, SON MALOS CONDUCTORES DE LA ELECTRICIDAD Y DEL CALOR Y SE COMBINAN CON EL OXÍGENO DANDO ANHIDRIDOS QUE, A SU VEZ, REACCIONAN CON EL AGUA DANDO ÁCIDOS. LOS MÁS IMPORTANTES SON: BORO, CARBONO, AZUFRE, SILICIO, FOSFORO, OXÍGENO, NITRÓGENO Y CLORO. GASES NOBLES SON ELEMENTOS QUÍMICAMENTE INERTES CUYA APLICACIÓN MAS CONOCIDAD ES LA ILUMINACION MEDIANTE LAMPARAS DE CONDUCCIÓN GASEOSAS. SON GASES NOBLES : HELIO, NEÓN Y CRIPTÓN. LOS METALES LOS METALES POSEEN PROPIEDADES LLAMADAS METÁLICAS, LAS CUALES, SI BIEN NO SON EXCLUSIVAS DE ELLOS, LAS TIENEN EN GRADO SUFICIENTE COMO PARA CARACTERIZARLOS. ESTE CARÁCTER ESPECIAL ES CONSECUENCIA DE LA NATURALEZA DE SUS ÁTOMOS Y DE SUS ENLACES. EL COLOR QUE PRESENTAN ES GENERALMENTE EL BLANCO ARGENTINO BRILLANTE, A EXCEPCIÓN DEL ORO Y EL COBRE QUE SON AMARILLO Y ROJIZO, RESPECTIVAMENTE. TODOS, SALVO EL MERCURIO, SON SÓLIDOS A TEMPERATURA ORDINARIA, SIENDO SU DENSIDAD MUY VARIABLE. EN ESTADO SÓLIDO SON BUENOS CONDUCTORES DEL CALOR Y LA ELECTRICIDAD. ESTRUCTURA DE LOS METALES SE LLAMA ESTRUCTURA DE LOS METALES A LA DISPOSICIÓN ORDENADA Y GEOMÉTRICA, EN EL ESPACIO DE LOS CONSTITUYENTES DE LA MATERIA EN ESTADO SÓLIDO (ÁTOMOS, MOLÉCULAS Y GRUPOS DE MOLÉCULAS). LA ESTRUCTURA ESTA INTIMAMENTE LIGADA CON EL COMPORTAMIENTO
  4. 4. DE UN METAL, POR LO QUE ES CONVENIENTE EFECTUAR UN ESTUDIO ELEMENTAL DE LA MISMA. HAY QUE CONSIDERAR DOS TIPOS DE ESTRUCTURA : LA CRISTALINA Y LA GRANULAR. ESTRUCTURA CRISTALINA EN ESTA, LOS ÁTOMOS ESTAN ORDENADOS EN EL ESPACIO SEGÚN UNA RED GEOMÉTRICA, CONSTITUIDA POR REPETICIÓN DE UN ELEMENTO BÁSICO LLAMADO CRISTAL . SE CONOCEN CATORCE REDES ESPECIALES DISTINTAS, QUE SON LAS CATORCE FORMAS POSIBLES DE ORDENAR LOS ÁTOMOS EN EL ESPACIO. LA MAYOR PARTE DE LOS METALES CRISTALIZAN EN LAS REDES SIGUIENTES : CÚBICA CENTRADA, CÚBICA CENTRADA EN LAS CARAS Y HEXAGONAL COMPACTA. ESTRUCTURA GRANULAR EN ÉSTA, EL ELEMENTO FUNDAMENTAL ES EL GRANO, CONSTITUIDO POR AGRUPACIÓN DE CRISTALES. LOS GRANOS TIENEN GRAN IMPORTANCIA EN LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS METALES. LOS GRANOS SON DE FORMA IRREGULAR Y SU TAMAÑO OSCILA ENTRE 0,02 Y 0,2mm, LO CUAL DEPENDE, PRINCIPALMENTE : - DEL PROCESO DE FABRICACION DEL METAL.
  5. 5. - DE LOS PROCESOS TÉRMICOS A QUE SE HAYA SOMETIDO EL METAL. A MAYOR TEMPERATURA, MAYOR ES EL GRANO DE QUE ESTÁ CONSTITUIDO UN METAL, Y PEORES SON, EN GENERAL, SUS PROPIEDADES MECÁNICAS. ESTO ES DEBIDO A QUE LOS METALES DE INTERES TÉCNICO CONTIENEN SIEMPRE CIERTA CANTIDAD DE IMPUREZAS INSOLUBLES FORMADAS POR ÓXIDO, SULFUROS, SILICATOS, ETC. ESTAS IMPUREZAS SE CONCENTRAN FORMANDO VERDADERAS CAPAS QUE ENVUELVEN LOS GRANOS Y LOS SEPARAN UNOS DE OTROS. PARA UNA MISMA PROPORCIÓN DE IMPUREZAS, RESULTAN CAPAS MÁS DELGADAS CUANTO MÁS PEQUEÑOS SON LOS GRANOS, YA QUE SU SUPERFICIE TOTAL ES MAYOR QUE SI LOS GRANOS SON GRANDES. ADEMÁS, SI LAS CAPAS SON MUY DELGADAS, SON EN GENERAL DISCONTINUAS, QUEDANDO LOS GRANOS BIEN UNIDOS POR LAS DISCONTINUIDADES. INFLUENCIA DE LA ESTRUCTURA LAS PROPIEDADES DE UN METAL VARÍAN SEGÚN SEA EL TAMAÑO DE SUS GRANOS O CRISTALES. CUANTO MÁS PEQUEÑOS SEAN ESTOS, TANTO MÁS DURO Y RESISTENTE SERA EL METAL. POR EL CONTRARIO, CUANTO MÁS GRANDES SEAN LOS GRANOS, TANTO MÁS FRÁGIL Y MENOS RESISTENTE SERÁ. EL NÚMERO DE GRANOS Y SU TAMAÑO DEPENDEN DEL PROCESO DE FABRICACIÓN DEL METAL Y DE LOS PROCESOS TÉRMICOS A QUE SE HAYA SOMETIDO. CURVAS DE ENFRENTAMIENTO EL ESTUDIO DE LAS TRANSFORMACIONES EXPERIMENTADAS POR UN METAL AL PASAR DE UN ESTADO A OTRO SE REALIZA CON GRAN PRECISIÓN, UTILIZANDO LAS CURVAS DE ENFRIAMIENTO. ESTAS CURVAS SON LA PRESENTACIÓN GRÁFICA DEL PROCESO DE ENFRIAMIENTO, EN FUNCIÓN DEL TIEMPO, HASTA QUE EL METAL SE SOLIDIFCA. EN LOS METALES SE PUEDEN PRESENTAR TRES CLASES DE CURVAS. LA CURVA 1 MUESTRA EL CASO IDEAL TEÓRICO. LA SOLIDIFICACIÓN EMPIEZA EN B Y TERMINA TOTALMENTE EN C. LA TEMPERATURA DE SOLIDIFICACIÓN, “ts”, PERMANECE CONSTANTE ENTRE B Y C Y CORRESPONDE A UN TIEMPO “bc”. LA CURVA CD ES EL ENFRIAMIENTO DEL METAL SOLIDIFICADO. LA CURVA 2 MUESTRA EL ENFRENTAMIENTO DE UN METAL QUE NO EXPERIMIENTA CAMBIO DE ESTADO. LA CURVA 3 ES UN EJEMPLO DE LAS CURVAS QUE RESULTAN EN LA PRACTICA, LAS CUALES PRESENTAN CIERTAS IRREGULARIDADES DEBIDAS A FENÓMENOS DE SOBREENFRIAMIENTO QUE TIENEN LUGAR ANTES DE INICIARSE LA SOLIDIFACIÓN. METALES CON CAMBIOS ALOTRÓPICOS
  6. 6. EXISTEN METALES QUE PUEDEN EXPERIMENTAR CAMBIOS ALOTRÓPICOS, ES DECIR, CAMBIOS DE ESTRUCTURA A DETERMINADAS TEMPERATURAS LLAMADAS PUNTOS CRÍTICOS. EN ESTOS CASOS, A LA CURVA DE ENFRIAMIENTO BÁSICA DEBEN AÑADIRSE OTRAS CURVAS, QUE REPRESENTAN DICHAS VARIACIONES DE TEMPERATURA. ESTOS CAMBIOS SON REVERSIBLES Y A CADA VARIEDAD ALOTRÓPICA SE LA DESIGNA CON LAS LETRAS GRIEGAS α, β, γ, ETC. ASÍ, POR EJEMPLO, EN EL CASO DEL HIERRO PUEDE VERSE QUE SE SOLIDIFICA A LOS 1.536 °C EN FORMA DE HIERRO DELTA (Fe-δ) Y, AL SEGUIR ENFRIANDOSE, SE TRANSFORMA EN HIERRO GAMMA (Fe- γ) A LOS 1.392 °C, EN HIERRO ALFA NO MAGNETICO (Fe- α) A LOS 911 °C Y EN HIERRO ALFA MAGNÉTICO A LOS 769 °C. PROPIEDADES DE LOS METALES DE TODAS LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS METALES, SE DEBEN TENER EN CUENTA AQUELLAS DE LAS CUALES DEPENDE SU UTILIDAD EN LA INDUSTRIA METALÚRGICA. DICHAS CARACTERÍSTICAS SON UNAS VECES CUALIDADES, OTRAS VECES DEFECTOS Y, EN ALGUNOS CASOS, SOLO CONSTANTES FÍSICAS. SE PUEDEN CLASIFICAR EN VARIOS GRUPOS SEGÚN SUS PROPIEDADES FÍSICAS, QUÍMICAS, TECNOLÓGICAS Y MECÁNICAS. FÍSICAS DENTRO DE ESTE GRUPO SE REUNEN LAS PROPIEDADES PRIMARIAS O BÁSICAS DE LA MATERIA CON OTRAS QUE SON CONSECUENCIA DE FENÓMENOS MOTIVADOS POR AGENTES FÍSICOS EXTERIORES. LAS MÁS IMPORTANTES SON : EXTENSIÓN.- PROPIEDAD DE OCUPAR ESPACIO. ESTE ESPACIO OCUPADO SE LLAMA VOLÚMEN. IMPENETRABILIDAD.- PROPIEDAD QUE TIENEN LOS CUERPOS DE NO PODER SER OCUPADO SU ESPACIO, SIMULTANEAMENTE, POR OTRO CUERPO. LA IMPENETRABILIDAD SE DEBE A LA SUSTANCIA QUE LLENA SU VOLÚMEN, LLAMADA MASA. GRAVIDEZ.- TODOS LOS CUERPOS ESTÁN SOMETIDOS A LA ACCIOÓN DE LA GRAVEDAD, POR TANTO SON PESADOS. SE DENOMINA PESO ESPECIFICO EL PESO DE LA UNIDAD DE VOLÚMEN, UNOS PESAN MÁS QUE OTROS, COMO SI SU MASA FUERA MÁS COMPACTA.
  7. 7. CALOR ESPECÍFICO.- ES LA CANTIDAD DE CALOR NECESARIO PARA AUMENTAR LA TEMPERATURA DE LA UNIDAD DE MASA DE UN CUERPO DESDE 0 °C HASTA 1 °C. SE EXPRESA EN CALORÍAS GRAMO Y ES MUY ELEVADO EN LOS METALES. SU VALOR TIENE GRAN IMPORTANCIA PORQUE PERMITE CONOCER LA CANTIDAD DE CALOR QUE SE NECESITA SUMINISTRAR A UNA MASA DE METAL PARA ELEVAR SU TEMPERATURA HASTA LA DE TRANSFORMACIÓN O DE FUSIÓN. CALOR LATENTE DE FUSIÓN.- ES LA CANTIDAD DE CALOR QUE ABSORBE LA UNIDAD DE MASA DE UN METAL AL PASAR DEL ESTADO SÓLIDO AL LIQUIDO. SE MIDE EN CARLORIAS GRAMO. CONDUCTIVIDAD CALORÍFICA.- PROPIEDAD DE LOS METALES QUE LES PERMITE TRANSMITIR EL CALOR A TRAVÉS DE SU MASA. EL COEFICIENTE DE CONDUCTIVIDAD TÉRMICA ES LA CANTIDAD DE CALOR, EN CALORIAS CAPAZ DE ATRAVESAR EN UN SEGUNDO Y PERPENDICULARMENTE UNA PLACA METÁLICA DE 1 cm 2 DE SUPERMIFIE Y 1 cm. DE ESPESOR, SIENDO LA DIFERENCIA ENTRE LAS CARAS DE LA PLACA DE UN GRADO. DILATACIÓN.- AUMENTO DE VOLÚMEN QUE EXPERIMENTAN LOS CUERPOS AL AUMENTAR SU TEMPERATURA. ESTA PROPIEDAD SE SUELE EXPRESAR POR EL AUMENTO UNITARIO DE LONGITUD QUE SUFRE EL METAL AL ELEVARSE EN UN GRADO SU TEMPERATURA, LLAMADO COEFICIENTE DE DILATACIÓN LINEAL. CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA.- PROPIEDAD CASI EXCLUSIVA DE LOS METALES, Y CONSISTE EN LA FACILIDAD QUE POSEEN DE TRANSMITIR LA CORRIENTE ELÉCTRICA A TRAVÉS DE SU MASA. LA INVERSA DE LA CONDUCTIVIDAD ES LA RESISTIVIDAD ELÉCTRICA, O SEA, LA RESISTENCIA QUE OPONENE AL PASO DE LOS ELECTRONES. QUÍMICAS LAS DOS PROPIEDADES MÁS IMPORTANTES DESDE EL PUNTO DE VISTA QUÍMICO, Y DE MAYOR IMPORTANCIA PARA NOSOTROS, SE REFIEREN A LA RESISTENCIA QUE OPONEN LOS MATERIALES FRENTE A LAS ACCIONES QUÍMICAS Y ATMOSFÉRICAS, ES DECIR, A LA OXIDACIÓN Y LA CORROSIÓN. OXIDACIÓN.- EFECTO PRODUCIDO POR EL OXÍGENO EN LA SUPERFICIE DEL METAL Y SE ACENTUA AL AUMENTAR LA TEMPERATURA. LA OXIDACIÓN DIRECTA , SIN INTERVENCIÓN DEL CALOR, APARECE EN CASI TODOS LOS METALES POR DOS CAUSAS: POR LA ACCIÓN DEL OXÍGENO EN ESTADO ATÓMICO (NACIENTE O DISOCIADO), QUE SIEMPRE EXISTE EN LA ATMÓSFERA, Y POR LA MENOR ESTABILIDAD DE LOS ÁTOMOS SUPERFICIALIES DEL METAL, QUE ESTAN ENLAZADOS MENOS ENÉRGICAMENTE QUE LOS DEL INTERIOR, AUNQUE ES UNA OXIDACIÓN MUY DÉBIL. AHORA BIEN, SI LA TEMPERATURA SE ELEVA, LA OXIDACIÓN PUEDE INCREMENTARSE POR UN FENÓMENO DE DOBLE DIFUSIÓN. POR UNA PARTE, LOS ÁTOMOS DE OXÍGENO EXTERIORES PASAN A TRAVÉS DE LA CAPA DE ÓXIDO Y ATACAN EL INTERIOR DEL METAL; POR OTRA, LOS ÁTOMOS DEL METAL SE DIFUNDEN A TRAVÉS DE LA CAPA DE ÓXIDO Y SON ATACADOS AL LLEGAR A LA SUPERFICIE. LA PELÍCULA DE ÓXIDO AUMENTA POR SUS DOS CARAS: LA EXTERIOR Y LA INTERIOR. A MEDIDA QUE AUMENTA EL ESPESOR DE LA PELÍCULA , AUMENTA TAMBIEN LA DIFICULTAD DE DIFUSIÓN, HASTA QUE AL LLEGAR A UN DETERMINADO GRUESO SE DETIENE Y, POR TANTO, CESA TAMBIEN LA OXIDACIÓN. EL ESPESOR DE ÓXIDO NECESARIO PARA QUE PRODUZCA UNA ACCIÓN PROTECTORA, DEPENDE Y VARÍA MUCHO NO SOLO LA NATURALEZA DEL METAL , SINO TAMBIÉN DE LA TEMPERATURA A QUE SE ENCUENTRE. SE PODRÍA PENSAR QUE ESTE PROCESO SE DETENDRÁ, PERO NO SUCEDE ASÍ, PUES, LA DIFERENCIA EXISTENTE ENTRE EL COEFICIENTE DE DILATACIÓN DE LA CAPA DE ÓXIDO Y LA DEL RESTO DEL METAL, AQUELLA ACABA POR AGRIETARSE Y POR LAS GRIETAS PROGRESA LA OXIDACIÓN E INCLUSO, CUANDO LA CAPA ALCANZA CIERTO ESPESOR, LLEGA A DESPRENDERSE EN FORMA DE CASCARILLA, QUEDANDO ASÍ EL METAL EXPUESTO NUEVAMENTE A TODA LA INTENSIDAD DE LA OXIDACIÓN. EN RESUMEN, NO EXISTE NINGUN METAL QUE RESISTA LA OXIDACIÓN A CUALQUIER TEMPERATURA. PERO PUEDE AFIRMARSE QUE TODOS LOS METALES RESISTEN LA OXIDACIÓN HASTA CIERTA TEMPERATURA, POR DEBAJO DE LA CUAL LA PELÍCULAS DE ÓXIDO QUE SE FORMAN SON SUFICIENTEMENTE IMPERMEABLES PARA IMPEDIR LA DIFUSIÓN A LA TEMPERATURA EN QUE SE HALLAN Y SUFICIENTEMENTE FINAS PARA MANTENERSE ADHERIDAS AL METAL SIN SUFRIR FISURAS. CORROSIÓN.- ES EL DETERIORO LENTO Y PROGRESIVO DE UN METAL POR UN AGENTE EXTERIOR. LA CORROSIÓN ATMOSFEÉRICA ES LA PRODUCIDA POR EL EFECTO COMBINADO DEL OXÍGENO DEL AIRE Y LA HUMEDAD. PERO SE DÁ TAMBIEN LA CORROSIÓN QUÍMICA, PRODUCIDA POR LOS ÁCIDOS Y LOS ÁLCALIS. COMO LA ATMÓSFERA ES SIEMPRE HÚMEDA A LA TEMPERATURA AMBIENTE, LOS METALES SE DESTRUYEN MÁS POR CORROSIÓN QUE POR OXIDACIÓN. LA PRIMERA CAUSA
