Materiales para los procesos de

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Materiales para los procesos de

  1. 1. Materiales para los procesos de fabricación con arranque de viruta • Aceros • Al carbono • Aleados ( de baja y alta aleación) • Inoxidables • Fundiciones • Gris • Blanca • Nodular • Aleaciones de aluminios • Con silicio • Con magnesio • Con cobre • Con cinc • Aleaciones de cobre, laminados o fundidos • Con cinc (latón) • Estaño,aluminios,níquel (bronces) • Sintéticos • Poliamidas • Technill
  2. 2. Para su correcta aplicación, se debe conocer: <ul><li>- Características, usos y aplicaciones , </li></ul><ul><li>propiedades y comportamiento , </li></ul><ul><li>tratamientos que mejoran sus propiedades, </li></ul><ul><li>especificaciones según Normas, </li></ul><ul><li>identificación, condiciones para maquinabilidad, etc . </li></ul>
  3. 3. <ul><li>Aceros </li></ul><ul><li>El acero es una aleación formada principalmente </li></ul><ul><li>por dos elementos, que son el hierro y el carbono, </li></ul><ul><li>en que este último se encuentra en presente en </li></ul><ul><li>un porcentaje menor que 2 % aprox. </li></ul><ul><li>. </li></ul>
  4. 4. <ul><li>Los átomos de estos elementos se encuentran </li></ul><ul><li>íntimamente integrados y forman una </li></ul><ul><li>microestructura bien definida que le da las </li></ul><ul><li>racterísticas especiales a este material. </li></ul>
  5. 5. <ul><li>el modelo de ordenamiento de </li></ul><ul><li>los átomos de carbono y de hierro. Los átomos de </li></ul><ul><li>hierro corresponden a los blancos y los átomos de </li></ul><ul><li>carbono a los más pequeños. Estos se introducen </li></ul><ul><li>en los espacios que quedan en la estructura </li></ul><ul><li>cristalina del hierro </li></ul>
  6. 7. un modelo de un tipo de estructura cristalina de los metales
  7. 8. <ul><li>El acero es un material de gran aplicabilidad, ya </li></ul><ul><li>sea para diferentes procesos tecnológicos </li></ul><ul><li>(plegado, corte, maquinado, embutido, etc.) como </li></ul><ul><li>para el diseño de diferentes piezas o elementos </li></ul><ul><li>mecánicos que requieran de distintos niveles de </li></ul><ul><li>resistencia mecánica, u otras propiedades, de </li></ul><ul><li>acuerdo al uso que se pretende darle. </li></ul><ul><li>Lo que definen en gran medida el uso a que va a </li></ul><ul><li>ser destinado, este material, es su porcentaje de </li></ul><ul><li>carbono. </li></ul>
  8. 9. <ul><li>A menor % de carbono el material es “ suave “ y </li></ul><ul><li>dúctil </li></ul><ul><li>A mayor % de carbono el material, es más </li></ul><ul><li>resistente pero también aumenta su fragilidad </li></ul>
  9. 10. <ul><li>Si la aleación contiene principalmente hierro y carbono, se denomina </li></ul><ul><li>acero al carbono o acero no aleado. </li></ul>
  10. 11. <ul><li>Si contiene además elementos, en porcentajes significativos, de níquel, cromo, vanadio, tungsteno, manganeso, molibdeno, se denominan </li></ul><ul><li>aceros aleados . </li></ul>
  11. 12. <ul><li>Los aceros aleados aumentan significativamente, la resistencia mecánica y otras propiedades, de tal manera que aumenta la aplicabilidad de este material. </li></ul>
  12. 13. <ul><li>También los aceros, son susceptibles de mejorar sus propiedades, a través de </li></ul><ul><li>tratamientos térmicos. </li></ul>
  13. 14. tratamientos térmicos <ul><li>Estos son procesos de calentamiento y enfriamiento en forma controlada, y en medios adecuados, de tal manera que se logra modificar la estructura interna del material y con esto se mejoran sus propiedades. </li></ul><ul><li>Los tratamientos térmicos más conocidos son: </li></ul><ul><li>Temple, revenido, recocido, normalizado, </li></ul><ul><li>cementación, nitruración </li></ul>
  14. 15. Clasificacion de los aceros según normas <ul><li>Normas americanas : </li></ul><ul><li>S.A.E ( Society of automotive Engineers) </li></ul><ul><li>Estas son normas americanas y usan un sistema </li></ul><ul><li>de numeración de 4 dígitos. Los dos últimos </li></ul><ul><li>indican el número de centésimas por ciento, del </li></ul><ul><li>contenido de carbono y los dos primeros indican </li></ul><ul><li>el tipo de acero según los elementos que </li></ul><ul><li>contiene. </li></ul><ul><li>Ej.- SAE 1045 : </li></ul><ul><li>10 = Acero al carbono (sin elementos espec.) </li></ul><ul><li>45 = 0,45 % de carbono </li></ul>