  8. 8. PÉRDIDAS ENORMES Y DESGRACIAS INCALCULABLES, Y SON NUMEROSOS LOS ACCIDENTES PRODUCIDOS, POR LA ROTURA DE PIEZAS DEBILITADAS POR AMBAS. TECNOLÓGICAS SON LAS RELATIVAS AL GRADO DE ADAPTACIÓN DEL MATERIAL FRENTE A DISTINTOS PROCESOS DE TRABAJO A LOS QUE PUEDE ESTAR SOMETIDO. LAS MÁS IMPORTANTES SON : MAQUINABILIDAD.- MAYOR O MENOR FACILIDAD AL LABRADO POR HERRAMIENTAS O CUCHILLAS DE CORTE. COLABILIDAD.- MAYOR O MENOR FACILIDAD A LLENAR BIEN UN MOLDE CUANDO ESTÁ EN ESTADO LÍQUIDO. SOLDABILIDAD.- POSIBILIDAD DE SER SOLDADO POR SOLDADURA AUTÓGENA O DE BAJA TEMPERATURA. MALEABILIDAD.- CAPACIDAD DE UN METAL PARA SER DEFORMADO EN LÁMINAS. TEMPLABILIDAD.- APTITUD QUE TIENEN LOS CUERPOS PARA DEJARSE PENETRAR POR EL TEMPLE. FUSIBILIDAD.- PROPIEDAD DE FUNDIRSE BAJO LA ACCIÓN DEL CALOR. LA TEMPERATURA PRECISA PARA QUE SE PRODUZCA SE LLAMA TEMPERATURA O PUNTO DE FUSIÓN, Y ES UNA CONSTANTE BIEN DEFINIDA PARA LOS METALES PUROS. MECÁNICAS SON AQUELLAS QUE EXPRESAN EL COMPORTAMIENTO DE LOS METALES FRENTE A ESFUERZOS O CARGAS TENDENTES A ALTERAR SU FORMA. TIENEN GRAN IMPORTANCIA PORQUE SON LAS QUE DAN A ALGUNOS METALES SU SUPERIORIDAD SOBRE OTROS MATERIALES EN CUANTO A SUS APLICACIONES MECÁNICAS. PARA PODER ESTABLECER UNA CLASIFICACIÓN DE DICHAS PROPIEDADES, DEBE ATENDERSE A LA NATURALEZA DE LOS ESFUERZOS QUE INCIDEN SOBRE ELLOS . DE ÉSTE MODO, RESULTAN SER LAS SIGUIENTES : RESISTENCIA.- CAPACIDAD DE SOPORTAR UNA CARGA EXTERNA. SI EL METAL DEBE SOPORTARLA SIN ROMPERSE, SE DENOMINA CARGA DE ROTURA. COMO LA ROTURA DE UN METAL PUEDE PRODUCIRSE POR TRACCIÓN, POR COMPRESIÓN, POR TORSIÓN O POR CIZALLAMIENTO, HABRA UNA RESISTENCIA A LA ROTURA PARA CADA UNO DE ESTOS ESFUERZOS. LA RESISTENCIA A LA ROTURA SE VALORA EN kg/cm 2 , QUE ES LA MÁS CORRIENTE. DUREZA.- PROPIEDAD QUE EXPRESA EL GRADO DE DEFORMACIÓN PERMANENTE QUE SUFRE UN METAL BAJO LA ACCIÓN DIRECTA DE UNA CARGA DETERMINADA. HAY QYE DISTINGUIR DOS CLASES DE DUREZA: FÍSICA Y LA TÉCNICA. LA DUREZA FÍSICA ES LA RESISTENCIA QUE OPONE UN CUERPO A SER RAYADO POR OTRO MÁS DURO. LA DUREZA TÉCNICA ES LA RESISTENCIA QUE OPONE A SER PENETRADO POR OTRO MÁS DURO. LA DUREZA QUE VALORA EN FUNCIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS DE DETERMINADOS ENSAYOS DE RAYADO, PENETRACIÓN O CHOQUE. EL PRIMER PROCEDIMIENTO PARA AVERIGUARLA SE BASA EN LA ESCALA DE MOHS, QUE CONSTA DE DIEZ MINERALES ORDENADOS DE MODO QUE CADA UNO DE ELLOS ES RAYADO POR EL QUE LE SIGUE : 1. TALCO 2. YESO 3. CALCITA 4. FUORITA 5. APATITO 6. FELDESPATO 7. CUARZO 8. TOPACIO 9. CORINDÓN 10. DIAMANTE
  9. 9. PARA DETERMINAR LA DUREZA DE UN MATERIAL, SE EMPIEZA TRATANDO DE RAYARLO CON EL MÁS BLANDO Y SIGUIENTES, HASTA LLEGAR A UNO CON EL CUAL SE POSIBLE. SU DUREZA ESTARÁ COMPRENDIDA ENTRE LA DE ÉSTE Y LA DEL ANTERIOR EN LA TABLA. SIN EMBARGO, LOS ENSAYOS MÁS IMPORTANTES, POR SER LOS QUE SE UTILIZAN PARA DESIGNAR LAS DUREZAS, SON LOS DE PENETRACIÓN, EN QUE SE APLICA UN PENETRADOR (BOLA, CONO O DIAMANTE) SOBRE LA SUPERFICIE DEL MATERIAL, CON UNA PRESIÓN Y EN UN TIEMPO DETERMINADO, A FIN DE DEJAR UNA HUELLA QUE DEPENDE DE LA DUREZA DEL MATERIAL. LOS MÉTODOS MÁS UTILIZADOS SON LOS DE BRINELL, ROCKWELL Y VICKERS. MÉTODO BRINELL: CONSISTE EN COMPRIMIR, SOBRE EL MATERIAL A ENSAYAR, UNA BOLA DE ACERO TEMPLADO DE UN DIÁMETRO DETERMINADO, POR MEDIO DE UNA CARGA Y DURANTE UN TIEMPO TAMBIEN ESTABLECIDOS. SE MIDE EL DIÁMETRO DE LA HUELLA Y SE HALLA LA DUREZA DEL MATERIAL POR LA RELACION ENTRE LA CARGA CITADA Y EL ÁREA DEL CASQUETE DE LA HUELLA, PUES, EVIDENTEMENTE, Y DENTRO DE CIERTOS LÍMITES, ESTA ÁREA SERÁ TANTO MAYOR CUANTO MENOS DURO SEA EL MATERIAL. EL ÁREA SE PUEDE SUSTITUIR POR EL DIÁMETRO, DE ACUERDO CON EL SIGUIENTE CÁLCULO : LA SUPEFICIE DEL CASQUETE DE LA HUELLA SERA S , SIENDO S : S = π × D × f f = 0,5 × [D - √(D2 - d2 ) ] HB = P (kg) / S (mm2 )
  10. 10. EL MÉTODO BRINELL SE PRACTICA PERFECTAMENTE CON PIEZAS DE PERFIL GRUESO DE HIERRO O ACERO, PUES LAS HUELLAS CONSEGUIDAS CON ELLAS SON CLARAS Y DE CONTORNOS LIMPIOS. SIN EMBARGO, AL TRATAR DE APLICARLO A MATERIALES DE ESPESORES INFERIORES A 6mm SE ENCONTRÓ QUE, UTILIZANDO BOLA DE 10 mm., DE DIÁMETRO SE DEFORMABA EL MATERIAL Y LOS RESULTADOS OBTENIDOS ERAN FALSOS. PARA SOLUCIONAR ESTE INCONVENIENTE, SE PENSO EN REDUCIR LA CARGA PARA QUE LAS HUELLAS FUESEN MENOS PROFUNDAS, DISMINUYENDO TAMBIEN EL DIÁMETRO DE LA BOLA PARA QUE EL DE LA HUELLA FUESE : SIENDO, d = DIÁMETRO DE LA HUELLA D = DIÁMETRO DE LA BOLA RESPECTO DE LAS CARGAS, TIENEN QUE SER PROPORCIONALES AL CUADRADO DEL DIÁMETRO A FIN DE QUE LAS HUELLAS RESULTANTES SEAN SEMEJANTES Y LOS VALORES COMPARABLES, ES DECIR : EL COEFICIENTE K EMPLEADO DEPENDE DE LA CLASE DE MATERIAL, SIENDO MAYOR LOS MATERIALES DUROS Y MENOR PARA LOS BLANDOS. TAMBIEN SE EMPLEAN, AUNQUE MENOS, LOS COEFICIENTES 1,25 y 0,5 PARA METALES MUY BLANDOS. RESPECTO DEL TIEMPO QUE DEBE DURAR EL ENSAYO, OSCILA ENTRE 30 SEGUNDOS PARA EL ACERO Y 3 MINUTOS PARA MATERIALES MUY BLANDOS. DE LA TABLA ADJUNTA (VEASE TABLA I), SON COMPARABLES TODOS LOS ENSAYOS REALIZADOS CON CARGAS QUE UTILICEN EL MISMO COEFICIENTE, AUNQUE LAS BOLAS SEAN DE DIFERENTE DIAMETRO, O SEA, LOS ENSAYOS CON LAS CARGAS DE CADA COLUMNA VERTICAL Y SUS BOLAS CORRESPONDIENTES. EN CAMBIO, NO DARIAN RESULTADOS COINCIDENTES LOS ENSAYOS CON LA MISMA BOLA PERO CON CARGAS DIFERENTES. LA DENOMINACION DE LOS ENSAYOS SE EFECTUA MEDIANTE EL SIMBOLO HB (D/P/T), EN LA QUE D ES EL DIAMETRO DE LA BOLA, P LA CARGA EN KILOGRAMOS Y T EL TIEMPO DE DURACION DEL ENSAYO. d = 0,375 D P = K × D2
  11. 11. MÉTODO ROCKWELL : EL MÉTODO BRINELL NO PERMITE MEDIR LA DUREZA DE LOS ACEROS TEMPLADOS, PORQUE CON ELLOS SE DEFORMAN LAS BOLAS. POR ESTO SE EMPLEA LA ESCALA ROCKWELL, Y SE BASA TAMBIÉN EN LA RESISTENCIA QUE OPONEN LOS MATERIALES A SER PENETRADOS, PERO QUE DETERMINA LA DUREZA EN FUNCIÓN DE LA PROFUNDIDAD DE ESTA HUELLA. LOS CUERPOS PENETRANTES SON UN DIAMANTE EN FORMA DE CONO DE 120°, CON LA PUNTA REDONDEADA CON UN RADIO DE 0.2mm, (LLAMADO PENETRADOR BRALE), Y BOLAS DE 1/8” Y 1/116”, Y TAMBIÉN, AUNQUE MENOS EMPLEADO, ½” Y ¼”. SE UTILIZAN CARGAS DE 60, 100 Y 150KG PARA MATERIALES GRUESOS Y DE 15, 30 Y 45 kg PARA MATERIALES DELGADOS. MÉTODO VICKERS.- SE EMPLEA EN LOS LABORATORIOS Y, EN PARTICULAR, PARA PIEZAS DELGADAS Y TEMPLADAS CON ESPESORES MINIMOS DE 0,2mm. EN ESTE MÉTODO SE UTILIZA COMO CUERPO PENETRANTE UNA PUNTA DE PIRAMIDE DE BASE CUADRADA Y ANGULO EN EL VERTICE, ENTRE CARAS DE 136° (Fig. 12) CON UNA PRESIÓN OBLIGADA DE 20 SEGUNDOS. ÉSTE ÁNGULO SE ELIGIÓ PARA QUE LA BOLA BRINELL QUEDASE CIRCUNSCRITA AL CONO EN EL BORDE DE LA HUELLA, CUYO DIÁMETRO SE PROCURA QUE SEA APROXIMADAMENTE IGUAL A 0375 D. LAS CARGAS QUE SE UTILIZAN SON DE 1, 2, 3, 4, 10, 20, 30, 40, 100 y 120 kg. CON PREFERENCIA PARA EL DE 30kg. EL TIEMPO PARA MANTENER LA CARGA OSCILA ENTRE LOS 10 Y 30 SEGUNDOS, SIENDO EL MÁS EMPLEADO EL DE 15 SEGUNDOS. EN LA PRÁCTICA, PUEDE DETERMINARSE APROXIMADAMENTE LA DUREZA DE UN ACERO TEMPLADO MEDIANTE UNA LIMA EN BUEN ESTADO;. SI LA LIMA NO SE ENGANCHA, LA DUREZA DEL ACERO ES MAYOR DE 60HRc (60 ROCKWELL, ESCALA C); SI SE ENGANCHA, ES MENOR DE 55HRc.
  12. 12. ELASTICIDAD.- CAPACIDAD DE UN CUERPO ELÁSTICO A LA CARGA MAXIMA QUE PUEDE SOPORTAR UN METAL SIN SUFRIR UNA DEFORMACIÓN PERMANENTE. SU DETERMINACIÓN TIENE GRAN INTERES EN EL CÁLCULO DE TODA CLASE DE ELEMENTOS MECÁNICOS, YA QUE SE DEBE TENER EN CUENTA QUE LAS PIEZAS TRABAJAN SIEMPRE POR DEBAJO DEL LÍMITE ELÁSTICO. ESTE, NORMALMENTE, SE EXPRESA EN kg/mm 2 . PLASTICIDAD.- CAPACIDAD DE DEFORMACIÓN DE UN METAL SIN QUE LLEGUE A ROMPERSE. TENACIDAD.- RESISTENCIA A LA ROTURA POR ESFUERZOS QUE DEFORMAN EL METAL. LA TENACIDAD REQUIERE LA EXISTENCIA DE RESISTENCIA Y PLASTICIDAD. FRAGILIDAD.- PROPIEDAD QUE EXPRESA FALTA DE PLASTICIDAD Y, POR TANTO, DE TENACIDAD. LOS MATERIALES FRÁGILES SE ROMPEN EN EL LÍMITE, ELÁSTICO, ES DECIR, SU ROTURA SE PRODUCE BRUSCAMENTE AL REBASAR LA CARGA EL LÍMITE ELÁSTICO. RESILIENCIA.- RESISTENCIA DE UN METAL A SU ROTURA POR CHOQUE. EN REALIDAD, ES EL RESULTADO DE UN ENSAYO (ENSAYO CHARPY) CONSTITUIDO POR UN MARTILLO DE 22 KG. QUE DESARROLLA 30 kgm EN EL MOMENTO DE CHOQUE.
  13. 13. SU ARISTA DE CHOQUE LA FORMAN DOS CARAS INCLINADAS DE 30°, UNIDAS POR UNA CURVA DE RADIO 2mm . LOS VALORES DE LA RESISLIENCIA SON MAYORES A MEDIDA QUE AUMENTA LA TENACIDAD DE UN MATERIAL. LOS VALORES DE RESILIENCIA SE DAN EN kgm/cm 2 . FLUENCIA.- PROPIEDAD QUE TIENEN ALGUNOS METALES DE DEFORMARSE LENTA Y ESPONTANEAMENTE BAJO LA ACCIÓN DE SU PROPIO PESO O DE CARGAS MUY PEQUEÑAS. ESTA DEFORMACIÓN LENTA SE DENOMINA TAMBIEN CREEP O CREEPING. FATIGA.-SI SE SOMETE UNA PIEZA A LA ACCIÓN DE CARGAS PERIÓDICAS (ALTERNATIVAS O INTERMITENTES), SE PUEDE LLEGAR A PRODUCIR SU ROTURA, INCLUSO CON CARGAS QUE, SI ACTUASEN DE MANERA CONTÍNUA, NO PRODUCIRÍAN DEFORMACIONES. ÉSTE EFECTO DE DESFALLECIMIENTO DEL METAL MOTIVADO POR CARGAS PERIÓDICAS SE LLAMA FATIGA.
  14. 14. ALEACIONES SE LLAMA ALEACIÓN A LA UNIÓN QUE RESULTA DE DOS O MÁS ELEMENTOS QUÍMICOS, UNO DE LOS CUALES AL MENOS ES UN METAL, Y QUE PRESENTA CARÁCTER METÁLICO. LOS METALES SE ALEAN CON OTROS, PARA CONSEGUIR UN CONJUNTO DE CARACTERÍSTICAS MUY DIFÍCILES DE HALLAR EN LOS METALES PUROS, LOS CUALES NO TIENEN UNA UTILIZACIÓN INDUSTRIAL SALVO EN CASOS MUY ESPECÍFICOS. DEBIDO A ESTO, EL NÚMERO DE ALEACIONES POSIBLE ES ELEVADÍSIMO, Y SU INTERES ES EXCEPCIONAL. EN TODA ALEACIÓN SE PUEDEN DISTINGUIR DOS CLASES DE COMPONENTES: EL METAL PREDOMINANTE O BASE, QUE ES EL QUE ENTRA EN MAYOR PROPORCIÓN Y DETERMINA PRINCIPALMENTE LAS PROPIEDADES DE LA MISMA, Y LOS ELEMENTOS ALEANTES, QUE MODIFICAN, COMPLEMENTAN O ACENTUAN DICHAS PROPIEDADES. PARA OBTENER UNA ALEACIÓN SE FUNDEN AL MISMO TIEMPO EL METAL BASE Y LOS ALEANTES, Y A CONTINUACIÓN SE LOS DEJA ENFRIAR Y SOLIDIFICAR. PARA QUE DOS O MÁS ELEMENTOS FORMEN UNA ALEACIÓN, DEBEN REUNIR DOS CONDICIONES BÁSICAS: - Todos los componentes deben ser totalmente miscibles en estado líquido para que, cuando se solidifiquen, formen un cuerpo homogéneo. - El producto obtenido debe tener un carácter metálico.
  15. 15. SEGÚN EL NÚMERO DE ELEMENTOS QUE COMPONEN LAS ALEACIONES, ÉSTAS SE LLAMAN BINARIAS (DOS), TERNARIAS (TRES), ETC. HAY ALEACIONES QUE CONTIENEN HASTA SEIS O SIETE ELEMENTOS (ACEROS RAPIDOS CON Fe, C, Co, W, Cr, V y Mo). CONSIDERANDO LA NATURALEZA DE SU COMPONENTES, SE PÙEDEN CLASIFICAR COMO SIGUE: ALEACIONES FÉRREAS.- LAS QUE TIENEN EL HIERRO COMO METAL PREDOMINANTE. ALEACIONES NO FÉRREAS.-AQUELLAS CUYO METAL PREDOMINANTE NO ES EL HIERRO. ALEACIONES PESADAS.- CONTIENEN PRINCIPALMENE METALES CUYO PESO ESPECIFICO ES MAYOR QUE 7, COMO SON EL HIERRO, COBRE, NIQUEL, PLOMO, ETC. ALEACIONES LIGERAS.- LOS METALES QUE INTERVIENEN EN ELLAS TIENEN UN PESO ESPECÍFICO INFERIOR A 7. GENERALMENTE. SE LLAMAN ALEACIONES LIGERAS LAS DE ALUMINIO Y ULTRALIGERAS, LAS DE MAGNESIO. CONSTITUYENTES AL SOLIDIFICARSE, LAS ALEACIONES DAN ORÍGEN A LA FORMACIÓN DE CONSTITUYENTES ESTRUCTURALES NO HOMOGÉNEOS, ES DECIR, PUES EN ELLAS HAY GRANOS DE DISTINTA COMPOSICIÓN, A DIFERENCIA DE LOS METALES PUROS, QUE TIENEN TODOS LOS GRANOS DE IGUAL COMPOSICIÓN. ESTE CAMBIO EN LA ESTRUCTURA DEL METAL BASE ES DEBIDO A LA INFLUENCIA DE LOS ELEMENTOS ALEANTES. LOS CONSITUYENTES ESTRUCTURALES FORMADOS AL SOLIDIFICARSE LAS ALEACIONES PUEDEN SER LOS SIGUIENTES : GRANOS DE METALES PUROS.- SOLIDIFICADOS DE FORMA INDEPENDIENTE. SOLUCIONES SÓLIDAS POR SUSTITUCIÓN.- SI LOS ÁTOMOS DISUELTOS (ALEANTES) OCUPAN EL LUGAR QUE OCUPABAN LOS ÁTOMOS DEL METAL BASE . SI BIEN HAN DE CUMPLIR LOS SIGUIENTES REQUISITOS : - LOS CRISTALES DEBEN CRISTALIZAR EN EL MISMO SISTEMA. - LA DIFERENCIA EN LOS RADIOS ATÓMICOS DE LOS ELEMENTOS SEA INFERIOR O IGUAL AL 15%. - AFINIDAD QUÍMICA. TODO LO MAYOR QUE ES ESTA, MENOR ES LA SOLUBILIDAD Y LA TENDENCIA A FORMAR SOLUCIONES SÓLIDAS. - SI SE CUMPLEN LAS TRES PRIMERAS CONDICIONES, LA SOLUBILIDAD SÓLIDA POR SUSTITUCIÓN AUMENTA CUANTO MÁS PROXIMAS SEAN SUS VALENCIAS.
  16. 16. SOLUCIONES SÓLIDAS POR INSERCIÓN.- CUANDO LOS ÁTOMOS DEL ELEMENTO SOLUTO SON DE DIÁMETRO MUY PEQUEÑO CON RELACIÓN A LOS DEL DISOLVENTE, PUEDEN FORMARSE SOLUCIONES SÓLIDAS POR INSERCIÓN, EN LAS QUE LOS ÁTOMOS DE SOLUTO SE INSERTAN EN LOS ESPACIOS INTERATÓMICOS DE LOS CRISTALES DE DISOLVENTE. LOS ELEMENTOS QUE ACTÚAN COMO SOLUTO PUEDEN SER : HIDRÓGENO, BORO, CARBONO Y NITRÓGENO. LOS ELEMENTOS DISOLVENTES SON LOS DE TRANSICIÓN : Cr, Mn, Fe, Co y Ni. COMPUESTOS QUÍMICOS.- FORMADOS POR PROPORCIONES DETERMINADAS Y FIJAS DE LOS ELEMENTOS DE LA ALEACIÓN. LA HETEROGENEIDAD QUÍMICA EN LOS CRISTALES DE LA ALEACIÓN SE DEBE A QUE, ASI COMO EN EL ESTADO LÍQUIDO LOS METALES Y METALOIDES QUE LA FORMAN SE HALLAN COMPLETAMENTE DISUELTOS UNOS EN OTROS, FORMANDO UN LÍQUIDO HOMOGÉNEO. AL SOLIDIFICARSE PUEDE DESAPARER TOTAL O PARCIALMENTE ESTA UNIÓN POR SEPARARSE UNOS CONSTITUYENTES DE OTROS, PUESTO QUE, A MEDIDA QUE SE VA HACIENDO SÓLIDA LA ALEACIÓN, LOS METALES Y METALOIDES DEJAN DE SER SOLUBLES UNOS EN OTROS Y DAN LUGAR A CRISTALES DE DIFERENTE COMPOSICIÓN QUÍMICA. POR CONSIGUIENTE, LAS PROPIEDADES DE LAS ALEACIONES DEPENDEN, ADEMÁS DEL TAMAÑO DEL GRANO, DE LOS CONSTITUYENTES FORMADOS AL SOLIDIFICARSE Y DE LA PROPORCIÓN O CONCENTRACIÓN EN QUE ÉSTOS SE ENCUENTRAN. VARIACIONES DE LAS PROPIEDADES DE LOS METALES CON LA ALEACIÓN DE ELEMENTOS LA INFLUENCIA QUE APORTAN LOS ELEMENTOS DE ALEACIÓN A LOS METALES BASE ES MUY VARIADA. EL CARBONO, POR EJEMPLO, ENDURECE EL HIERRO; EL SILICIO REDUCE EL COEFICIENTE DE DILATACIÓN DEL ALUMINIO; EL NÍQUEL Y EL CROMO DAN RESISTENCIA A LA CORROSIÓN, ETC. CUANDO LAS ALEACIONES ESTAN FORMADAS POR SOLUCIONES SÓLIDAS, RESULTA MÁS ELEVADA SU DUREZA Y RESISTENCIA A LA TRACCIÓN QUE LAS DEL METAL BASE, E INFERIOR SU PLASTICIDAD Y SU CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA Y CALORÍFICA.
  17. 17. CURVAS DE ENFRIAMIENTO ESTAS CURVAS MUESTRAN EL PROCESO DE ENFRIAMIENTO, EN FUNCIÓN DEL TIEMPO, QUE EXPERIMENTAN LOS METALES Y LAS ALEACIONES EN ESTADO LÍQUIDO HASTA QUE SE SOLIDIFICAN. LAS CURVAS DE ENFRIAMIENTO DE LAS ALEACIONES SON DISTINTAS DE LAS OBTENIDAS EN EL CASO DE LOS METALES PUROS, PUES, AUNQUE EN ÉSTOS LA TEMPERATURA DE TRANSFORMACIÓN PERMANECE CONSTANTE, EN LAS ALEACIONES TIENE LUGAR EN UN INTERVALO VARIABLE. EN EL METAL PURO, LA CURVA AB REPRESENTA EL ENFRIAMIENTO DEL LÍQUIDO, EMPIEZA A SOLIFICARSE EN B Y QUEDA YA COMPLETAMENTE SÓLIDO AL LLEGAR A C. LA RAMA CD CORRESPONDE EL ENFRIAMIENTO POSTEIOR DEL SÓLIDO. EN EL CASO DE LAS ALEACIONES DE LOS METALES EN SOLUCIÓN, AB MUESTRA EL ENFRIAMIENTO DEL LÍQUIDO, CUYA SOLIDIFICACIÓN SE INICIA EN EL PUNTO B FINALIZA EN EL C Y TIENE LUGAR EN EL INTERVALO DE TEMPERATURAS T1 Y T2, HABIENDO A LA VEZ UNA FASE SÓLIDA Y UNA FASE LÍQUIDA (ALEACIÓN LÍQUIDA EN PRESENCIA DE CRISTALES DE SOLUCIÓN SÓLIDA). EL TRAMO CD REPRESENTA EL ENFRIAMIENTO DEL SÓLIDO. AL EMPEZAR EL PROCESO, EL SÓLIDO QUE SE FORMA ES MÁS RICO EN EL ELEMENTO CUYO PUNTO DE FUSIÓN ES MÁS ELEVADO, Y AL FINAL ES MÁS RICO EN EL QUE TIENE EL PUNTO DE FUSIÓN MÁS BAJO. SI LOS METALES PUROS Y LAS ALEACIONES, AL VARIAR SU TEMPERATURA EN EL ESTADO SÓLIDO, EXPERIMENTAN CAMBIOS ALOTRÓPICOS (VARIACIONES EN LA ESTRUCTURA CRISTALINA), ELLO SE ACUSA EN LAS CURVAS DE ENFRIAMIENTO. SI EL ENFRIAMIENTO NO SE REALIZA SEGÚN LAS NORMAS ESTABLECIDAS PARA CADA METAL, EN EL TRATAMIENTO TÉRMICO POSTERIOR PUEDE QUEDAR INSERVIBLE O MAL TEMPLADO, POR LO QUE, SEGÚN SEA SU FUNCIÓN, PUEDE DAR LUGAR A DESGASTES PREMATUROS.
  18. 18. DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO EL PROCESO DE SOLIDIFICACIÓN DE LAS ALEACIONES SE REPRESENTA GRÁFICAMENTE MEDIANTE DAGRAMAS OBTENIDOS CON AYUDA DE LAS CURVAS DE ENFRIAMIENTO. ESTOS DIAGRAMAS PERMITEN CONOCER EL ESTADO Y LA ESTRUCTURA CRISTALINA. EL ESTUDIO DE DICHOS DIAGRAMAS ES MUY COMPLEJO, DEBIDO AL ELEVADO NUMERO DE ALEACIONES FACTIBLES Y A LA DISTINTAS FORMAS EN QUE PUEDEN REALIZARSE. ASÍ PUES, ATENDIENDO A LA SOLUBILIDAD DE LOS METALES EN ESTADO LÍQUIDO Y EN ESTADO SÓLIDO, ES POSIBLE FORMAR TRES GRUPOS PRINCIPALES : LOS DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO DE LA SOLUBILIDAD PERMITEN LA COMBINACIÓN DE DIFERENTES ELEMENTOS A FIN DE OBTENER DISTINTAS ALEACIONES QUE NORMALMENTE NO SE ENCUENTRAN EN LA NATURALEZA. - DE SUS COMPONENTES EN ESTADO LIQUIDO COMPLETAMENTE SOLUBLES. - DE DOS COMPONENTES EN ESTADO LIQUIDO Y ARCIALMENTE SOLUBLES. - DE LOS COMPONENTES EN ESTADO LIQUIDO Y TOTALMENTE INSOLUBLES.
  19. 19. EJEMPLO PRÁCTICO DE UN DIAGRAMA – TIPO PARA COMPRENDER LA FORMA DE TRAZAR UN DIAGRAMA DE EQUILIBRIO Y SU POSTERIOR UTILIDAD, NOS REFERIMOS A UN EJEMPLO SENCILLO: LA ALEACIÓN DE DOS METALES, A y B, COMPLETAMENTE SOLUBLES EN ESTADO LÍQUIDO Y EN ESTADO SÓLIDO. PRIMERO SE TRAZAN LAS CURVAS DE ENFRIAMIENTO QUE CORRESPONDEN A LOS METALES PUROS A (I) Y B (VI) Y LAS CUATRO INTERMEDIAS (II, III, IV Y V) QUE CORRESPONDEN A CUATRO ALEACIONES DE A y B CON DIVERSOS CONTENIDOS DE UNO Y OTRO METAL. TRASLADANDO, POR MEDIO DE LINEAS DE TRAZOS, LAS TEMPERATURAS DE TRANSFORMACIÓN DE LOS METALES PUROS, Y SI LAS PAREJAS DE PUNTOS m1 y m2 , n1 y n2,, p1 y p2,, q1 y q2,, CORRESPONDEN A LAS TEMPERATURAS DE TRANSFORMACIÓN PARA CADA UNA DE LAS ALEACIONES FORMADAS. UNIENDO LOS PUNTOS A, m1, n1, p1, q1 Y B, SE OBTIENE LA LÍNEA QUE INDICA EL COMIENZO DE LA SOLIDIFICACIÓN, LLAMADA LÍNEA DE “LIQUIDUS”, YA QUE, POR ENCIMA DE ELLA, LA ALEACIÓN ES LÍQUIDA EN TODOS LOS PORCENTAJES DE SUS COMPONENTES. UNIENDO LOS PUNTOS A, m2,, n2 , p2, , q2, Y B, SE OBTIENE LA LINEA QUE INDICA EL FINAL DE LA SOLIDIFICACIÓN, O LÍNEA DE SÓLIDUS, POR DEBAJO DE LA CUAL LA ALEACIÓN ES SÓLIDA EN TODOS LOS PORCENTAJES. MEZCLAS EUTÉCTICAS ALEACIONES FORMADAS POR METALES COMPLETAMENTE SOLUBLES EN ESTADO LÍQUIDO PERO INSOLUBLES EN ESTADO SÓLIDO, QUE PARA UNA PROPORCIÓN FIJA Y DETERMINADA DE LOS ELEMENTOS QUE LAS COMPONEN HAY UNA ESTRUCTURA ESPECIAL, DENOMINADA MEZCLA EUTÉCTICA, CUYA COMPOSICIÓN ES LA DEL PUNTO E
  20. 20. LA ALEACION EUTÉCTICA SE CARACTERIZA POR : - ESTAR FORMADA POR UNA COMPOSICIÓN FIJA PARA CADA ELEMENTO. - SOLIDIFICARSE A TEMPERATURA CONSTANTE. - TENER LA TEMPERATURA DE SOLIDIFICACIÓN MÁS BAJA ENTRE TODAS LAS DE LAS ALEACIONES QUE PUEDEN FORMARSE CON LOS ELEMENTOS QUE LA CONSTITUYEN. VOLVIENDO AL DIAGRAMA DE LA FIGURA 21, SE APRECIA QUE : a) LA LÍNEA DE LÍQUIDUS ES LA AEB, POR ENCIMA DE LA CUAL TODA LA ALEACIÓN ESTA LÍQUIDA. b) LA LINEA DE SÓLIDUS ES LA MEN, Y POR DEBAJO DE ELLA TODA LA ALEACIÓN ESTA SÓLIDA. c) EN LA ZONA COMPRENDIDA ENTRE AE Y ME HAY CRISTALES DEL METAL A Y ALEACIÓN LÍQUIDA. d) EN LA ZONA COMPRENDIDA ENTRE EB Y EN SE HALLAN CRISTALES DEL METAL B Y ALEACIÓN LÍQUIDA. e) DEBAJO DE LA LÍNEA DE SÓLIDOS MEN HAY DOS ZONAS QUE CORRESPONDEN A LAS SIGUIENTES ALEACIONES : HIPOEUTÉCTICAS, FORMADAS POR EL METAL PURO A Y LA EUTÉCTICA, E HIPEREUTÉCTICA, FORMADAS POR EL METAL PURO B Y LA EUTÉCTICA. OTROS DIAGRAMAS – TIPO CON EL FIN DE COMPLETAR LA INFORMACIÓN SOBRE LOS DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO DE LAS ALEACIONES, SE REPRESENTAN AQUÍ CUATRO EJEMPLOS DE LOS CASOS CONSIDERAOS COMO MÁS IMPORTANTES:
  21. 21. PRODUCTOS SIDERÚRGICOS SE DENOMINANASÍ A LAS SUSTANCIAS FÉRREAS QUE HAN PASADO POR UN PROCESO METALÚRGICO. SE CLASIFICAN EN HIERROS, FUNDICIONES, ACEROS, FERROALEACIONES, ALEACIONES FÉRREAS ESPECIALES Y CONGLOMERADOS FÉRREOS. EL CARBONO FORMA PARTE DE LOS PRODUCTOS METALÚRGICOS EN LA PROPORCIÓN SIGUIENTE: HIERRO DULCE..............................HASTA 0,03% C ACEROS..........................................0,03% A 1,76% C FUNDICIONES................................1,76% A 6,67% C HIERRO. PROPIEDADES CON LA PALABRA HIERRO SE DESIGNA AL ELEMENTO QUÍMICO DE ÉSTE NOMBRE Y CIERTOS PRODUCTOS SIDERÚRGICOS QUE SÓLO COMO IMPUREZAS PUEDEN ENTRAR A FORMAR PARTE DE OTROS ELEMENTOS. EL HIERRO TÉCNICAMENTE PURO, ES DECIR CON MENOS DE 0,008% DE CARBONO, ES UN METAL BLANCO AZULADO, DÚCTIL Y MALEABLE, CUYO PESO ESPECÍFICO ES 7,87. FUNDE A 1536˚C Y 1539˚C, REBLANDECIÉNDOSE ANTES DE LLEGAR A ESTA TEMPERATURA, LO CUAL PERMITE MOLDEARLO Y FORJARLO CON FACILIDAD. LA TEMPERATURA DE FUSIÓN ES BAJA CUANDO ESTA MALEADO CON
  22. 22. CARBONO, SIENDO ENTONCES DE 1145˚C. ES BUEN CONDUCTOR DEL CALOR Y LA ELECTRICIDAD, Y SE IMANTA FÁCILMENTE. DEBEN TOMARSE EN CUENTA LAS SIGUIENTES VARIEDADES: HIERRO PURO: ES EL OBTENIDO POR ALGÚN PROCEDIMIENTO INDUSTRIAL POR EL CUAL LA CANTIDAD DE IMPUREZAS ES TAN REDUCIDA, QUE PUEDE DESPRECIARSE. HIERRO ELECTROLÍTICO: ES EL DEPÓSITO ORIGINADO POR ELECTRÓLISIS SELECTIVA DE UNA SUSTANCIA QUE CONTENGA HIERRO. ESTRUCTURA DEL HIERRO EL CASO DEL HIERRO ES PARTICULARMENTE TÍPICO, YA QUE PRESENTA VARIAS MODIFICACIONES ALOTRÓPICAS DE SISTEMA CRISTALINO DIFERENTE:  HIERRO ALFA (Fe ά): CÚBICA CENTRADA.  HIERRO BETA (Fe β): CÚBICA CENTRADA.  HIERRO GAMMA (Fe γ): CÚBICA DE CARAS CENTRADAS.  HIERRO DELTA (Fe δ): CÚBICA CENTRADA. SI SE ENFRÍA LENTAMENTE UNA PROBETA DE HIERRO PURO, FUNDIDO, ES EDECIR EN ESTADO LÍQUIDO, SE OBSERVA QUE SE SOLIDIFICA A LA TEMPERATURA CONSTANTE DE 1539˚C. SI LA TEMPERATURA SIGUE DESCENDIENDO A LOS 1390˚C HAY UNA DETENSIÓN EN EL DESCENSO POR PRODUCIRSE UN CAMBIO EN LA ESTRUCTURA DE LA PROBETA QUE MOTIVA DESPRENDIMIENTO DE CALOR. A LOS 900˚C SE SUCEDE OTRA DETENCIÓN, Y FINALMENTE, OTRA A UNA TEMPERATURA CERCANA A LOS 750˚C. ESTAS TEMPERATURAS SE DENOMINAN TEMPERATURAS O PUNTOS CRÍTICOS Y SE REPRESENTAN POR Ar4 (1390˚C); Ar3 (900˚C) Y Ar2 (750˚C). SI EN LUGAR DE ENFRIARSE, SE CALIENTA EL HIERRO PURO DESDE LA TEMPERATURA AMBIENTE, SE VÉ QUE SE REPITEN LAS MÍSMAS ANOMALÍAS, PERO A TEMPERATURAS LIGERAMENTE SUPERIORES: Ac2 = 780˚, Ac3 = 920˚C Y Ac4 = 1410˚C. LOS PUNTOS CRÍTICOS ENCONTRADOS AL ENFRIAR SON DESIGNADOS CON LA LETRA “A” Y EL SUBÍNDICE “r” DEL FRANCÉS “REFROIDISSEMENT” (ENFRIAMIENTO), Y LOS OBTENIDOS AL CALENTAR CON EL SUBÍNDICE “c” DE “CHAUFFAGE” (CALENTAMIENTO). LAS DIFERENCIAS ENTRE LAS TEMPERATURAS DE ENFRIAMIENTO Y CALENTAMIENTO SON TANTO MAYORES CUANTO MAYOR ES LA VELOCIDAD CON QUE SE DESARROLLAN LOS DOS PROCESOS, Y SE EXPLICA POR LA RESISTENCIA QUE OPONEN LOS SISTEMAS CRISTALINOS A TRANSFORMARSE. SI EL ENFRIAMIENTO O CALENTAMIENTO SE DESARROLLARAN A UNA VELOCIDAD INFINÍTAMENTE LENTA, SE OBTENDRÍAN OTRAS TEMPERATURAS, COMPRENDIDAS ENTRE Ac Y LAS Ar QUE SE HAN DENOMINADO A (SIN NINGÚN SUBÍNDICE), Y SON LAS MÍSMAS PARA AMBOS FENÓMENOS. PARA EL HIERRO PURO SON: A2 0 768˚C; A3 = 910˚C Y A4 = 1400˚C, Y MARCAN LOS PUNTOS DE TRANFORMACIÓN DE LOS CRISTALES DE HIERRO. OTRAS VARIEDADES ALOTRÓPICAS DE UN CUERPO SON LAS DE LA MISMA COMPOSICIÓN Y DIFERENTE CRISTALIZACIÓN. ASÍ, HASTA EL PUNTO A2 = 768°, EL HIERRO CRISTALIZA EN
  23. 23. LA VARIEDAD ALFA; DE A2 A A3, O SEA DE 768° A 910°, EN LA VARIEDAD BETA; DE A3 A A4, O SEA DE 910° A 1.400°, EN LA VARIEDAD GAMMA, Y DE A4 HASTA LA FUSIÓN, A 1.539° EN LA VARIEDAD DELTA. ALEACIONES HIERRO-CARBONO EL HIERRO PURO CARECE DE IMPORTANCIA INDUSTRIAL, PERO, FORMANDO ALEACIONES CON EL CARBONO Y OTROS INGREDIENTES, ES EL METAL MÁS UTILIZADO, POR LAS UTILÍSIMAS PROPIEDADES QUE LE CONFIERE EL CITADO ELEMENTO. LAS ALEACIONES CON UN CONTENIDO DE CARBONO ENTRE 0,08% Y 1,76% TIENEN UNAS CARACTERÍSTICAS MUY DEFINIDAS Y SE DENOMINAN ACEROS. ESTOS, A SU VEZ, PUEDEN ALEARSE CON OTROS ELEMENTOS PARA FORMAR LOS ACEROS ESPECIALES O ACEROS ALEADOS. CUANDO LA PROPORCIÓN DE CARBONO ES MAYOR DE 1,76%, LAS ALEACIONES HIERRO- CARBONO SE LLAMAN FUNDICIONES Y PUEDEN CONTENER HASTA UN 6,67% DE CARBONO. EL CARBONO SE ENCUENTRA EN LOS PRODUCTOS SIDERÚRGICOS EN TRES FORMAS: DISUELTO EN HIERRO GAMMA, COMBINADO CON EL HIERRO Y LIBRE, FORMANDO LÁMINAS O NÓDULOS. EN LAS ALEACIONES HIERRO- CARBONO HAY VARIOS CONSTITUYENTES ESTRUCTURALES, O CLASES DE CRISTALES, CON COMPOSI- CIONES Y CARACTERÍSTICAS PROPIAS, QUE SE RELACIONAN A CONTINUACIÓN. CONSTITUYENTES FERRITA.- AUNQUE LA FERRITA ES UNA SOLUCIÓN SÓLIDA DE CARBONO EN HIERRO ALFA, SU SOLUBILIDAD A LA TEMPERATURA AMBIENTE ES TAN PEQUEÑA, QUE NO LLEGA A DISOLVERSE A 0,008% DE CARBONO, POR ESO SE LA CONSIDERA COMO HIERRO ALFA PURO. LA MÁXIMA SOLUBILIDAD DEL CARBONO EN EL HIERRO ALFA ES DEL 0,02% A 723°C. LA FERRITA ES EL MÁS BLANDO Y DÚCTIL DE LOS CONSTITUYENTES DE LOS ACEROS. CRISTALIZA EN LA RED CÚBICA CENTRADA, TIENE UNA DUREZA DE 90 HB, CON UNA RESISTENCIA A LA ROTURA DE 28 Kg/mm 2 , Y UN ALARGAMIENTO DEL 40%. ES MAGNÉTICA. CEMENTITA.- ES EL CARBURO DE HIERRO, CFe, Y CONTIENE, POR TANTO, EL 6,67% DE CARBONO Y EL 93,33% DE HIERRO. ES EL CONSTITUYENTE MÁS PURO Y FRÁGIL DE LOS ACEROS, ALCANZANDO UNA DUREZA BRINELL DE 700 (APROXIMADAMENTE, 68 HRC). ES MAGNÉTICA HASTA LOS 210°C, A PARTIR DE LOS CUALES PIERDE SU MAGNETISMO. ESTA TEMPERATURA RECIBE EL NOMBRE DE «PUNTO DE CURIE». CRISTALIZA EN LA RED ORTORRÓMBICA. PERLITA.- ESTÁ COMPUESTA POR UN 86,5% DE FERRITA Y UN 13,5% DE CEMENTITA. TIENE UNA DUREZA DE APROXIMADAMENTE 200 HB, UNA RESISTENCIA A LA ROTURA DE 80 Kg/mm 2 Y UN ALARGAMIENTO DE UN 15%. EL NOMBRE DE LA PERLITA SE DEBE A LAS IRISACIONES QUE ADQUIERE AL SER ILUMINADA, PARECIDAS A LAS DE LAS PERLAS. CADA GRANO DE PERLITA ESTÁ FORMADO POR LÁMINAS O PLACAS AL- TERNADAS DE CEMENTITA Y FERRITA. ESTA ESTRUCTURA LAMINAR SE OBSERVA EN LA PERLITA FORMADA POR ENFRIAMIENTO MUY LENTO; SI ÉSTE ES BRUSCO, LA ESTRUCTURA QUEDA MÁS BORROSA Y SE DENOMINA SORBITA. SI LA PERLITA LAMINAR SE CALIENTA DURANTE ALGÚN TIEMPO A UNA TEMPERATURA UN POCO INFERIOR A LA CRÍTICA (INFERIOR A 723 °C), LA CEMENTITA ADOPTA LA FORMA DE GLÓBULOS INCRUSTADOS EN LA MASA DE LA FERRITA, RECIBIENDO ENTONCES LA DENOMINACIÓN DE PERLITA GLOBULAR.