  15. 16. <ul><li>La norma AISI, además de los 4 dígitos, usa un </li></ul><ul><li>prefijo, para designar el procedimiento por el cual </li></ul><ul><li>fue obtenido el acero. estos prefijos indican lo </li></ul><ul><li>siguiente : </li></ul>A : Acero aleado Siemmens Básico B : Acero al carbono Bessemer ácido C : Acero al carbono Siemmens Básico D : Acero al carbono Siemmens ácido E : Acero al horno eléctrico Q : Acero de forja
  16. 18. Normas Alemanas (DIN) <ul><li>1.1.- Clasificacion de los aceros segun </li></ul><ul><li>normas </li></ul><ul><li>En la EURONORM se hace la subdivisión de los </li></ul><ul><li>tipos de acero según su composición química y </li></ul><ul><li>sus propiedades. </li></ul>
  17. 19. <ul><li>Aceros no aleados . El porcentaje aleado no alcanza los límites indicados en la tabla que se indica a continuación. </li></ul>
  18. 20. <ul><li>Aceros aleados . El porcentaje de un elemento aleado alcanza o sobrepasa, como mínimo en un elemento, el límite fijado. </li></ul>
  19. 22. <ul><li>Subdivisión según las propiedades al uso . </li></ul><ul><li>Según el uso, se clasifican en aceros básicos, aceros de calidad y aceros finos. </li></ul><ul><li>Los aceros básicos son de escasa pureza y homogeneidad de textura. No están aleados ni son adecuados para tratamiento térmico (bonificado, temple superficial). </li></ul><ul><li>Los aceros de calidad presentan una pureza mayor y unas características superficiales </li></ul><ul><li>mejores que los aceros básicos. Pueden ser no aleados o aleados </li></ul><ul><li>Los aceros de calidad no aleados son en general aceros de construcción para plegar y </li></ul><ul><li>perfilar en frío, barras y alambre laminado para estirado y chapas para embutición profunda, así como aceros para conformación en frío y en caliente. </li></ul>
  20. 23. <ul><li>Los aceros finos poseen un bajo contenido de </li></ul><ul><li>inclusiones no metálicas. Los aceros finos no </li></ul><ul><li>aleados son apropiados para el tratamiento </li></ul><ul><li>térmico, siendo, los aleados, aceros de </li></ul><ul><li>construcción de grano fino con un límite de </li></ul><ul><li>fluencia garantizado, de 420 N/mm2 como </li></ul><ul><li>mínimo. Se emplean para aceros de construcción, </li></ul><ul><li>aceros para herramientas y aceros con </li></ul><ul><li>propiedades especiales. </li></ul>
  21. 24. <ul><li>Designación de los aceros no aleados </li></ul><ul><li>Los aceros no aleados, se designan indicando la resistencia a la tracción o su contenido en carbon. </li></ul>
  22. 25. <ul><li>A los aceros básicos y a los aceros de calidad no aleados, denominados «aceros de construcción en general», se les asignan las letras St y el índice de la calidad (este número, multiplicado por 9,81 y redondeado, da como resultado la resistencia garantizada mínima a la tracción, en N/mm2), así como la cifra característica del grupo de calidad. Excepciones: St2, St3, St4 según DIN 1624. </li></ul>
  23. 26. <ul><li>Ejemplos: </li></ul><ul><li>St 37.2 </li></ul><ul><li>Es un acero corriente de construcción con 37X 9,81 N/mm2 = 360 N/mm2 de resistencia a la tracción y grupo de calidad 2 </li></ul><ul><li>StE 36 </li></ul><ul><li>Si en los aceros de construcción se da importancia al limite de elasticidad, se pone detrás de St la letra E. La cifra característica indica entonces el limite de fluencia. </li></ul><ul><li>C 55 </li></ul><ul><li>A los aceros de calidad no aleados, adecuados para el tratamiento térmico, se les asigna el símbolo C con la cifra característica del carbono, que es el contenido en carbono multiplicado por 100. </li></ul><ul><li>Ck 45: Cf 53: Cm 35: Cq 35 </li></ul><ul><li>Para caracterizar la diferencia de los aceros finos no aleados, detrás de la C se ponen letras con los siguientes significados: </li></ul><ul><li>k = Aceros finos con bajo contenido en fósforo y azufre </li></ul><ul><li>f = Acero para temple a la llama y por inducción </li></ul><ul><li>m = Aceros finos con indicación del contenido máximo y mínimo de azufre. </li></ul><ul><li>q = Aceros de cementación y bonificación adecuados para recalcado en frío. </li></ul>
  24. 27. <ul><li>Designación de los aceros aleados </li></ul><ul><li>Los aceros aleados se designan según su composición química </li></ul><ul><li>Aceros de baja aleación , la suma de los componentes aleados está por debajo del 5% de la masa. </li></ul>