  24. 24. AUSTENITA.- ES EL CONSTITUYENTE MÁS DENSO DE LOS ACEROS Y ESTÁ FORMADA POR UNA SOLUCIÓN SÓLIDA DE CARBONO EN HIERRO GAMMA. LA PROPORCIÓN DE CARBONO DISUELTO VARÍA DESDE EL 0% HASTA EL 1,76%, CORRESPONDIENDO ESTE ÚLTIMO PORCENTAJE DE MÁXIMA SOLUBILIDAD A LA TEMPERATURA DE 1.130 °C. LA AUSTENITA, EN LOS ACEROS AL CARBONO, ES DECIR, SIN NINGÚN OTRO ELEMENTO ALEADO, EMPIEZA A FORMARSE A LA TEMPERATURA DE 723 °C Y, A PARTIR DE LA TEMPERATURA CRÍTICA SUPERIOR AC3, LA TOTALIDAD DE LA MASA DE ACERO ESTÁ YA FORMADA POR CRISTALES DE AUSTENITA. PUEDE OBTENERSE UNA ESTRUCTURA AUSTENÍTICA EN LOS ACEROS, A LA TEMPERATURA AMBIENTE, ENFRIANDO MUY RÁPIDAMENTE UNA PROBETA DE ACERO DE ALTO CONTENIDO DE CARBONO, O MUY ALTA ALEACIÓN, DESDE UNA TEMPERATURA POR ENCIMA DE LA CRÍTICA SUPERIOR. PERO COMO ESTA AUSTENITA NO ES ESTABLE, CON EL TIEMPO SE TRANSFORMA EN FERRITA Y PERLITA, O BIEN EN CEMENTITA Y PERLITA. SE PRESENTA COMO CRISTALES CÚBICOS DE HIERRO GAMMA, CON LOS ÁTOMOS DE CARBONO INTERCALADOS EN LAS ARISTAS Y EN EL CENTRO. TIENE UNA DUREZA BRINELL DE 300, UNA RESISTENCIA A LA ROTURA DE 100 Kg/mm 2 Y UN ALARGAMIENTO DE UN 30%. NO ES MAGNÉTICA. MARTENSITA.- DESPUÉS DE LA CEMENTITA, ES EL CONSTITUYENTE MÁS DURO DE LOS ACEROS. LA MARTENSITA ES UNA SOLUCIÓN SÓLIDA SOBRESATURADA DE CARBONO EN HIERRO ALFA. SE OBTIENE POR ENFRIAMIENTO MUY RÁPIDO DE LOS ACEROS, UNA VEZ ELEVADA SU TEMPERATURA LO SUFICIENTE PARA CONSEGUIR SU CONSTITUCIÓN AUSTENÍTICA. LA MARTENSITA SE PRESENTA EN FORMA DE AGUJAS Y CRISTALIZA EN LA RED TETRAGONAL EN LUGAR DE HACERLO EN LA RED CÚBICA CENTRADA, LA DEL HIERRO ALFA, DEBIDO A LA DEFORMACIÓN QUE LA INSERCIÓN DE LOS ÁTOMOS DE CARBONO PRODUCE EN SU RED CRISTALINA (FIG. 29). LA DUREZA DE LA MARTENSITA PUEDE ATRIBUIRSE PRECISAMENTE A LA TENSIÓN ORIGINADA EN SUS CRISTALES POR ESTE FENÓMENO, DE LA MISMA MANERA QUE LOS METALES DEFORMADOS EN FRÍO DEBEN A LOS GRANOS DEFORMADOS Y EN TENSIÓN EL AUMENTO DE DUREZA QUE EXPERIMENTAN. LA PROPORCIÓN DE CARBONO NO ES CONSTANTE EN LA MARTENSITA, PUES VARÍA HASTA UN MÁXIMO DEL 0,89%, AUMENTANDO ÉSTA EN DUREZA, RESISTENCIA MECÁNICA Y FRAGILIDAD
  25. 25. CON EL CONTENIDO DE CARBONO. SU DUREZA VARÍA DE 50 A 68 HRC; SU RESISTENCIA MECÁNICA, DE 175 A 250 Kg/mm 2 , Y SU ALARGAMIENTO, DEL 2,5% AL 0,5%. ES MAGNÉTICA. TROOSTITA.- SE PRODUCE POR TRANSFORMACIÓN ISOTÉRMICA DE LA AUSTENITA ENTRE LOS 500°C Y 600 °C, ES DECIR, ENFRIÁNDOLA RÁPIDAMENTE HASTA LA TEMPERATURA INDICADA Y MANTENIÉNDOLA A ESTE NIVEL CONSTANTE HASTA QUE TODA LA AUSTENITA SE HAYA TRANSFORMADO EN TROOSTITA. TAMBIÉN SE OBTIENE ÉSTA ENFRIANDO LA AUSTENITA A UNA VELOCIDAD ALGO INFERIOR A LA CRÍTICA. LA TROOSTITA SE PRESENTA EN FORMA DE NÓDULOS COMPUESTOS DE LAMINILLAS RADIALES, DE CEMENTITA SOBRE FERRITA, PARECIDAS A LAS DE LA PERLITA, PERO MÁS FINAS. SU DUREZA ES DE 450 HB; SU RESISTENCIA, DE 250 Kg/mm 2 , Y SU ALARGAMIENTO DEL 7,5%. SORBITA.- SE PRODUCE TAMBIÉN POR TRANSFORMACIÓN ISOTÉRMICA DE LA AUSTENITA, AUNQUE ENTRE LOS 600°C Y 650°C, ES DECIR, ENFRIANDO RÁPIDAMENTE LA AUSTENITA, QUE DEBERÁ ESTAR EN TEMPERATURAS POR ENCIMA DE LA CRÍTICA SUPERIOR, HASTA LA TEMPERATURA INDICADA Y MANTENIÉNDOLA A ESTE NIVEL CONSTANTE HASTA SU TOTAL TRANSFORMACIÓN EN SORBITA. TAMBIÉN SE OBTIENE ENFRIANDO LA AUSTENITA A UNA VELOCIDAD BASTANTE INFERIOR A LA CRÍTICA. POR ESO
  26. 26. APARECE EN LOS ACEROS FORJADOS Y LAMINADOS, EN LOS CUALES LA VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO NO ES SUFICIENTEMENTE RÁPIDA PARA EL TEMPLE, O SEA, PARA LA FORMACIÓN DE LA MARTENSITA, NI AUN PARA LA DE LA TROOSTITA, Y TAMPOCO ES BASTANTE LENTA PARA LA FORMACIÓN DE LA PERLITA. TIENE LA SORBITA UNA DUREZA DE 350 HB, UNA RESISTENCIA DE 100 Kg/mm 2 Y UN ALARGAMIENTO DE UN 15 % . BAINITA.- SE OBTIENE POR LA TRANSFORMACIÓN QUE SUFRE LA AUSTENITA ENTRE LOS 250°C Y 550°C. SE ENFRÍA ÉSTA RÁPIDAMENTE HASTA LA TEMPERATURA INDICADA Y SE LA MANTIENE LUEGO A ESTE NIVEL CONSTANTE HASTA LA TOTAL TRANSFORMACIÓN DE LA AUSTENITA EN BAINITA. LA BAINITA NO SE PRODUCE, COMO LA TROOSTITA Y LA SORBITA, CON UN TEMPLE NORMAL (POR DEFECTO DE LA VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO), SINO QUE RESULTA DE UN TEMPLE, LLAMADO ISOTÉRMICO O BAINÍTICO, CUYO FIN NO ES TRANSFORMAR LA AUSTENITA EN MARTENSITA, COMO OCURRE CON EL TEMPLE CLÁSICO, SINO LA TRANSFORMACIÓN ÍNTEGRA DE LA AUSTENITA EN BAINITA. LEDEBURITA.- NO ES UN CONSTITUYENTE DE LOS ACEROS, SINO DE LAS FUNDICIONES. SE ENCUENTRA EN LAS ALEACIONES HIERRO-CARBONO CUANDO EL PORCENTAJE DE CARBURO DE HIERRO ALEADO ES SUPERIOR AL 25%, ES DECIR, CON UN CONTENIDO TOTAL MAYOR DE 1,76% C. ES EUTÉCTICA. SE FORMA AL ENFRIAR LA FUNDICIÓN LÍQUIDA DEL 4,3% DE CARBONO DESDE LOS 1.130 °C, SIENDO ESTABLE HASTA LOS 723 °C Y DESCOMPONIÉNDOSE EN FERRITA Y CEMENTITA A PARTIR DE ESTA TEMPERATURA. CONTIENE UN 52% DE CEMENTITA Y UN 48% DE AUSTENITA DE 1,76%. EL CONTENIDO TOTAL DE CARBONO EN LA LEDEBURITA ES DEL 4,3%. STEADITA.- ES UN CONSTITUYENTE DE NATURALEZA EUTÉCTICA, DE FLUIDEZ PERFECTA, QUE APARECE EN LAS FUNDICIONES CON MÁS DEL 0,15% DE FÓSFORO. COMO LA STEADITA SE COMPONE DE UN 10% DE FÓSFORO Y CASI TODO EL FÓSFORO DE LA FUNDICIÓN SE ENCUENTRA EN ESTE CONSTITUYENTE, SE PUEDE CALCULAR EL PORCENTAJE DE STEADITA QUE CONTIENE LA FUNDICIÓN POR SU CONTENIDO EN FÓSFORO. ES MUY DURA Y FRÁGIL. FUNDE A LOS 960°C. EN LAS FUNDICIONES GRISES, ESTÁ COMPUESTA POR UN EUTÉCTICO DE FERRITA Y FÓSFORO DE HIERRO; EN LAS FUNDICIONES BLANCAS Y ATRUCHADAS, POR UN EUTÉCTICO DE FERRITA, FÓSFORO DE HIERRO Y CEMENTITA. GRAFITO.- ES UNO DE LOS TRES ESTADOS ALOTRÓPICOS EN QUE SE ENCUENTRA EL CARBONO LIBRE EN LA NATURALEZA, SIENDO LOS OTROS DOS EL DIAMANTE Y EL CARBONO AMORFO. EL GRAFITO ES BLANDO, UNTUOSO, DE COLOR GRIS OSCURO Y DE PESO ESPECÍFICO 2,25. SE PRESENTA FORMANDO LÁMINAS EN LAS FUNDICIONES GRISES, COMO NÓDULOS EN LAS FUNDICIONES MALEABLES, Y EN FORMA ESFEROIDAL EN ALGUNAS FUNDICIONES ESPECIALES. LAS FUNDICIONES QUE LO CONTIENEN TIENEN LA DUREZA, LA RESISTENCIA MECÁNICA, LA ELASTICIDAD Y LA PLASTICIDAD MÁS BAJAS. EN CAMBIO, MEJORA LA RESISTENCIA AL DESGASTE Y LA CORROSIÓN Y SIRVE DE LUBRICANTE EN LOS ROCES. DIAGRAMA DE HIERRO-CARBONO ES EL DIAGRAMA DE FASES PARA EL ACERO Y LA FUNDICIÓN, EN EL CUAL SE INDICAN LOS CONSTITUYEN- TES QUE EXISTEN A CUALQUIER TEMPERATURA, Y PARA CUALQUIER CONTENIDO DE CARBONO, CUANDO LA ALEACIÓN. SE ENFRÍA Y CALIENTA CON LA SUFICIENTE LENTITUD PARA QUE AQUELLOS PERMANEZCAN EN ESTADO DE EQUILIBRIO. ESTE DIAGRAMA NO SEÑALA EL TAMAÑO RELATIVO DEL GRANO DE LOS CONSTITUYENTES PRESENTES, TAMPOCO INDICA LO QUE LE OCURRE A LA ESTRUCTURA CUANDO SE
  27. 27. EMPLEAN DIFERENTES VELOCIDADES DE ENFRIAMIENTO. OBSERVÁNDOLO, SE PUEDE APRECIAR QUE EN EL EJE DE LAS ABSCISAS HAY UNOS PUNTOS BIEN DEFINIDOS: a. EL LÍMITE DEL DIAGRAMA CORRESPONDE A UNA PROPORCIÓN DE CARBONO DEL 6,67%, QUE ES LA DE LA CEMENTITA PURA. LAS ALEACIONES HIERRO-CARBONO CON CARBONO EN UNA PROPORCIÓN SUPERIOR A LA CITADA LO CONTENDRÁN EN FORMA DE GRAFITO Y, POR TANTO, ESTÁN EXCLUIDAS DE LAS QUE CONSIDERAMOS COMO CONSTITUIDAS POR CARBONO Y HIERRO FORMANDO EL CARBURO DE HIERRO. b. EL PUNTO C, DENOMINADO EUTÉCTICO, CORRESPONDE A UNA PROPORCIÓN DE CARBONO DEL 4,3% Y DE CARBURO DE HIERRO EN UN TOTAL DE 64,5%. LA ALEACIÓN CON UN 4,3% DE CARBONO ES LA DE MÁS BAJO PUNTO DE FUSIÓN (1.130 °C). ADEMÁS, LA TOTALIDAD DE LA MASA SE FUNDE O SOLIDIFICA A UNA SOLA TEMPERATURA EN LUGAR DE DOS (UNA DEL PRINCIPIO Y OTRA DEL FIN DEL CAMBIO DE ESTADO, COMO OCURRE CON LAS ALEACIONES DE CONTENIDO DE CARBONO SUPERIOR O INFERIOR AL 4,3%). POR ESO, LA LÍNEA ABCD DEL PRINCIPIO DE SOLIDIFICACIÓN TIENE, CON LA AHJECF EL PUNTO COMÚN C, QUE ES EL EUTÉCTICO. CON CONTENIDOS INFERIORES DE CARBONO ENTRE EL PRINCIPIO Y EL FIN DE LA SOLIDIFICACIÓN, SE VA PRECIPITANDO AUSTENITA. PARA ALEACIONES DE CONTENIDOS SUPERIORES AL 4,3%, SE PRECIPITAN CRISTALES DE CEMENTITA. LAS ALEACIONES CON UN 4,3% DE CARBONO SE SOLIDIFICAN FORMANDO UN SOLO CONSTITUYENTE, QUE TAMBIÉN SE DENOMINA EUTÉCTICO, Y ES LA LEDEBURITA. c. EL PUNTO E MARCA LA MÁXIMA SOLUBILIDAD DEL CARBONO EN HIERRO GAMMA Y CORRESPONDE A UN CONTENIDO DE CARBONO DEL 1,76%. ESTE PUNTO EN EL EJE DE LAS ABSCISAS DIVIDE LAS ALEACIONES DE HIERRO-CARBONO EN DOS CLASES: ACEROS DE CONTENIDO DE CARBONO INFERIOR AL 1,76%, HASTA 0,03%, Y LAS FUNDICIONES DE CONTENIDO DE CARBONO COMPRENDIDO ENTRE 1,76% Y 6,67%. LOS ACEROS SON LAS ALEACIONES QUE, A PARTIR DE UNA TEMPERATURA MARCADA EN EL DIAGRAMA POR LAS LÍNEAS A3 (GS) Y ACM (SE), SE TRANSFORMAN ÍNTEGRAMENTE EN AUSTENITA, Y ÉSTA, AL ENFRIARLA RÁPIDAMENTE, EN MARTENSITA. d. EL PUNTO S, DENOMINADO EUTECTOIDE, ES ANÁLOGO AL C. LA DIFERENCIA ESTÁ EN QUE EN EL PUNTO EUTÉCTICO TIENE LUGAR UN CAMBIO DE ESTADO DE LÍQUIDO A SÓLIDO, O VICEVERSA, Y EN EL EUTECTOIDE SE PRODUCE SOLAMENTE UN CAMBIO DE CONSTITUCIÓN DE LA ALEACIÓN, QUE ES SÓLIDA. ASÍ, EL PUNTO C MARCA LA COMPOSICIÓN QUE PERMANECE LÍQUIDA A MÁS BAJA TEMPERATURA, Y EL PUNTO S INDICA LA COMPOSICIÓN DE LA AUSTENITA, QUE ES ESTABLE A MÁS BAJA TEMPERATURA. LA MASA DE AUSTENITA, AL PASAR POR EL PUNTO S, SE TRANSFORMA TODA ELLA EN PERLITA. PARA CONTENIDOS DE CARBONO SUPERIORES O INFERIORES AL DEL PUNTO S, LA TRANSFORMACIÓN DE LA AUSTENITA EN PERLITA TIENE LUGAR A TRAVÉS DE UNA FASE INTERMEDIA DURANTE LA CUAL VA DANDO UN CONSTITUYENTE NUEVO, HASTA QUE, AL LLEGAR A LA TEMPERATURA DE 723°C, LA AUSTENITA TIENE LA COMPOSICIÓN EUTECTOIDE Y SE TRANSFORMA ÍNTEGRAMENTE EN PERLITA. PARA PORCENTAJES DE CARBONO SUPERIORES AL 0,89% LA AUSTENITA, AL ENFRIARSE POR DEBAJO DE LA LÍNEA ACM, SEGREGA CEMENTITA HASTA LLEGAR A LOS 723°C; PARA PORCENTAJES INFERIORES AL 0,89% LA AUSTENITA, AL PASAR A TEMPERATURAS INFERIORES A LAS DE LA LÍNEA A3 (GS), SEGREGA FERRITA HASTA LOS 723°C. e. EL PUNTO J, CUYO PORCENTAJE DE CARBONO ES DEL 0,18%, ES EL DE LA AUSTENITA QUE PERMA- NECE ESTABLE A LA MÁS ALTA TEMPERATURA DE 1.492 °C. ESTE PUNTO SE DENOMINA PERITÉCTICO Y PUEDE MUY BIEN CONSIDERARSE COMO UN PUNTO EUTÉCTICO AL REVÉS. f. EL PUNTO H, DEL 0,08% DE CARBONO, ES EL MÁXIMO PORCENTAJE QUE PUEDE CONTENER EL HIE- RRO DELTA EN SOLUCIÓN SÓLIDA. g. EL PUNTO P, DEL 0,025% DE CARBONO, ES EL MÁXIMO PORCENTAJE DE CARBONO QUE PUEDE DISOLVER LA FERRITA. EN EL EJE DE LAS ORDENADAS HAY LOS SIGUIENTES PUNTOS CRÍTICOS:  A0 = 210°C, EN EL CUAL TIENE LUGAR EL CAMBIO MAGNÉTICO DE LA CEMENTITA, QUE DEJA DE SER MAGNÉTICA POR ENCIMA DE ESTA TEMPERATURA.  A1 = 723 °C, QUE ES EL LÍMITE DE LA PERLITA.  A2 = 768°C, QUE ES EL PUNTO DE CAMBIO MAGNÉTICO DE LA FERRITA, NO MAGNÉTICA POR ENCIMA DE ESTA TEMPERATURA.  A3 = (LÍNEA SG), QUE ES EL LÍMITE DE LA FERRITA (ESTE PUNTO CRÍTICO VARÍA DESDE 723°C HASTA 910°C, SEGÚN EL PORCENTAJE DE CARBONO).
  28. 28.  ACM = (LÍNEA SE), QUE ES EL LÍMITE DE LA CEMENTITA (ESTE PUNTO CRÍTICO VARÍA DESDE 723°C HASTA 1.130 °C). LÍNEA EF = 1.130 °C, QUE ES EL LÍMITE DE LA LEDEBURITA. LA LÍNEA AHJECF ES LA DE LAS TEMPERATURAS EN QUE SE INICIA LA FUSIÓN AL CALENTAR O SE TERMINA LA SOLIDIFICACIÓN AL ENFRIAR. POR DEBAJO DE ESTA LÍNEA, TODO EL METAL ESTÁ SÓLIDO. LA LÍNEA ABCD ES LA DE LAS TEMPERATURAS DEL TÉRMINO DE LA FUSIÓN AL CALENTAR O DEL INICIO DE LA SOLIDIFICACIÓN AL ENFRIAR. POR ENCIMA DE ELLA TODO EL METAL ESTÁ EN ESTADO SÓLIDO. ENTRE ESTA LÍNEA Y LA ANTERIOR EXISTE UNA MEZCLA DE LÍQUIDO Y SÓLIDO.  LÍNEA A1 = (LÍNEA HB), QUE ES EL LÍMITE SUPERIOR DE LA AUSTENITA.
  29. 29. ACEROS SON ALEACIONES DE HIERRO-CARBONO APTAS PARA SER DEFORMADAS EN FRÍO Y EN CALIENTE Y EN LAS CUALES EL PORCENTAJE DE CARBONO NO EXCEDE DE 1,76%, AUNQUE EN ALGUNOS CASOS ESPECIALES SE PUEDE SUPERAR DICHO LÍMITE, COMO SUCEDE EN CIERTOS ACEROS CON UN ELEVADO CONTENIDO DE CARBONO. OBTENCIÓN EL ACERO SE OBTIENE SOMETIENDO EL ARRABIO A UN PROCESO DE DESCARBURACIÓN Y ELIMINACIÓN DE IMPUREZAS LLAMADO AFINO. ESTE AFINO, U OXIDACIÓN DEL EXCESO DEL ELEMENTO CARBONO, SE PUEDE REALIZAR SEGÚN VARIOS PROCEDIMIENTOS. AFINO AL CRISOL ESTE MÉTODO DE FUSIÓN SE EMPLEA PARA PRODUCIR ACEROS DE CALIDAD SUPERIOR PARTIENDO DE FUNDICIÓN, O ACERO, SI SE TRATA DE REFINARLO. SE EFECTÚA EN HORNOS DE CRISOL, AUNQUE ÉSTOS TIENEN LOS INCONVENIENTES DE UN GRAN CONSUMO DE COMBUSTIBLE, DE DAR UNA PEQUEÑA CANTIDAD DE FUNDICIÓN EN UN PROCESO RELATIVAMENTE LARGO, DE UNA MANO DE OBRA NUMEROSA Y DE UN DESGASTE RÁPIDO DE LOS CRISOLES. LOS MÁS SENCILLOS SON LOS LLAMADOS DE VIENTO LIBRE. EN GENERAL, SON DE GRAFITO, EL CUAL SE COLOCA ENCIMA DE UNA PIEZA REFRACTARIA LLAMADA QUESO, QUE EVITA SU CONTACTO CON LA PARRILLA Y, ADEMÁS, CONSIGUE QUE EL METAL A FUNDIR QUEDE EN LA ZONA EN QUE LA TEMPERATURA ES MAYOR, POR ESTAR RODEADA. REFUSIÓN BAJO ESCORIA ELECTROCONDUCTORA (ESR) ESTE PROCEDIMIENTO PARA FABRICAR ACEROS ESPECIALES CONSISTE EN CONECTAR EL LINGOTE QUE SE QUIERE PURIFICAR CON UN BORNE DE LA CORRIENTE ALTERNA Y EL FONDO DEL CRISOL CON EL OTRO BORNE. AL PRINCIPIO DE LA OPERACIÓN, EN EL FONDO DEL CRISOL EXISTE CIERTA CANTIDAD DE CHATARRA DE LA MISMA COMPOSICIÓN QUE EL LINGOTE, Y ENCIMA, ÓXIDOS DE ALUMINIO Y DE CALCIO CONVENIENTEMENTE DESHIDRATADOS Y FLUORURO CÁLCICO PARA QUE, AL CALENTARSE, FUNDAN Y ORIGINEN UNA ESCORIA ELECTRO-CONDUCTORA. EL CALENTAMIENTO DE LA ESCORIA SE LOGRA, AL APLICAR LA CORRIENTE ELÉCTRICA, POR EL EFECTO JOULE. LA ESCORIA FUNDIDA CONTINÚA CALEN- TÁNDOSE POR RESISTENCIA ELÉCTRICA Y LLEGA A FUNDIR EL ACERO DEL FONDO DEL CRISOL (CHATARRA). EL ACERO LÍQUIDO, PUES, QUEDA RECUBIERTO CON UNA CAPA DE ESCORIA ELECTROCONDUCTORA, TAMBIÉN LÍQUIDA, QUE VA FUNDIENDO EL ACERO DEL LINGOTE A PURIFICAR. ESTE GOTEA A TRAVÉS DE LA ESCORIA. SE SOLIDIFICA PROGRESIVAMENTE EN EL FONDO DEL CRISOL, FORMÁNDOSE ASÍ EL LINGOTE DENOMINADO ELECTRODO SECUNDARIO. EL PAPEL DESEMPEÑADO POR LA ESCORIA EN EL PROCEDIMIENTO ESR ES TRIPLE: PARA QUE LA ESCORIA PUEDA ACTUAR DE FOCO GENERADOR DE CALOR, ES PRECISO QUE CUMPLA CIER- TOS REQUISITOS DE CONDUCTIVIDAD Y RESISTIVIDAD. EL FLUORURO CÁLCICO ES EL COMPONENTE MÁS CONDUCTOR DE LA ESCORIA Y LAS ADICIONES DE ÓXIDO CÁLCICO AUMENTAN SU RESISTIVIDAD, AUNQUE CON EL AÑADIDO DE ÓXIDO DE ALUMINIO SE LOGRA UN EFECTO MUCHO MÁS DRÁSTICO. LA EXTRACCIÓN DE IMPUREZAS DEL CALDO METÁLICO ES TANTO MÁS EFICAZ CUANTO MENOR ES LA DENSIDAD Y MAYOR LA VISCOSIDAD DE LA ESCORIA ELECTRO-CONDUCTORA. MEDIANTE EL PROCEDIMIENTO ESR SE OBTIENEN ACEROS DE ALTA ALEACIÓN DESPROVISTOS DE SE- GREGACIONES Y DE IMPUREZAS MICROGRÁFICAS, MUY DIFÍCILES DE CONSEGUIR POR LOS PROCEDI- MIENTOS CONVENCIONALES DE LA FABRICACIÓN DE ACEROS. NO OBSTANTE, UNA DE LAS IMPUREZAS MÁS DIFÍCILES DE ELIMINAR ES EL HIDRÓGENO. CUANDO INTERESA OBTENER ACEROS ALEADOS CON CONTENIDOS ÍNFIMOS EN HIDRÓGENO, ES RECOMENDABLE APLICAR EL ESR CON ELECTRODOS OBTENIDOS A PARTIR DE METALES DESGASIFICADOS AL VACÍO. LOS ACEROS INOXIDABLES DE ALTA ALEACIÓN (35% NI, 16% CR, 3% W, 3% TI, 0,06% C) SUELEN PRESENTAR UNA MICROESTRUCTURA AUSTENÍTICA CON UN PEQUEÑO PORCENTAJE DE FERRITA. SI SON OBTENIDOS POR EL PROCEDIMIENTO  ACTÚA DE FOCO GENERADOR DE CALOR.  EXTRAE LAS IMPUREZAS DEL ACERO LÍQUIDO CUMPLIENDO LA CONSTANTE DE REPARTO DEL SISTEMA ACERO LÍQUIDO – ESCORIA LÍQUIDA.  PROTEGE EL CALDO METÁLICO RESPECTO DEL MEDIO EXTERIOR.
  30. 30. ESR PRESENTAN UNA DISTRIBUCIÓN MUY HOMOGÉNEA DE LA FERRITA FINA. EN CUANTO A LAS SUPERALEACIONES CON UN ALTO PORCENTAJE DE COBALTO Y DE NÍQUEL, LA UTILIZACIÓN DEL ESR IN- CREMENTA CONSIDERABLEMENTE LA FORJABILIDAD DE LAS OBTENIDAS POR FUSIÓN EN HORNO DE ACERO DE VACÍO (VAR). AFINO AL AIRE SE CONOCE TAMBIÉN COMO AFINO EN CONVERTIDORES BESSEMER. CONSISTE EN LANZAR AIRE COMPRIMIDO A TRAVÉS DE LA FUNDICIÓN EN ESTADO DE FUSIÓN, CON LO CUAL, OXIDÁNDOSE LOS CUERPOS EXTRAÑOS QUE CONTIENE, PARTICULARMENTE EL CARBONO, AQUÉLLA SE TRANSFORMA EN ACERO O HIERRO. PARA QUE EL AFINO SE HAGA EN BUENAS CONDICIONES ES INDISPENSABLE QUE LA TEMPERATURA DEL BAÑO SEA SIEMPRE SUPERIOR A LA DEL PUNTO DE FUSIÓN DEL METAL EN LOS DIVERSOS GRADOS DE SU TRANSFORMACIÓN. EL CONVERTIDOR CONSISTE EN UN RECIPIENTE EN FORMA DE PERA EN QUE SE DISTINGUEN TRES PARTES PRINCIPALES: LA CENTRAL, EL CUELLO DE LA RETORTA Y LA PARTE BAJA. EL FONDO PROPIAMENTE DICHO ESTÁ PROVISTO DE ORIFICIOS PARA LA ENTRADA DE AIRE Y SE HACE INDEPENDIENTE DEL RESTO, COMUNICANDO CON UNA CAJA DE AIRE COLOCADA EN LA PARTE INFERIOR DEL CONVERTIDOR. EL APARATO ESTÁ SOSTENIDO POR GORRONES, PARA QUE PUEDA BASCULAR ALREDEDOR DE UN EJE. UNO DE LOS GORRONES LLEVA UNA RUEDA DENTADA QUE ENGRANA CON UNA CREMALLERA Y EL OTRO ES HUECO, PARA PERMITIR EL PASO DEL AIRE, QUE VA DESDE LAS MÁQUINAS SOPLANTES A LA CÁMARA DE VIENTO. LA FORMA DEL CUELLO DE LA RETORTA SE JUSTIFICA PORQUE, SI FUERA CONCÉNTRICA CON EL EJE DE LA MISMA, PROYECTARÍANSE AL EXTERIOR PARTÍCULAS DE HIERRO IMPULSADAS POR EL AIRE QUE LO ATRAVIESA. AL COMENZAR EL PROCESO SE HACE BASCULAR EL CON- VERTIDOR DE MODO QUE SU EJE SE COLOQUE NORMALMENTE EN LA DIRECCIÓN QUE SE VE EN LA FIGURA, QUEDANDO EL CUELLO A LA DERECHA DE LA VERTICAL. LUEGO SE INYECTA AIRE Y SU IMPULSO IMPIDE QUE LA FUNDICIÓN SE VAYA POR LAS TOBERAS AL COLOCAR EL CONVERTIDOR EN SU POSICIÓN NORMAL. LA FUNDICIÓN A TRANSFORMAR EN HIERRO O ACERO PUEDE TOMARSE DIRECTAMENTE DEL ALTO HORNO O BIEN DEL CUBILOTE. EL CALOR DEBE SER EL SUFICIENTE PARA MANTENER LA FLUIDEZ NECESARIA, A PESAR NO SÓLO DE LA GRAN MASA DE METAL QUE SE TRATA, SINO TAMBIÉN, PRINCIPALMENTE, DE LA COMBUSTIÓN DEL CARBONO Y DEMÁS ELEMENTOS QUE CONTIENE.
  31. 31. EL REVESTIMIENTO SERÁ, NATURALMENTE, DE MATERIA REFRACTARIA, PERO DEBE SER ÁCIDO, BASÁNDOSE EN SÍLICE, UTILIZADO EN EL CONVERTIDOR BESSEMER, O BIEN BÁSICO, EMPLEADO EN LAS FUNDICIONES QUE CONTIENEN FÓSFORO, BASÁNDOSE EN DOLOMÍA (CARBONATO DE CAL Y MAGNESIA), QUE SE UTILIZA EN EL CONVERTIDOR THOMAS. PARA INICIAR EL PROCESO, ES DECIR, PARA RECIBIR LA COLADA, EL CONVERTIDOR HA DE ESTAR CALENTADO AL BLANCO. LA TRANSFORMACIÓN DE LA FUNDICIÓN EN ACERO DURA UNOS VEINTE MINUTOS, CONOCIÉNDOSE LA MARCHA DE LA OPERACIÓN POR EL ASPECTO DE LAS LLAMAS Y LAS CHISPAS QUE SALEN POR LA BOCA U OBSERVÁNDOLAS A TRAVÉS DE UN ESPECTROSCOPIO. LA CAPACIDAD DE LOS CONVERTIDORES VARÍA ENTRE 15 Y 25 TONELADAS. AFINO SOBRE SOLERA CONSISTE EN DESCARBURAR LA FUNDICIÓN PARTIENDO DE CHATARRA DE HIERRO, ACERO Y MINERAL DE HIERRO. SE UTILIZAN LOS HORNOS MARTIN-SIEMENS (FIG. 34). EL HORNO COMPRENDE UN GASÓGENO Y PRODUCE GAS POBRE Y BATERÍAS DE RECUPERADORES DEL CALOR. EL GAS, MUY COMBUSTIBLE, PASA POR UNO DE ÉSTOS ANTES DE ENTRAR EN EL HORNO, AL MISMO TIEMPO QUE EL AIRE NECESARIO PARA LA COMBUSTIÓN PASA POR OTRO RECUPERADOR. ASÍ, LOS GASES Y EL AIRE LLEGAN AL HORNO MUY CALIENTES Y GRACIAS A LA ELEVADA TEMPERATURA DEL INTERIOR, AL MEZCLARSE, PRODUCEN LA COMBUSTIÓN COMPLETA, SIENDO DESPUÉS EVACUADOS LOS GASES POR LOS OTROS DOS RECUPERADORES. LOS RECUPERADORES SON GALERÍAS LLENAS DE COLUMNAS DE LADRILLOS REFRAC- TARIOS QUE, POR ENTRETENER LOS GASES QUE SALEN DEL HORNO, SE CALIENTAN A SUS EXPENSAS, ALMACENANDO GRAN CANTIDAD DE CALOR, QUE LUEGO DEVUELVEN, CUANDO SIRVEN DE PASO AL GAS QUE VIENE DEL GASÓGENO Y AL AIRE EXTERIOR NECESARIO, ÉSTOS ABSORBEN EL CALOR ALMACENADO EN LAS PAREDES, DE MODO QUE, MIENTRAS UNA BATERÍA DE RECUPERADORES ALMACENA CALOR, LA OTRA LO CEDE A LOS GASES DEL GASÓGENO, Y VICEVERSA. EL HORNO ES DE REVERBERO, O SEA, AQUEL EN QUE LA FUNDICIÓN A FUNDIR NO ESTÁ EN CONTACTO DIRECTO CON EL COMBUSTIBLE, ÚNICAMENTE LAS LLAMAS Y LOS GASES DE LA COMBUSTIÓN SE PONEN EN CONTACTO CON EL METAL EN LA SOLERA DEL HORNO. EL RÉGIMEN DE LOS HORNOS DE REVERBERO ES OXIDANTE COMO CONSECUENCIA DE LA ACCIÓN PROLONGADA DE LAS LLAMAS SOBRE EL BAÑO DEL METAL Y SU BUENA MARCHA EXIGE QUE EL COMBUSTIBLE SE QUEME POR COMPLETO. CON ESTOS HORNOS ES POSIBLE COLAR PIEZAS DE GRANDES DIMENSIONES DE COMPOSICIÓN ESPECIAL Y DE UNA SOLA VEZ. LA FACILIDAD DE ACCESO AL LABORATORIO PERMITE VARIAR LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL BAÑO DEL MATERIAL EN EL CURSO DE LA OPERACIÓN. TAMBIÉN SE PUEDE REMOVER Y BRACEAR EL PRODUCTO FUNDIDO ANTES DE LA COLADA SIN EXPONERLO AL ENFRIAMIENTO. ADEMÁS, SON CAPACES DE FUNDIR PIEZAS MÁS PURAS QUE LAS OBTENIDAS CON EL CUBILOTE. JUNTO A ESTAS VENTAJAS, TIENEN EL INCONVENIENTE DE NECESITAR MAYOR CANTIDAD DE COMBUSTIBLE PARA LA FUSIÓN, Y ÉSTA ,ES MUY LENTA. ASÍ PUES, ESTOS HORNOS SOLAMENTE SE EMPLEAN PARA FUNDICIONES ESPECIALES PARA PROCEDER A UN AFINO PARCIAL DESTINADO A AUMENTAR LA TENACIDAD DEL METAL. EN EL MARTIN- SIEMENS, LA SOLERA ESTÁ FORMADA POR UNA CAPA DE MATERIAL REFRACTARIO BASÁNDOSE EN ARENA (PROCEDIMIENTO ÁCIDO) O BIEN DE MAGNESIA (PROCEDIMIENTO BÁSICO). HAY DOS MANERAS DE CARGAR EL HORNO: AFINO AL HORNO ELÉCTRICO OBTENER FUNDICIÓN Y ACERO UTILIZANDO HORNOS ELÉCTRICOS TIENE LA VENTAJA DE QUE EL METAL PUEDE SER TRATADO SIN INTERVENIR EL AIRE ATMOSFÉRICO, CON LO CUAL SE EVITA CALENTAR INÚTILMENTE GASES INERTES, Y SIENDO LA FUERTE CONCENTRACIÓN DE CALOR FAVORABLE POR DISMINUIR LAS PÉRDIDAS POR CONDUCCIÓN Y RADIACIÓN, ASÍ SE LOGRAN PRODUCTOS PUROS Y DE UNA 1. SE CARGA EL HORNO CON FUNDICIÓN Y SE LEA LICUA, LO CUAL REQUIERE DE DOS A CUATRO HORAS. LUEGO SE VA AÑADIENDO CHATARRA DE HIERRO EN PORCIONES DE 100 KG. ESTA CHATARRA SE DISUELVE EN LA FUNDICIÓN, REDUCIÉNDOSE ASÍ EL CARBONO AL PORCENTAJE QUE SE DESEE. LA MARCHA DE LA OPERACIÓN SE COMPRUEBA MEDIANTE PROBETAS QUE SE EXTRAEN ENSAYANDO DE CUANDO EN CUANDO. CADA COLOCADA DURA, EN CONJUNTO, DE OCHO A DIEZ HORAS. 2. DIFIERE DE LA ANTERIOR EN QUE A LA FUNDICIÓN SE LE AÑADE, EN LUGAR DE HIERRO VIEJO, MINERAL RICO EN HIERRO EN PEQUEÑAS DOSIS, HASTA ALCANZAR DE UN 10% A UN 25% DE PESO DE LA MISMA. EL OXÍGENO DEL MINERAL AFINA LA FUNDICIÓN. LA CAPACIDAD DE ESTOS HORNOS VARÍA ENTRE 25 Y 100 TONELADAS.