  25. 28. <ul><li>Aceros de alta aleación son los que poseen unos componentes aleados en proporción superior al 5%. Antes de la indicación del material se pone una X. </li></ul><ul><li>En general la abreviatura que especifica a los aceros aleados , contienen letras que son los símbolos químicos del o de los elementos aleados y números que indican el % en que están presentes estos elementos. </li></ul><ul><li>El contenido medio nominal de los elementos aleados resulta de dividir el número característico por el ultiplicador fijado para este elemento. </li></ul><ul><li>Porcentaje = Número característico de la </li></ul><ul><li>aleación / Multiplicador </li></ul>
  26. 29. Multiplicador para las substancias añadidas <ul><li>Los multiplicadores no son los mismos para todos los elementos aleados. Se colocan detrás de la abreviatura de la aleación, en la misma secuencia que aquellos . </li></ul>
  27. 30. Ejemplo <ul><li>Acero de cementación aleado 20 MnCr 5 . </li></ul><ul><li>El porcentaje de carbono es 20/100 = 0,2 % </li></ul><ul><li>Los elementos de aleación son el manganeso y el cromo. </li></ul><ul><li>El porcentaje de manganeso es 5/4 = 1,25% </li></ul><ul><li>El porcentaje de cromo, no se especifica </li></ul>
  28. 31. <ul><li>Aceros de alta aleación </li></ul><ul><li>Son aceros con más del 5% en masa de componentes aleados. Antes de la indicación del material se pone una X. </li></ul><ul><li>Todos los componentes de la aleación poseen el multiplicador1; para el </li></ul><ul><li>carbono es 100. </li></ul><ul><li>Ejemplo: acero inoxidable X 5 CrNiMo 18 13. </li></ul><ul><li>Porcentaje de carbono = 0,05 % </li></ul><ul><li>Porcentaje de cromo = 18 % </li></ul><ul><li>Porcentaje de Níquel = 13 % </li></ul><ul><li>Porcentaje de Molibdeno = no se especifica </li></ul>
  29. 32. <ul><li>Aceros para tornos automáticos (Fabricación en grandes series) </li></ul><ul><li>Los aceros para tornos automáticos son aceros de calidad no aleados o de baja aleación. Se utilizan para la fabricación de piezas con tornos automáticos y deben desprender viruta corta . </li></ul><ul><li>Fundamentalmente mediante un mayor contenido de azufre (hasta 0,2%), se consigue una buena mecanizabilidad. Las influencias de la sulfuración son causa de la rotura de la viruta. La adición de plomo mejora la calidad superficial. </li></ul><ul><li>Ejemplos: 10 S 20; 11 SMn 28; 11 SMnPb 28. </li></ul>
  30. 33. Acero moldeado <ul><li>Ejemplo: Acero moldeado para aplicaciones </li></ul><ul><li>generales según DIN 1681, </li></ul><ul><li>GS - 45 : Resistencia a la tracción, de 450 N/mm2 </li></ul><ul><li>Ejemplo: Acero moldeado resistente al calor, </li></ul><ul><li>según DIN 17245 </li></ul><ul><li>GS-22Mo4 : 0,22% de C - 1% de Mo </li></ul><ul><li>Resistente hasta 550ºC </li></ul>Se trata de un acero obtenido por proceso de colado, y puede ser no aleado o aleado.
  31. 34. <ul><li>Aceros inoxidables </li></ul><ul><li>Los aceros inoxidables poseen un contenido de </li></ul><ul><li>cromo del 11,5% como mínimo. </li></ul><ul><li>De esta forma se designan una serie de aceros </li></ul><ul><li>de alta aleación, que se caracterizan por su </li></ul><ul><li>estabilidad frente a las substancias que atacan </li></ul><ul><li>químicamente (agua, aire, gases ácidos y lejías). </li></ul>
  32. 35. <ul><li>Efecto del Cromo </li></ul><ul><li>Cuando se agrega al hierro cantidades de cromo </li></ul><ul><li>iguales o mayores a 11,5%, se forma </li></ul><ul><li>espontáneamente en las superficies expuestas al </li></ul><ul><li>aire una delgada, plateada y altamente adherente </li></ul><ul><li>capa de óxido de cromo. </li></ul><ul><li>Esta fina película actúa como una barrera para </li></ul><ul><li>retardar futura oxidación o corrosión. El acero no </li></ul><ul><li>puede oxidarse y por ello su nombre de ACERO </li></ul><ul><li>INOXIDABLE. </li></ul>
  33. 36. <ul><li>Clasificación : </li></ul><ul><li>2.1.1.-Aceros Inoxidables de Cromo directo </li></ul><ul><li>Existen cerca de 15 tipos de acero inoxidableccompuestos casi exclusivamente de cromo, hierro y cantidades controladas de carbono. </li></ul><ul><li>Estos son los que se conocen como la A pesar de que usualmente se los conoce como Aceros Inoxidables tipo &quot;CROMO DIRECTO&quot;, se pueden agregar pequeñas cantidades de otros elementos para proporcionar dureza, resistencia, facilidad de maquinado, etc. Los tres tipos que se indican aquí, 410, 430 y 446, se usan mucho en toda la industria. </li></ul><ul><li>En lo que respecta a la aleación, la única diferencia entre ellos consiste en la cantidad de cromo que se ha agregado al hierro, que va del 11,5% al 29% . </li></ul>&quot;serie 400&quot;. Los aceros inoxidables de la serie 400 son altamente magnéticos .