  32. 32. CALIDAD DETERMINADA PREVIAMENTE. LA TEMPERATURA ALCANZADA PUEDE SER MAYOR QUE EN CUALESQUIERA DE LOS HORNOS RESEÑADOS ANTERIORMENTE. LOS HORNOS ELÉCTRICOS PUEDEN CLASIFICARSE EN HORNOS DE RESISTENCIA, DE INDUCCIÓN Y DE ARCO, SEGÚN SEA LA FORMA EN QUE, POR MEDIO DE LA FUERZA ELÉCTRICA, SE OBTENGA EL CALOR NECESARIO PARA LA FUSIÓN. EN LOS DE RESISTENCIA SE HACE PASAR LA CORRIENTE ELÉCTRICA A TRAVÉS DEL METAL A FUNDIR. LA DIFICULTAD QUE LA CORRIENTE EXPERIMENTA PARA ATRAVESARLOS PRODUCE EL GRADO DE CALOR NECESARIO PARA LA FUSIÓN. EN LOS DE INDUCCIÓN, EL BAÑO DEL METAL VA EN UNA CAVIDAD ANULAR, FORMANDO EL CIRCUITO SE- CUNDARIO DE UNA ESPECIE DE TRANSFORMADOR POR CUYO CIRCUITO PRIMARIO CIRCULA LA CORRIENTE QUE SE UTILIZA. EL CALENTAMIENTO DEBIDO A LA CORRIENTE INDUCIDA MANTIENE EL BAÑO EN FUSIÓN. EN LOS DE ARCO, EL ARCO VOLTAICO SALTA ENTRE LOS ELECTRODOS, PRODUCIENDO EL CALOR NECESARIO PARA LA FUSIÓN. CLASIFICACIÓN SEGÚN EL PROCESO DE FABRICACIÓN LOS ACEROS PUEDEN CLASIFICARSE, SEGÚN LOS PROCEDIMIENTOS O PROCESOS DE OBTENCIÓN UTILI- ZADOS, TOMANDO EL NOMBRE DE LOS MISMOS. SON LOS SIGUIENTES:  ACEROS BESSEMER  ACEROS THOMAS. CLASIFICACIÓN SEGÚN SU PORCENTAJE DE CARBONO ATENDIENDO AL PORCENTAJE DE CARBONO, LOS ACEROS SE CLASIFICAN EN:  ACEROS HIPOEUTECTOIDES, SI SU PORCENTAJE DE CARBONO ES INFERIOR AL PUNTO S (EUTECTOIDE), O SEA, AL 0.89%.  ACEROS EUTECTOIDES, SI SU PORCENTAJE DE CARBONO ES IGUAL AL PUNTO S.  ACEROS HIPEREUTECTOIDES, SI SU PORCENTAJE DE CARBONO ES SUPERIOR AL PUNTO S.
  33. 33. CLASIFICACIÓN SEGÚN EL GRADO DE DESOXIDACIÓN AL ENFRIAR LOS LINGOTES, SE FORMAN PEQUEÑAS CANTIDADES (SOPLADURAS) PRODUCIDAS POR LOS GASES ÓXIDOS Y ANHÍDRIDOS DE CARBONO, DESPRENDIDOS EN LA REDUCCIÓN POR EL CARBONO DE LOS ÓXIDOS DE HIERRO Y MANGANESO. EL PROCEDIMIENTO PARA ELIMINAR LAS SOPLADURAS CONSISTE EN SOMETER EL ACERO A UN PROCESO DE DESOXIDACIÓN.  ACEROS SIEMENS  ACEROS ELÉCTRICOS.  ACEROS AL CRISOL.  HIERROS PUDELADOS. LOS ACEROS MÁS UTILIZADOS EN ESPAÑA SON LOS BESSEMER, SIEMENS Y ELÉCTRICOS. HIERRO PUDELADO SE PRODUCE TAMBIÉN, PERO EN CANTIDAD INSIGNIFICANTE. LAS CARACTERÍSTICAS GENERALES SE RECOGEN EN LA TABLA: SEGÚN EL GRADO DE DESOXIDACIÓN QUE SE CONSIGA EN EL AFINO, LOS ACEROS PUEDEN SER EFERVESCENTES Y CALMADOS. ACEROS EFERVESCENTES SON LOS QUE SE HAN DESOXIDADO INCOMPLETAMENTE Y AL SOLIDIFICARSE DESPRENDEN ABUNDANTES GASES QUE PRODUCEN NUMEROSAS SOPLADURAS. SE DENOMINAN EFERVESCENTES POR LA AGITACIÓN QUE FORMAN LOS GASES AL DESPRENDERSE. ACEROS CALMADOS SON LOS QUE HAN SUFRIDO UNA DESOXIDACIÓN COMPLETA Y AL SOLIDIFICARSE NO DESPRENDEN GASES, POR LO CUAL NO CONTIENEN SOPLADURAS. EL DESOXIDADO SE REALIZA POR MEDIO DE FERROMANGANESO, FERROSILICIO O ALUMINIO (HASTA UN 0,1 %). ESTOS ACEROS SON ESPECIALMENTE APTOS PARA SUFRIR DEFORMACIONES COMO LA EMBUTICIÓN PROFUNDA, SI BIEN, CUANDO LA DISMINUCIÓN DEL ESPESOR ES MAYOR DEL 35%, EL GRADO DE TRASTORNO DEBIDO A IMPERFECCIONES SUPERFICIALES PUEDE SER MAYOR CON LOS ACEROS EFERVESCENTES, POR LO QUE CADA VEZ SE EMPLEAN MÁS, PARA ESTOS FINES, LOS ACEROS CALMADOS. NO ES FRECUENTE EMPLEAR ESTOS ACEROS EN LA CONDICIÓN DE TEMPLE Y REVENIDO, PORQUE NO SON LO SUFICIENTEMENTE HOMO- GÉNEOS EN SU SECCIÓN TRANSVERSAL PARA PODER DAR RESULTADOS UNIFORMES. EL ACERO CALMADO SE HA DESOXIDADO HASTA TAL GRADO QUE EL METAL PERMANECE MUY SOSEGADO DESPUÉS DE SU VERTIDO EN EL MOLDE DEL LINGOTE. EL ACERO SEMICALMADO ES UNA VARIEDAD PARCIALMENTE DESOXIDADA CON MANGANESO O ALUMINIO, INTERMEDIA ENTRE EL ACERO EFERVESCENTE Y EL CALMADO. ESTE ACERO CONTIENE ALGUNAS VENTEADURAS PRÓXIMAS A LA SUPERFICIE DEL LINGOTE Y, EN GENERAL, NO PRESENTA UNA SUPERFICIE DE TAN BUEN ASPECTO COMO LA DEL ACERO EFERVESCENTE O EL CALMADO, POR LO QUE SE EMPLEA PARA PARTES O PIEZAS EN LAS QUE NO SE EXIJAN UNA BUENA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN Y UN BUEN ACABADO DE LA SUPERFICIE. TODOS LOS ACEROS FORJADOS, Y EN GENERAL LOS QUE CONTIENEN MÁS DE UN 0,25% DE CARBONO, SON CALMADOS. LOS ACEROS DE CONSTRUCCIÓN QUE CONTIENEN DE UN 0,15% A UN 0,25% DE CARBONO SON USUALMENTE SEMICALMADOS Y MUCHOS ACEROS CON MENOS DE UN 0,15% DE CARBONO SON EFERVESCENTES.
  34. 34. ESTOS ACEROS SE SUELDAN BIEN EN LA FORJA Y POSEEN GRANDES CUALIDADES PARA LA EMBUTICIÓN PROFUNDA. GRACIAS A LA PUREZA DE SU CAPA EXTERIOR, DE BAJO CONTENIDO DE CARBONO Y LIBRE DE IMPUREZAS, EN EL LAMINADO SE OBTIENE UNA SUPERFICIE MUY LISA, POR LO CUAL SE UTILIZA ESPE- CIALMENTE PARA LA FABRICACIÓN DE CHAPAS PARA LAS CARROCERÍAS DE AUTOMÓVI LES. SUS CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS SON INFERIORES A LAS DE LOS ACEROS CALMADOS, SIENDO MUY SENSIBLES AL ENVEJECIMIENTO Y AUMENTANDO SU FRAGILIDAD CON EL TIEMPO. CLASIFICACIÓN SEGÚN SU COMPOSICIÓN ATENDIENDO A SU COMPOSICIÓN, LOS ACEROS SE PUEDEN CLASIFICAR EN DOS GRANDES GRUPOS: ACEROS AL CARBONO Y ACEROS ALEADOS. ACEROS AL CARBONO SON LOS FORMADOS PRINCIPALMENTE POR HIERRO Y CARBONO. EN CUANTO A LOS OTROS ELEMENTOS QUE POSEEN, SUS PORCENTAJES NO DEBEN SUPERAR, EN CADA CASO, LOS SIGUIENTES: ACEROS ALEADOS SON AQUELLOS QUE, ADEMÁS DEL CARBONO, CONTIENEN OTROS ELEMENTOS EN CANTIDAD SUFICIENTE COMO PARA ALTERAR SUS PROPIEDADES. RESPECTO DE SU COMPOSICIÓN, PUEDEN SER DE BAJA Y DE ALTA ALEACIÓN.
  35. 35. ELEMENTOS QUE PUEDEN BENEFICIAR AL ACERO: ALUMINIO, AZUFRE, BORO, CIRCONIO, COBALTO, FÓSFORO, MANGANESO, MOLIBDENO, NIOBIO, NÍQUEL, NITRÓGENO, PLOMO, SELENIO, SILICIO, TITANIO, VANADIO Y WOLFRAMIO. ELEMENTOS QUE PERJUDICAN AL ACERO: ANTIMONIO, ARSÉNICO, ESTAÑO, HIDRÓGENO Y OXÍGENO. INFLUENCIA DE ELEMENTOS QUE BENEFICIAN AL ACERO ELEMENTOS QUE AUMENTAN LA DUREZA.-FÓSFORO, NÍQUEL, SILICIO, ALUMINIO, COBRE, COBALTO, MANGANESO, CROMO, WOLFRAMIO, MOLIBDENO, VANADIO Y TITANIO. LOS SIETE ÚLTIMOS AUMENTAN LA DUREZA Y LA CONSERVAN A ELEVADAS TEMPERATURAS. ELEMENTOS QUE MODIFICAN LOS PUNTOS CRÍTICOS.-BAJAN LOS PUNTOS CRÍTICOS (TEMPERATURAS DE TRANSFORMACIÓN): NÍQUEL, MANGANESO Y COBRE. ELEVAN LOS PUNTOS CRÍTICOS: MOLIBDENO, ALUMI- NIO, VANADIO, WOLFRAMIO Y SILICIO. EL CROMO LOS ELEVA EN ACEROS DE ALTO CONTENIDO EN CARBONO Y LOS BAJA EN LOS DE BAJO CONTENIDO. ELEMENTOS QUE INFLUYEN EN EL TAMAÑO DEL GRANO.- TITANIO, VANADIO Y ALUMINIO LIMITAN EL CRECIMIENTO DEL GRANO DE LA AUSTENITA.
  36. 36. ELEMENTOS QUE INFLUYEN EN LA TEMPLABILIDAD .- LA AUMENTAN: MANGANESO, MOLIBDENO Y, EN MENOR PROPORCIÓN, CROMO, SILICIO Y NÍQUEL. LA DISMINUYE EL COBALTO. ELEMENTOS QUE INFLUYEN EN LA RESISTENCIA A LA CORROSIÓN.- EI CROMO FAVORECE LA RESISTENCIA A LA CORROSIÓN. EI MOLIBDENO Y EL WOLFRAMIO, LA RESISTENCIA A LA OXIDACIÓN. LA ADICIÓN DE ESTOS ELEMENTOS SUPONE DISPONER DE MATERIALES QUE EN DETERMINADAS CIRCUNSTANCIAS, COMO EL CALOR, TIPOS DE ÁCIDOS O SALINIDAD, NO SUFRAN ALTERACIONES QUE PUDIERAN LLEGAR A LA PERFORACIÓN POR CORROSIÓN. ELEMENTOS QUE INFLUYEN EL REVENIDO.- EI CROMO, MOLIBDENO Y WOLFRAMIO DIFICULTAN EL ABLANDAMIENTO EN EL REVENIDO. ELEMENTOS QUE MODIFICAN LOS PUNTOS DEL PRINCIPIO Y FIN DE LA TRANSFORMACIÓN DE LA AUSTE- NITA EN MARTENSITA.- EI MAGNESIO, CROMO, NÍQUEL, MOLIBDENO Y WOLFRAMIO, BAJAN DICHOS PUNTOS PROPORCIONALMENTE A SUS PORCENTAJES DE ALEACIÓN. INFLUENCIA DE ELEMENTOS QUE PERJUDICAN AL ACERO ANTIMONIO.- LLEGA AL ACERO POR LA CHATARRA EN LOS RESTOS DEL METAL ANTIFRICCIÓN. PRODUCE AUMENTO DE FRAGILIDAD A PARTIR DE PORCENTAJES DE 0,50%. ARSÉNICO.- EN PROPORCIONES HASTA EL 1 %, AUMENTA LA RESISTENCIA Y EL LÍMITE ELÁSTICO, DIS- MINUYENDO LA ESTRICCIÓN Y LA RESILIENCIA; EN PORCENTAJES DE 0,80%, AUMENTA EL ENVEJECIMIENTO DEL ACERO; CON EL 0,25%, DISMINUYE LA SOLDABILIDAD. ESTAÑO.-AUMENTA LA FRAGILIDAD DEL ACERO EN CALIENTE. HIDRÓGENO.-SE LE ATRIBUYEN GRIETAS EN LAS FORJAS. UN PROCESO QUE DA BUEN RESULTADO PARA LA ELIMINACIÓN DEL HIDRÓGENO ES EL DE CALENTAR EL ACERO A ALTAS TEMPERATURAS DURANTE UN TIEMPO SUFICIENTE. OXÍGENO.-LOS ACEROS QUE CONTIENEN PEQUEÑAS CANTIDADES DE OXÍGENO EN FORMA DE ÓXIDO DE HIERRO SON MÁS FÁCILES DE TRABAJAR EN CORTE Y PERFORADO QUE LOS ACEROS TOTALMENTE DESOXIDADOS.