  34. 37. <ul><li>Los aceros inoxidables de la serie 400 se usan </li></ul><ul><li>para fabricar productos tales como : </li></ul><ul><li>hojas de rasurar, cuchillería, asientos para válvulas, bombas, compuertas de presas, componentes de motores jet y muchos otros productos de uso común. </li></ul>Usos comunes de la serie 400
  35. 38. <ul><li>2.1.2.- Aceros Inoxidables al Cromo Níquel </li></ul><ul><li>La adición de níquel a la aleación básica de hierro/cromo, da como resultado los aceros inoxidables de la serie 300, comúnmente conocidos como tipos &quot;cromo níquel&quot;. </li></ul><ul><li>Originalmente, las composiciones de cromo y níquel se componían de 18% de Cr y 8% de Ni - de aquí el término tan usado de &quot;inoxidable 18/8&quot;. Dos puntos que se deben recordar a propósito de los metales base de la serie 300 : Todos ellos contienen níquel y al revés de la serie 400, son no magnéticos </li></ul><ul><li>Números AISI comunes dentro de la serie 300 : </li></ul><ul><li>301, 302, 302B, 303, 303SE, 304, 305, 308, 309, </li></ul><ul><li>310, 312,316, 317, 321, 347, 304L, 308L, 316L. </li></ul>
  36. 39. <ul><li>2.1.3.2.-Clasificación por aspectos </li></ul><ul><li>Metalúrgicos </li></ul><ul><li>Desde el punto de vista metalúrgico, los aceros inoxidables están agrupados dentro de tres tipos básicos de acuerdo a su microestructura: </li></ul><ul><li>Martensíticos, Ferríticos y Austeníticos. </li></ul><ul><li>Martensíticos: </li></ul><ul><li>Estos aceros contienen entre 11 ,5% y 18% de cromo, como su principal elemento de aleación. Algunos ejemplos de este grupo son los aceros martensíticos AlSl 410, 416, 420, 431, 501 y 502. Su campo de acción está en piezas que están sometidas a corrosión y que requieren de cierta resistencia mecánica. </li></ul><ul><li>Se utilizan generalmente en aletas para turbinas, rodetes de turbinas hidráulicas, fundiciones resistentes a la corrosión, cuchillería, piezas de válvulas, etc. </li></ul>
  37. 40. <ul><li>Ferríticos : </li></ul><ul><li>Los aceros inoxidables ferríticos, contienen entre 17% y 27% de cromo. Ejemplos de éstos son los aceros AlSl 405, 430, 442, 446. </li></ul><ul><li>Estos aceros no se endurecen por tratamiento térmico, sino sólo moderadamente mediante trabajo en frío. Son magnéticos al igual que los martensíticos. </li></ul><ul><li>Pueden trabajarse en frío o en caliente, pero alcanzan su máxima suavidad, ductilidad y resistencia a la corrosión en la condición de recocido. </li></ul><ul><li>Como los aceros ferríticos se pueden deformar fácilmente en frío, se utilizan mucho para </li></ul><ul><li>estampados profundos de piezas, como recipientes para industrias químicas y alimenticias, y para adornos arquitectónicos o automotrices. </li></ul>
  38. 41. <ul><li>Austeníticos: </li></ul><ul><li>Estos son los aceros inoxidables al cromo – níquel (tipo 3XX) y al cromo-níquel-manganeso (tipo 2XX). Son esencialmente no magnéticos en la condición de recocido y no endurecen por tratamiento térmico. </li></ul><ul><li>El contenido total de níquel y cromo es de por lo menos 23%. Se pueden trabajar fácilmente en caliente o en frío. </li></ul><ul><li>Son muy resistentes al impacto y difíciles de maquinar. </li></ul><ul><li>De todos los aceros inoxidables, éstos son los que tienen la mejor resistencia a elevadas temperaturas y a la formación de escamas. </li></ul><ul><li>Su resistencia a la corrosión suele ser mejor que la de los aceros martensíticos o ferríticos. </li></ul>

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