  37. 37. CLASIFICACIÓN SEGÚN SU APLICACIÓN EN LA INDUSTRIA, CADA FABRICANTE DESIGNA LOS ACEROS QUE PRODUCE CON UNA DENOMINACIÓN AR- BITRARIA, LO CUAL ORIGINA UNA VERDADERA COMPLICACIÓN A LA HORA DE ELEGIR UN ACERO O DE ESTABLECER LAS EQUIVALENCIAS ENTRE ACEROS DE DISTINTOS FABRICANTES. PARA EVITAR ESTE INCONVENIENTE, EL INSTITUTO DEL HIERRO Y DEL ACERO ADOPTÓ UNA CLASIFICACIÓN QUE SE HA INCLUIDO EN LAS NORMAS UNE ESPAÑOLAS. (MÁS ADELANTE HAY LAS EQUIVALENCIAS ENTRE LAS NORMAS UNE Y LAS ASI, DE ESTADOS UNIDOS.) EL IHA CLASIFICA LOS MATERIALES METALÚRGICOS EN CINCO GRANDES GRUPOS: LOS PRODUCTOS METALÚRGICOS SE CLASIFICAN EN SERIES, GRUPOS Y TIPOS. LAS SERIES CONSTITUYEN CONJUNTOS ESTABLECIDOS CON VISTAS A SU APLICACIÓN. CADA UNA DE LAS SERIES SE SUBDIVIDE EN GRUPOS QUE DEFINEN MÁS ESTRECHAMENTE SUS PROPIEDADES DE UTILIZACIÓN, Y CADA UNO DE ESTOS GRUPOS CONSTA DE DOS TIPOS QUE ESPECIFICAN CADA ACERO NORMALIZADO. LAS SERIES QUE CORRESPONDEN A LOS ACEROS SON LAS SIGUIENTES: CADA UNA DE ESTAS SERIES SE SUBDIVIDE EN GRUPOS, SEGÚN LA SIGUIENTE CLASIFICACIÓN: F = ALEACIONES FÉRREAS. L = ALEACIONES LIGERAS C = ALEACIONES DE COBRE V = ALEACIONES VARIAS S = PRODUCTOS SINTETIZADOS F-100 = ACEROS FINOS DE CONSTRUCCIÓN GENERAL. F-200 = ACEROS FINOS PARA USOS ESPECIALES. F-300 = ACEROS RESISTENTES A LA OXIDACIÓN Y LA CORROSIÓN F-400 = ACEROS DE EMERGENCIA (SUPRIMIDA EN LA ÚLTIMA EDICIÓN DEL IHA) F-500 = ACEROS PARA HERRAMIENTAS F-600 = ACEROS COMUNES F-700 = ACEROS DE MOLDEO F-800 = FUNDICIONES F-900 = ALEACIONES FÉRREAS ESPECIALES SERIE F-100: F-100 = ACEROS FINOS DE CONSTRUCCIÓN GENERAL F-110 = ACEROS AL CARBONO F-120 y F-130 = ACEROS ALEADOS DE GRAN RESITENCIA F-140 = ACEROS ALEADOS DE GRAN ELASTICIDAD F-150 Y F-160 = ACEROS PARA CEMENTAR F-170 = ACEROS PARA NITRURAR SERIE F-200: F-200 = ACEROS FINOS PARA USOS ESPECIALES F-210 = ACEROS DE FÁCIL MECANIZACIÓN F-220 = ACEROS DE FÁCIL SOLDADURA F-230 = ACEROS CON GRANDES PROPIEDADES MAGNÉTICAS F-240 = ACEROS DE ALTA Y DE BAJA DILATACIÓN F-250 = ACEROS RESISTENTES A LA FLUENCIA. SERIE F-300: F-300 = ACEROS RESISTENTES A LA OXIDACIÓN Y LA CORROSIÓN F-310 = ACEROS INOXIDABLES F-320 = ACEROS PARA VÁLVULAS DE MOTORES DE EXPLOSIÓN F-330 = ACEROS REFRACTARIOS
  38. 38. HOY EN DÍA, SE MANEJA DE FORMA MÁS COTIDIANA LA NOMENCLATURA UNE CON CUATRO CIFRAS, QUE MÁS ADELANTE EXPLICAREMOS. ACEROS COMUNES SE FABRICAN EN CONVERTIDORES BESSEMER, O EN HORNOS SIEMENS, CON BASTANTES IMPUREZAS Y DE COMPOSICIÓN NO MUY EXACTA. EL CONTENIDO EN CARBONO VARÍA ENTRE 0,1 % Y 0,7%, EL DE MANGANESO DE 0,35% Y 0,80%, SILICIO 0,1 % Y 0,3%, Y CON CONTENIDOS DE FÓSFORO Y AZUFRE INFERIORES AL 0,1 %. UTILIZADOS EN ESTRUCTURAS METÁLICAS, CONSTRUCCIÓN DE CHAPAS EN LA INDUSTRIA NAVAL, MATE- RIAL FIJO Y MÓVIL EN LOS FERROCARRILES, ETC. SUS APLICACIONES SON: ACEROS F-611 Y F-627.- TUBOS, ALAMBRE, LLANTA, CHAPA, HOJALATA, CLAVOS, TORNILLOS, ETC. SON FÁCILMENTE SOLDABLES. ACEROS F-612 Y F-622.- MATERIAL DE CONSTRUCCIONES, PUENTES, TRAVIESAS, FLEJES, PERFILES Y HIERROS COMERCIALES. FÁCILMENTE SOLDABLES. ACEROS F-613 Y F-623.- PLACAS DE ASIENTO, BRIDAS, ELIPSES, ESCARPIAS Y PIEZAS DE FORJA. ME- DIANAMENTE SOLDABLES. ACEROS F-614 Y F-624.- CARRILES DE DIFERENTES TAMAÑOS, BRIDAS Y ALAMBRES PARA CABLE POCO SOLDABLES. ACEROS F-615 Y F-625.- CARRILES PEQUEÑOS, BANDAJES, EJES DE LOCOMOTORAS Y MUELLES SOME- TIDOS A POCOS ESFUERZOS. POCO SOLDABLES. ACEROS F-616 Y F-626.- MUELLES, TENSORES Y RESORTES. NO SOLDABLES. ACEROS F-617 Y F-627.- HERRAMIENTAS DIVERSAS. NO SOLDABLES. ACERO HADFIELD ES EL ACERO CLÁSICO RESISTENTE AL DESGASTE. CONTIENE DEL 0,80% AL 1,20% DE C Y 12% AL 14% DE MN. ES AUSTENÍTICO. NO POSEE GRAN RESISTENCIA, PERO POSEE UN ALARGAMIENTO ESPECIALMENTE ELEVADO. SERIE F-400: F-400 = ACEROS DE EMERGENCIA F-410 Y F-420= ACEROS DE ALTA RESISTENCIA F-430 = ACEROS PARA CEMENTAR SERIE F-500: F-500 = ACEROS NORMALIZADOS PARA HERRAMIENTAS F-510 = ACEROS AL CABONO ESPECIALES PARA HERRAMIENTAS F-520, F-530 y F-540 = ACEROS ALEADOS PARA HERRAMIENTAS. F-550 = ACEROS RÁPIDOS SERIE F-600: F-600 = ACEROS COMUNES F-610 = ACEROS BESSEMER F-620 = ACEROS SIEMENS F-630 Y F-640 = ACEROS PARA USOS PARTICULARES
  39. 39. PARA CONSEGUIR LA AUSTENIZACIÓN COMPLETA, SE CALIENTA DE 1.000° A 1.100° Y LUEGO SE ENFRÍA AL AGUA. ES DIFÍCIL DE MECANIZAR, POR ESO SE CONSTRUYEN LAS PIEZAS MOLDEADAS, DANDO CON POSTERIO- RIDAD UN RECTIFICADO. SE UTILIZA PARA LA FABRICACIÓN DE BOLAS Y PLACAS DE REVESTIMIENTO DE MOLINOS, EN CRUCES DE VÍAS, ETC. ESTADO Y FORMA DE SUMINISTRO LOS ACEROS SE SUMINISTRAN EN ESTADO BRUTO DE FORJA O LAMINACIÓN, Y TAMBIÉN EN ESTADO DE RECOCIDO, SIENDO ENTREGADOS COMO PRODUCTOS SEMIELABORADOS O BIEN EN FORMA DE ACABADOS, CON DENOMINACIONES DEPENDIENTES DE SU FORMA Y DIMENSIONES. SEMIELABORADOS LOS ACEROS SEMIELABORADOS SE PRESENTAN EN LAS SIGUIENTES FORMAS: LINGOTE.-PRODUCTO SURGIDO DE LA SOLIDIFICACIÓN DEL ACERO COLADO EN LAS LINGOTERAS CORRESPONDIENTES. OESBASTE.-PROCEDE DE UNA PRIMERA LAMINACIÓN DEL LINGOTE. SECCIÓN CUADRADA (BLOOM) O RECTANGULAR (SLAB), SIN ARISTAS VIVAS. ESPESOR: 130-150 MM, ANCHURA: 130-550 MM. PALANQUILLA.-SECCIÓN CUADRADA, CON ARISTAS REDONDEADAS. LADO DE 40 Y 125 MM. LLANTÓN.-SECCIÓN RECTANGULAR, SIN ARISTAS VIVAS. ESPESOR: 10-100 MM, ANCHURA: 200-600 MM. ACABADOS SE OBTIENEN POR LAMINACIÓN EN TRENES DE ACABADO O TAMBIÉN POR FORJA, ESTIRADO Y TREFILADO. SON LOS SIGUIENTES: PLANO ANCHO.-SECCIÓN RECTANGULAR. ESPESOR: 400 MM, ANCHURA: 200-600 MM. LLANTA.- SECCIÓN RECTANGULAR. ESPESOR: 10-100 MM, ANCHURA: 10-200 MM. PLETINA.- SECCIÓN RECTANGULAR. ESPESOR: 4-10 MM, ANCHURA: 10-200 MM. FLEJE.- SECCIÓN RECTANGULAR. ESPESOR: MENOS DE 4 MM, ANCHURA: MENOS DE 200 MM. CHAPA.- PRODUCTO LAMINADO DE ANCHURA SUPERIOR A 600 MM. SEGÚN SU ESPESOR, SE DENOMINA FINA (INFERIOR A 3 MM), MEDIA (DE 3 A 6 MM) O GRUESA (SUPERIOR A 6 MM). REDONDO.- SECCIÓN CIRCULAR. DIÁMETRO DE 5 Y 200 MM. CUADRADO.- SECCIÓN CUADRADA. LADO DE 8-100 MM. PASAMANO.- SECCIÓN EN SEGMENTO CIRCULAR, CON ÁNGULOS REDONDEADOS. MEDIO REDONDO.- SECCIÓN SEMICIRCULAR, CON ÁNGULOS VIVOS. RADIO DE 10-25 MM. HEXAGONAL.- SECCIÓN HEXAGONAL REGULAR. DISTANCIA ENTRE CARAS DE 570 MM. ANGULAR DE LADOS IGUALES.-SECCIÓN FORMADA POR DOS ALAS DE IGUAL ANCHURA EN ÁNGULO DE 90°. SUS DOS CARAS EXTERNAS SE UNEN EN ÁNGULO VIVO Y LA ARISTA INTERIOR ES REDONDA. LOS BORDES DE LAS ALAS TERMINAN EN ARISTAS VIVAS POR EL EXTERIOR Y GENERALMENTE REDONDAS POR EL INTERIOR. SE DESIGNAN POR LA LONGITUD DE LAS ALAS Y SU ESPESOR. ANGULAR DE LADOS DESIGUALES.- PERFIL ANÁLOGO AL ANTERIOR, PERO CON ALAS DE ANCHURAS DIFERENTES.
  40. 40. VIGA.- SECCIÓN EN FORMA DE 1. LA UNIÓN DE LAS DOS CARAS DEL ALMA CON LAS CARAS INTERIORES DE LAS ALAS ES REDONDA. LOS BORDES DE LAS ALAS TERMINAN EN ARISTA VIVA POR SU EXTERIOR Y REDONDEADAS POR SU INTERIOR. SE DESIGNAN POR SU ALTURA. PERFIL EN «U».- PERFIL DE SECCIÓN EN FORMA DE «U». LA UNIÓN DEL ALMA CON LAS CARAS INTERIORES DE LAS ALAS ES REDONDEADA, ASÍ COMO EL BORDE INTERIOR DE ÉSTAS. PERFIL EN «T».- PERFIL DE SECCIÓN EN FORMA DE «T». LAS DOS CARAS INTERIORES DEL ALA PRESEN- TAN UNA PEQUEÑA INCLINACIÓN. SE DESIGNAN POR SU ALTURA Y SU ANCHO DE ALA. CARRIL.-PRODUCTO DE SECCIÓN ESPECIAL QUE PRESENTA UNA SUPERFICIE DE APOYO (PATÍN) Y UNA PARTE SUPERIOR (CABEZA) DESTINADA A LA RODADURA. ADEMÁS DE ESTOS PERFILES, EXISTEN EN EL COMERCIO OTROS ESPECIALES QUE COMPRENDEN PRODUCTOS DE SECCIONES MUY DIVERSAS, TALES COMO TUBOS, BARRAS, ALAMBRES, ACEROS CALIBRADOS (BARRAS CALIBRADAS CON SUPERFICIE PULIDA), ACEROS PLATA (EN BARRAS RECTIFICADAS), ACEROS MOLDEADOS, ETC. NUEVA DESIGNACIÓN DE LOS ACEROS CON CUATRO CIFRAS LA INCLUSIÓN DE LA CUARTA CIFRA EN LA DENOMINACIÓN DE LOS ACEROS OFRECE UNA MAYOR CAPA- CIDAD DE CLASIFICACIÓN, DANDO A CADA ACERO UNA DESIGNACIÓN SIMBÓLICA. LA NORMA QUE RIGE EN ESTOS MOMENTOS ES LA UNE 36009, QUE SIENDO LA NORMA ESPAÑOLA, ES CON LA QUE NOSOTROS VAMOS A TRABAJAR. PARA LA DESIGNACIÓN DE LOS ACEROS EXISTEN DOS MÉTODOS BIEN .DIFERENCIADOS, A SABER: DESIGNACIÓN CONVENCIONAL NUMÉRICA Y DESIGNACIÓN CONVENCIO- NAL SIMBÓLICA. DESIGNACIÓN CONVENCIONAL NUMÉRICA. LOS ACEROS DE ESTA NUEVA TABLA SE DESIGNAN NUMÉRICAMENTE CON UNA «F» SEGUIDA POR CUATRO CIFRAS. SÓLO TIENEN IMPORTANCIA LAS DOS PRIMERAS. ESTA DESIGNACIÓN ES ESPECIALMENTE IMPORTANTE PARA LA CLASIFICACIÓN Y PROCESO DE DATOS EN ORDENADORES COMO, A SU VEZ, MAYOR FACILIDAD DE DESIGNACIÓN EN LA INDUSTRIA. LA PRIMERA CIFRA INDICA LOS GRANDES GRUPOS DE LOS ACEROS.  DEL 1 AL S, AMBOS INCLUSIVE, CORRESPONDEN A LOS ACEROS DE USO ESPECIAL.  DEL 6 AL 7, AMBOS INCLUSIVE, ACEROS DE USO GENERAL.  EL 8, PARA ACEROS MOLDEADOS. LA SEGUNDA CIFRA SE RESERVA PARA DESIGNAR SUBGRUPOS AFINES DENTRO DE CADA GRUPO. LAS DOS RESTANTES CIFRAS SÓLO TIENEN LA MISIÓN DE DIFERENCIAR UN TIPO DE OTRO, APLICÁNDOSE A MEDIDA QUE VAN SIENDO NORMALIZADOS LOS ACEROS Y EN ORDEN CRONOLÓGICO. EN ESTA NUEVA TABLA SE HA PROCURADO QUE LOS ACEROS DE LAS MISMAS CARACTERÍSTICAS QUE LOS DE LA TABLA IHA LLEVEN LA MISMA DESIGNACIÓN SEGUIDA DE UN O. DESIGNACIÓN CONVENCIONAL SIMBÓLICA UN ACERO SE DESIGNA POR EL TIPO Y POR EL GRADO, SEGUIDO DE LA NORMA UNE QUE DEFINE SUS CARACTERÍSTICAS. EVENTUALMENTE SE AÑADIRÁN, PARA INDICAR VARIANTES, TODOS LOS SIGNOS PRECISOS, QUE SERÁN CODIFICADOS, EN LAS NORMAS ESPECÍFICAS. LA CODIFICACIÓN NO SERÁ DECIMAL. LOS ACEROS PUEDEN DESIGNARSE ATENDIENDO A ALGUNA DE LAS CARACTERÍSTICAS SIGUIENTES: 1. ACEROS POR SU COMPOSICIÓN QUÍMICA SON ACEROS QUE SU COMPOSICIÓN QUÍMICA LOS DEFINE PERFECTAMENTE SOBRE SU COMPOSICIÓN MECÁNICA. SE INCLUYEN EN ESTE GRUPO LOS ACEROS ESPECIALES (NORMA UNE 36004), YA QUE SU COMPOSICIÓN QUÍMICA DETERMINA EL TRATAMIENTO TÉRMICO AL QUE DEBE SOMETERSE EL MATERIAL PARA OBTENER UNAS CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS Y TECNOLÓGICAS DETERMINADAS. ACEROS ESPECIALES.-EI TIPO DE ACEROS VIENE DEFINIDO POR SU COMPOSICIÓN QUÍMICA COMPLE- TA. DENTRO DE CADA TIPO, PODRÁN DIFERENCIARSE DIFERENTES GRADOS Y QUE SERÁN CODIFICADOS EN LAS NORMAS RESPECTIVAS.
  41. 41. ACEROS ESPECIALES NO ALEADOS.-SE DESIGNAN CON LA LETRA «C», SEGUIDO DE SU PORCENTAJE MEDIO DE CARBONO MULTIPLICADO POR 100. EJEMPLO: EL ACERO F-1130 SE DESIGNA POR C35, SIENDO UN ACERO ESPECIAL NO ALEADO CON 0,35% DE CARBONO. ACEROS ESPECIALES AFEADOS CON MENOS DEL 5% DE ELEMENTOS DE ALEACIÓN.-SE DESIGNAN POR EL PORCENTAJE DE CARBONO MEDIO, MULTIPLICADO POR 100, SEGUIDO DEL SÍMBOLO O SÍMBOLOS QUE SE CONSIDERAN BÁSICOS, ORDENADOS DE MAYOR A MENOR PORCENTAJE; EN EL CASO QUE EL PORCENTAJE FUERA EL MISMO, SE ELEGIRÁN POR ORDEN ALFABÉTICO. A CONTINUACIÓN SE EXPRESAN LOS PRODUCTOS CONTENIDOS MEDIOS DE LOS ELEMENTOS QUE SE JUZGUEN PRECISOS, EN EL MISMO ORDEN QUE SUS SÍMBOLOS QUÍMICOS, POR LOS FACTORES DE LA TABLA IV. EL PRODUCTO SE REDONDEA AL NÚMERO ENTERO POR ENCIMA O POR DEBAJO. SI HAY MÁS ELEMENTOS DE ALEACIÓN, LOS PRODUCTOS DEBEN SER DE DOS CIFRAS, Y SI ALGUNO NO TIENE NAD51 MÁS QUE UNA, ANTEPONDRÁ UN CERO A LA MISMA. PUEDEN AÑADIRSE LOS SÍMBOLOS DE LOS ELEMENTOS CUYO CONTENIDO NO SE ESPECIFICA, PERO QUE SON INDISPENSABLES PARA QUE EL ACERO TENGA LAS CARACTERÍSTICAS DESEADAS. NO SE EXPRESARÁ EL PORCENTAJE SI NO ES SUPERIOR AL DE LA TAPIA V. EJEMPLO: EL ACERO F-1251 SE DESIGNA POR 30CRMO4, ES UN ACERO ALEADO DE MENOS DE 5% DE ELEMENTOS DE ALEACIÓN, CON UN 0,30% DE CARBONO Y DE CROMO 4/4, ES DECIR, 1 %, QUE A SU VEZ TAMBIÉN CONTIENE MOLIBDENO.
  42. 42. ACEROS ESPECIALES ALEADOS CON MÁS DE 5% DE ELEMENTOS DE ALEACIÓN.-SE DESIGNAN CON UNA «X» SEGUIDA POR EL CONTENIDO MEDIO DE CARBONO MULTIPLICADO POR 100. A CONTINUACIÓN LOS ELEMENTOS DE ALEACIÓN Y DE SU PORCENTAJE EN DOS CIFRAS, Y SI HAY ALGUNO DE UNA CIFRA SE COLOCARÁN CON UN CERO DELANTE. EJEMPLO: EL ACERO F-3517 SE DESIGNA POR X12CRNI17-07. INDICA QUE ES UN ACERO ALEADO, CON MÁS DE UN 5% DE ELEMENTOS DE ALEACIÓN, CON UN PORCENTAJE DE CARBONO DE 0,12%, DE CROMO 17% Y DE NÍQUEL 7%. ACEROS NO ALEADOS PARA USOS GENERALES. SE DESIGNAN POR SU PORCENTAJE DE CARBONO MUL- TIPLICADO POR 100, Y EL PORCENTAJE DE MANGANEO POR 40, TOMANDO DE ESTE PRODUCTO LAS DOS PRIMERAS CIFRAS. SE INTERCALA ENTRE AMBAS LA LETRA «Q». EJEMPLO: EL ACERO F-7201 SIMBÓLICAMENTE COMO 6Q18; SE TRATA DE UN ACERO NO ALEADO PARA USOS GENERALES CON 0,06% DE CARBONO Y 0,045% DE MANGANESO. ACEROS ALEADOS PARA USOS GENERALES.-SE DESIGNAN COMO LOS ACEROS ESPECIALES ALEADOS, ANTEPONIENDO A LA DESIGNACIÓN LA LETRA «Q». 2. ACEROS POR SU CARACTERÍSTICA DE UTILIZACIÓN LAS CARACTERÍSTICAS QUE SIRVEN PARA LA DESIGNACIÓN DE ESTE TIPO DE ACEROS SON:  VALOR MÍNIMO GARANTIZADO DE LA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN.  VALOR MÍNIMO GARANTIZADO DEL LÍMITE ELÁSTICO.  CARACTERÍSTICAS PARTICULARES. ACEROS DESIGNADOS POR SU RESISTENCIA A LA TRACCIÓN.- SE DESIGNAN CON LA LETRA «A» SEGUIDO POR SU RESISTENCIA A LA TRACCIÓN EXPRESADA EN KGF/MM 2 . SI LLEVA ALGÚN ELEMENTO DE ALEACIÓN, SE AÑADIRÁ SU SÍMBOLO QUÍMICO. EJEMPLO: ACERO PARA USO GENERAL DE 42 KGF/MM 2 DE RESISTENCIA MÍNIMA GRADO B, ACERO A 42 B. ACEROS DESIGNADOS POR SU LÍMITE ELÁSTICO.- SE DESIGNAN POR LAS LETRAS «AE» SEGUIDAS DEL VALOR MÍNIMO DE SU LÍMITE ELÁSTICO EN KGF/MM 2 . ACEROS DESIGNADOS POR SUS CARACTERÍSTICAS PARTICULARES.-SE SIMBOLIZAN CON LA LETRA «A» SEGUIDA POR LA LETRA DE SU CARACTERÍSTICA: «W» SI ES DE CARACTERÍSTICAS MAGNÉTICAS O «P» PARA EMBUTICIÓN, SEGUIDAS DE UN NÚMERO QUE INDICA LA APTITUD DEL ACERO PARA ESA CARACTERÍSTICA. EJEMPLO: ACERO PARA EMBUTICIÓN MUY PROFUNDA, GRADO 03, ASPECTO SUPERFICIAL Z, AP03 Z. 3. SÍMBOLOS GENERALES QUE DESIGNAN CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS (TODOS LOS TIPOS DE ACEROS) ESTADO DE DESOXIDACIÓN.-DE ACUERDO CON LA TABLA VI. ESTADO DE PUREZA.-CONCRETADA POR EL PORCENTAJE DE AZUFRE Y FÓSFORO.
  43. 43. TRATAMIENTOS SON LOS PROCESOS A QUE SE SOMETEN LOS METALES Y ALEACIONES PARA MODIFICAR SU ESTRUCTURA, BIEN SEA POR UN CAMBIO DE FORMA Y TAMAÑO DE LOS GRANOS, BIEN POR TRANSFORMA- CIÓN DE SUS CONSTITUYENTES. EL OBJETO DE LOS TRATAMIENTOS ES MEJORAR LAS PROPIEDADES ME- CÁNICAS O ADAPTARLAS, CONFIRIÉNDOLES CARACTERÍSTICAS ESPECIALES, A LAS APLICACIONES QUE SE VAN A DAR A LAS PIEZAS. DE ESTA MANERA SE OBTIENEN AUMENTOS DE DUREZA A LA RESISTENCIA MECÁNICA, ASÍ COMO MAYOR PLASTICIDAD O MAQUINABILIDAD PARA FACILITAR SU CONFORMACIÓN. ESTOS PROCESOS PUEDEN SER MECÁNICOS Y TÉRMICOS, Y TAMBIÉN CONSISTIR EN LA APORTACIÓN DE ALGÚN ELEMENTO A LA SUPERFICIE DE LA PIEZA. PUEDEN CLASIFICARSE DE ACUERDO A LOS SIGUIENTES GRUPOS (TABLA VIII):
  44. 44. FACTORES QUE INTERVIENEN EN LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS SON OPERACIONES DE CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO MEDIANTE LAS CUALES SE MODIFICAN LA CONSTITUCIÓN Y LA ESTRUCTURA DE LOS METALES O ALEACIONES. SE BASAN EN QUE LAS TRANSFORMACIONES EN EL ESTADO SÓLIDO, PARA QUE PUEDAN REALIZARSE COMPLETAMENTE, NECESITAN EL TIEMPO SUFICIENTE. UN ENFRIAMIENTO LENTO HASTA LA TEMPERATURA AMBIENTE PERMITIRÁ LA TOTAL TRANSFORMACIÓN DE LOS CONSTITUYENTES, OBTENIÉNDOSE CON ELLO UNA ESTRUCTURA Y UNA CONSTITUCIÓN DETERMINADAS. SI CALENTAMOS DE NUEVO HASTA TEMPERATURAS SUPERIORES A LA DE TRANSFORMACIÓN, Y AL ENFRIAR OTRA VEZ, NO SE AUMENTA LA VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO, LA TRANSFORMACIÓN ENCONTRARÁ MÁS DIFICULTADES PARA REALIZARSE Y SERÁ SÓLO PARCIAL (O SERÁ IMPEDIDA TOTALMENTE SI LA VELOCIDAD ES SUFICIENTEMENTE RÁPIDA), OBTENIÉNDOSE ASÍ UNA CONSTITUCIÓN Y UNA ESTRUCTURA DISTINTAS A LAS ANTERIORES. LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS SON ESPECIALMENTE INDICADOS PARA LOS ACEROS, SI BIEN SE TRATA TAMBIÉN CON ÉXITO GRAN NÚMERO DE ALEACIONES NO FÉRREAS. EN TODO CICLO DE TRATAMIENTO TÉRMICO HAY QUE CONSIDERAR TRES FASES, A SABER: CALENTAMIENTO HASTA UNA TEMPERATURA DETERMINADA, TIEMPO DE PERMANENCIA EN ELLA Y ENFRIAMIENTO HASTA LA TEMPERATURA AMBIENTE, SIENDO LOS SIGUIENTES FACTORES LOS QUE INTERVIENEN EN EL RESULTADO FINAL: RECOCIDO ES UN TRATAMIENTO ORIENTADO A CONSEGUIR VARIOS OBJETIVOS, COMO ELIMINAR PARTICULARIDADES ESTRUCTURALES ANORMALES EN METALES Y ALEACIONES, CONFERIR AL METAL UN ESTADO DE ABLANDAMIENTO O REPRODUCIR EL ESTADO ORIGINAL DEL METAL EN CASO DE HABER SIDO PERTURBADO EN OTRO TRATAMIENTO. PROVOCAR ESTRUCTURAS FAVORABLES PARA MECANIZADO, ELIMINAR O REDUCIR TENSIONES INTERNAS Y DISMINUIR HETEROGENEIDADES EN LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL METAL. EL CICLO TÉRMICO SUPONE CALENTAMIENTO HASTA LA TEMPERATURA DE RECOCIDO, MANTENIMIENTO ISOTÉRMICO U OSCILANTE ALREDEDOR DE ESA TEMPERATURA Y UN ENFRIAMIENTO LENTO, SEGÚN UNA  EFECTO DE MASA (ESPESOR O DIÁMETRO DE LAS PIEZAS)  DURACIÓN DE CIERTAS FASES DEL CICLO TÉRMICO.  FORMA DE ENFRIAMIENTO Y MEDIO DE ENFRIAMIENTO.
  45. 45. LEY PREDETERMINADA. EN LOS TRABAJOS DE FORJA, DOBLADO, ENDEREZADO, TORNEADO, ETC., DE LOS ACEROS, SE DESARROLLAN TENSIONES INTERNAS QUE DEBEN ELIMINARSE ANTES DE TEMPLAR LA PIEZA, PUES EN OTRO CASO DARÍA ORIGEN A LA FORMACIÓN DE GRIETAS. PARA ELIMINAR ESTAS TENSIONES INTERNAS SE PROCEDE AL RECOCIDO DE LAS PIEZAS, QUE CONSISTE EN CALENTARLAS Y ENFRIARLAS LENTAMENTE. EL RECOCIDO ANTES DEL TEMPLE SE RECOMIENDA NO SÓLO PARA LAS HERRAMIENTAS QUE ACABAN DE SER PREPARADAS, SINO TAMBIÉN SIEMPRE QUE HAYAN DE TEMPLARSE LAS QUE, HALLÁNDOSE EN USO, ESTÁN SIENDO SOMETIDAS A CHOQUES. 1. TIPOS DE RECOCIDO SEGÚN SEA EL FIN PERSEGUIDO SE PRACTICAN VARIOS TIPOS DE RECOCIDO, QUE SON LOS SIGUIENTES: RECOCIDO TOTAL O DE REGENERACIÓN.-CON ESTE RECOCIDO SE PRETENDE DEVOLVER LAS PROPIEDADES QUE LE CORRESPONDERÍAN AL ACERO SEGÚN SU COMPOSICIÓN. SE UTILIZA EN PIEZAS DE ACERO FUNDIDO, SOLDADURAS Y PIEZAS QUE HAN SUFRIDO EL RECOCIDO DE HOMOGENEIZACIÓN. REGULA POR NORMA, LAS PROPIEDADES MECÁNICAS Y ELÁSTICAS CORRESPONDIENTES A SU COMPOSICIÓN QUÍMICA. SE CALIENTA HASTA EL AC3 + 50°, Y SE ENFRÍA AL AIRE, Y ASÍ SE REGENERAN LAS PROPIEDADES DE ESE MATERIAL. LA NUEVA ESTRUCTURA ES MÁS TENAZ Y RESISTENTE, QUEDANDO EL ACERO MÁS BLANDO. RECOCIDO ISOTÉRMICO.- TRATAMIENTO CONSISTENTE EN CALENTAR EL ACERO A UNA TEMPERATURA SUPERIOR A LA CRÍTICA AC3 + 50°, Y ENFRIARLO LUEGO RÁPIDAMENTE HASTA UNA TEMPERATURA LIGERAMENTE INFERIOR A LA DE AUSTENIZACIÓN, AC1, MANTENIÉNDOLO EN ÉSTA EL TIEMPO NECESARIO PARA QUE SE VERIFIQUE TODA LA TRANSFORMACIÓN DE LA AUSTENITA EN PERLITA. FINALMENTE, SE DEJA QUE SIGA ENFRIÁNDOSE AL AIRE. LA ESTRUCTURA OBTENIDA DEPENDE DE LA TEMPERATURA DE AUSTENIZACIÓN. SI ÉSTA ES PRÓXIMA A AC1, SE LOGRAN ESTRUCTURAS APTAS PARA EL TORNEADO. SI ES MUCHO MÁS ELEVADA, LAS ESTRUCTURAS SERÁN APTAS PARA EL FRESADO Y EL TALADRADO. POR OTRA PARTE, ESTE RECOCIDO TIENE LA VENTAJA DE QUE ES MUCHO MÁS RÁPIDO QUE EL ENFRIAMIENTO CONTINUO. SE APLICA A PIEZAS FORJADAS Y A ACEROS PARA HERRAMIENTAS. RECOCIDO DE HOMOGENEIZACIÓN.-SE APLICA A LOS ACEROS BRUTOS DE COLADA PARA DESTRUIR LAS HETEROGENEIDADES DE TIPO QUÍMICO QUE SE HAN ORIGINADO DURANTE LA SOLIDIFICACIÓN. TAMBIÉN SE UTILIZA EN FORJADOS Y LAMINADOS PARA ELIMINAR LAS HETEROGENEIDADES ESTRUCTURALES QUE PERJUDICAN LOS VALORES DE TENACIDAD DEL ACERO. LA TEMPERATURA HA DE SER MUY ELEVADA, POR ENCIMA DEL AC3 + 100° (TEMPERATURA A LA CUAL LA AUSTENITA EMPIEZA A TRANSFORMARSE EN FERRITA EN EL ENFRIAMIENTO EN EL DIAGRAMA FE-C PARA LOS ACEROS SUSCEPTIBLES DE LA TRANSFORMACIÓN DE FE- A FE- ), CONSIGUIENDO ASÍ DISOLVER LOS CARBUROS EN LA MATRIZ Y CONSIGUIENDO LA HOMOGENEIZACIÓN EN LA COMPOSICIÓN QUÍMICA. NO SE ESPECIFICA LA FORMA DE ENFRIAMIENTO. RECOCIDO DE ENGROSAMIENTO DE GRANO.-EI AUMENTO DE TAMAÑO DE GRANO SE CONSIGUE APLI- CANDO AC3 + 150°. CON ELLO DISMINUYEN LAS PROPIEDADES MECÁNICAS Y LAS PLÁSTICAS. EL ENFRIAMIENTO DEPENDE DE SI QUEREMOS UNAS PROPIEDADES U OTRAS. SI LO ENFRIAMOS AL AGUA, MEJORAN LAS PROPIEDADES MECÁNICAS Y PLÁSTICAS. SI LO ENFRIAMOS AL AIRE, SON MEJORADAS DE FORMA INFERIOR. RECOCIDO GLOBULAR.-SE APLICA A LOS ACEROS PARA HERRAMIENTAS CON UN ELEVADO PORCENTAJE DE CARBONO, EN LOS CUALES HAY GRAN CANTIDAD DE CARBUROS MUY DIFÍCILES DE DISOLVER Y QUE DIFICULTAN EL MECANIZADO. SU NOMBRE SE DEBE A LA ESTRUCTURA QUE SE OBSERVA AL MICROSCOPIO Y EN LA CUAL LOS CARBUROS ADOPTAN LA FORMA ESFÉRICA O GLOBULAR. SE EFECTÚA A TEMPERATURA LIGERAMENTE SUPERIOR A LA DE TRANSFORMACIÓN CRÍTICA, AC1 + 20° (TEMPERATURA A LA CUAL LA AUSTENITA EUTECTOIDE COMIENZA A FORMARSE EN LAS CONDICIONES DEL CALENTAMIENTO UTILIZADO), Y DE FORMA OSCILANTE. SE MANTIENE ESTA TEMPERATURA PROLONGADAMENTE Y SE ENFRÍA A VELOCIDAD CONVENIENTE. RECOCIDO DE ABLANDAMIENTO.-ES UN TIPO DE REVENIDO. SE APLICA A AQUELLOS ACEROS QUE, DESPUÉS DE LA FORJA O LAMINACIÓN, HAN QUEDADO CON DUREZAS TAN ELEVADAS QUE CASI NO SE PUEDEN MECANIZAR. SE RECOMIENDA PARA ABLANDAR LOS ACEROS ALEADOS DE GRAN
  46. 46. RESISTENCIA, AL CR-NI O CR-MO. LA TEMPERATURA ADOPTADA ES INFERIOR A LA CRÍTICA AC1 Y LA DURACIÓN TOTAL ES PEQUEÑA. SE REALIZA A ALGUNAS DECENAS DE GRADOS POR DEBAJO DEL AC1, CON EL FIN DE MEJORAR LA MAQUINABILIDAD O APTITUD A LA DEFORMACIÓN EN FRÍO. RECOCIDO DE ESTABILIZACIÓN.-SE DA A LAS PIEZAS QUE HAN SUFRIDO UN TRABAJO DE FORJADO O LAMINADO, U OTROS TRATAMIENTOS, PARA DESTRUIR LAS TENSIONES INTERNAS QUE SE HAYAN ORIGINADO Y QUE PODRÍAN PRODUCIR DEFORMACIONES EN LAS PIEZAS UNA VEZ ACABADAS. SE REALIZA A TEMPERATURAS NO MUY ALTAS, POR DEBAJO DEL AC1, LO QUE PERMITE ELIMINACIÓN DE TENSIONES INTERNAS A 700° Y UNA MEDIA HORA, Y TAMBIÉN UNA ATENUACIÓN O ALIVIO DE TENSIONES, DESDE LOS 700° HACIA ABAJO. LA ÚNICA DISTINCIÓN QUE EXISTE ENTRE ESTAS DOS FORMAS DE RECOCIDO ES QUE, EN EL PRIMER CASO, SE ELIMINAN UNA MAYOR CANTIDAD DE TENSIONES INTERNAS QUE EN EL SEGUNDO. EL PRIMER CASO ES EL MÁS UTILIZADO EN LA INDUSTRIA. RECOCIDO DE RESTAURACIÓN.-EFECTUADO POR DEBAJO DEL AC CON EL FIN DE RESTAURAR, POR LO MENOS PARCIALMENTE LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS SIN MODIFICACIÓN APARENTE DE LA ESTRUCTURA (DISMINUCIÓN DE DUREZA, RESISTIVIDAD, ACRITUD, ETC.). RECOCIDO DE RECRISTALIZACIÓN O CONTRA ACRITUD.-SE DA A LOS ACEROS TRABAJADOS EN FRÍO PARA ELIMINAR LA ACRITUD. LA ACRITUD PRODUCE UNA DISMINUCIÓN EN LAS PROPIEDADES PLÁSTICAS, SEGUIDAS DE UN ENVEJECIMIENTO DEL ACERO. SE PRODUCE UNA PRECIPITACIÓN DE CARBUROS (Fe-C) EN LOS BORDES DE LOS GRANOS, HACIENDO QUE SE PIERDA LA COHESIÓN ENTRE ELLOS. CONSISTE EN UN CALENTAMIENTO A 500°C Ó 700°C SEGUIDO DE UN ENFRIAMIENTO AL AIRE DENTRO DEL HORNO. TEMPLE EL TEMPLE, EN GENERAL, CONSISTE EN SOMETER EL METAL A UN CICLO TÉRMICO QUE COMPRENDA, SU- CESIVAMENTE, UN CALENTAMIENTO DESTINADO A SOLUBILIZAR CIERTOS CONSTITUYENTES DANDO LUGAR A LA FASE ESTABLE A ALTA TEMPERATURA (AUSTENIZACIÓN). UN ENFRIAMIENTO APROPIADO, EFECTUADO DESDE LA TEMPERATURA DE TEMPLE HASTA OTRA MÁS BAJA QUE PUEDE SER DIFERENTE A LA AMBIENTE. PARA LOS ACEROS HIPOEUTECTOIDES, ES DECIR LOS QUE TIENEN ENTRE 0% A 0,8% DE CARBONO, LA TEMPERATURA DE AUSTENIZACIÓN ES AC3 + 50°, DICHOS 50°C SON UN MARGEN DE SEGURIDAD. PARA LOS ACEROS HIPEREUTECTOIDES, ES DECIR 0,8% A 2,06% DE CARBONO, NO SOBREPASAN EL VALOR DE ACM EN LA TEMPERATURA DE AUSTENIZACIÓN. (ACM ES LA TEMPERATURA DE TRANSFORMACIÓN DE LA AUSTENITA, EN EL CASO DE LOS HIPEREUTECTOIDES, POR ENCIMA DE LA CUAL SE OBTIENE AUSTENITA ESTABLE Y POR DEBAJO, LA CEMENTITA APARECE PROGRESIVAMENTE). NADA MÁS PASAR EL AC1, SI TEMPLAMOS EL FE-C" (CEMENTITA PROEUTECTOIDE, VÉASE DIAGRAMA DE FE-C, FIGURA 32), SE NOS QUEDA COMO ESTABA, PERO LA AUSTENITA PASA A MARTENSITA. SI SOBREPASAMOS EL ACM, TODO EL FE-C" SE HA TRANSFORMADO EN AUSTENITA Y, POR TANTO, AL TEMPLARIO, TENDREMOS TODO MARTENSITA. LA DIFERENCIA MÁS IMPORTANTE ENTRE ESTOS DOS MODOS DE OBTENER MARTENSITA ES QUE EL COMPUESTO DE FE-C" Y MARTENSITA ES MUCHO MÁS DURO QUE SI TENEMOS SOLAMENTE MARTENSITA, PERO HABLANDO CRISTALOGRÁFICAMENTE LA MARTENSITA ES MUCHO MÁS DURA QUE LA MEZCLA DE CARBUROS Y MARTENSITA. CON ESTE TRATAMIENTO SE MEJORAN LAS CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS, AUMENTANDO:  RESISTENCIA A LA TRACCIÓN NOTA: ES ACONSEJABLE LA ATENUACIÓN DE TENSIONES A UNA TEMPERATURA DE 400º DURANTE UNAS TRES HORAS MÁS O MENOS. YA QUE LA TEMPERATURA Y EL TIEMPO ESTÁN EN RAZÓN INVERSA: CUANTO MÁS TIEMPO MENOR TENDRÁ QUE SER LA TEMPERATURA DE REALIZACIÓN.

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