MATERIALES UNIVERSIDAD DEL TOLIMA FACULTAD DE TECNOLOGÍAS ABRIL DE 2009
COMPOSICIÓN DE LA CAPA TERRESTRE   <ul><li>Se entiende por capa terrestre o costra terrestre a la capa superficial que env...
FUNDAMENTOS DE LA METALURGIA <ul><li>Los metales se encuentran en depósitos naturales en la capa terrestre. </li></ul><ul>...
MINERALES FERROSOS <ul><li>El hierro (Fe), es el mas importante y el mas usado de todos los metales.  </li></ul><ul><li>En...
MANUFACTURA DEL HIERRO  Y DEL ACERO <ul><li>El Horno Siemens-Martin,  tiene la ventaja de eliminar el fósforo, producir co...
<ul><li>El Horno Eléctrico,  emplea grandes electrodos de grafito para producir un arco de gran intensidad que funde la ca...
<ul><li>El BOF  (mas ampliamente usado) o  Convertidor Básico a Oxigeno,  es el mas común. Grandes avances se han logrado ...
LAMINAS <ul><li>Planchas de acero laminadas en caliente, destinadas a la construcción de silos, ductos, embarcaciones pesq...
TIPOS DE LAMINAS DESCRIPCIÓN FORMATO ESPESOR Kg. Lámina HR A36 2 x 1  CAL. 10 28,1 CAL. 11 24,95 CAL. 12 21,8 1/16 12,46 1...
DESCRIPCIÓN FORMATO ESPESOR XAR PLUS FORA 400BC DILLIDUR 400 FORA 450 HB (Antidesgaste) 1,5 x 5 32 2 x  6 5 6 8 10 12 16 1...
PLATINAS <ul><li>Perfiles de acero de sección rectangular, con superficie lisa. En 6 metros de longitud. Bajo la norma AST...
ESPECIFICACIONES COMERCIALES DIM. Kg. DIM. Kg. DIM. Kg. DIM. Kg. 1/8&quot;X1&quot; 0,634 1/4X3-½&quot; 4,44 3/8X5&quot; 9,...
PERFILES <ul><li>Los  perfiles metálicos  son aquellos productos laminados, fabricados usualmente para su empleo en estruc...
ACEROS <ul><li>El acero es una aleación o mezcla de dos elementos, hierro y carbono, donde el porcentaje de hierro es más ...
ESPECIFICACIONES DEL ACERO <ul><li>AISI     </li></ul><ul><li>Instituto Americano del Hierro y el Acero   </li></ul>SAE   ...
<ul><li>Clasificación según el Carbón y Aleación  Especificación N° </li></ul><ul><li>Acero al Carbón             10XX </l...
<ul><li>Clasificación según el Carbón y Aleación  Especificación N° </li></ul><ul><li>Acero al Níquel - Molibdeno  46XX </...
<ul><li>Las clasificaciones AISI y SAE utilizan cuatro dígitos para designar al tipo de acero y lo identifican así: </li><...
<ul><li>Carbón (C) :  Es el elemento de aleación mas efectivo, eficiente y de bajo costo. El carbón es el elemento respons...
<ul><li>Silicio (Si):  Es un formador de ferrita y se usa para  desoxidar , también  aumenta la capacidad de endurecimient...
<ul><li>Molibdeno (Mo) :   Aumenta fuertemente la profundidad de endurecimiento del acero , así como su resistencia al imp...
<ul><li>Vanadio (V):   </li></ul><ul><li>Aumenta la capacidad de endurecimiento , también es un formador de carburos que i...
<ul><li>Titanio (Ti):   </li></ul><ul><li>También se utiliza para  estabilizar y desoxidar acero .  </li></ul><ul><li>Tung...
MINERALES NO FERROSOS <ul><li>Cobre: </li></ul><ul><li>El  cobre  es un elemento químico de número atómico 29 y símbolo  C...
<ul><li>Aluminio: </li></ul><ul><li>El  aluminio  es el elemento químico, de símbolo  Al  y número atómico 13. Con el 8,13...
<ul><li>Bronce: </li></ul><ul><li>El  bronce  es el nombre con el que se denominan toda una serie de aleaciones metálicas ...
<ul><li>Latón: </li></ul><ul><li>Es  una aleación de cobre y zinc. El latón es más duro que el cobre, es dúctil y puede fo...
TAREAS POR REALIZAR <ul><li>Consultar qué es?: </li></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Acero Efervescente   </li></ul></ul></ul>...
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Presentación de los materiales más utilizados en la industria metalmecánica.

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Materiales

  1. 1. MATERIALES UNIVERSIDAD DEL TOLIMA FACULTAD DE TECNOLOGÍAS ABRIL DE 2009
  2. 2. COMPOSICIÓN DE LA CAPA TERRESTRE <ul><li>Se entiende por capa terrestre o costra terrestre a la capa superficial que envuelve a la tierra hasta una profundidad de 16 Km. </li></ul><ul><li>Algunas zonas de esta capa o costra contienen altas concentraciones de metales a los que se les conoce como depósitos minerales. </li></ul><ul><li>La  extracción de estos minerales se conoce como minería y se lleva a cabo mediante los sistemas de excavación subterránea o de tiro abierto. </li></ul>
  3. 3. FUNDAMENTOS DE LA METALURGIA <ul><li>Los metales se encuentran en depósitos naturales en la capa terrestre. </li></ul><ul><li>A estos depósitos se les conoce como minerales. </li></ul><ul><li>La mayoría de los minerales en estado natural están contaminados con impurezas, las cuales deben ser removidas o eliminadas mediante procesos químicos o mecánicos para purificarlos. </li></ul><ul><li>Los metales que se extraen de los minerales son denominados como metales vírgenes o primarios. </li></ul><ul><li>Los metales que se obtienen de la chatarra se les denomina metales secundarios. </li></ul>
  4. 4. MINERALES FERROSOS <ul><li>El hierro (Fe), es el mas importante y el mas usado de todos los metales. </li></ul><ul><li>En el mundo se produce un tonelaje 20 veces mayor de hierro que de todo el resto de los metales. Algunas de las razones : </li></ul><ul><ul><li>En el mundo existen grandes depósitos de mineral ferroso de alta ley. </li></ul></ul><ul><ul><li>El mineral ferroso es relativamente fácil de reducir. </li></ul></ul><ul><ul><li>El hierro combinado con el carbón forma una importante cadena de aleaciones útiles. </li></ul></ul>
  5. 5. MANUFACTURA DEL HIERRO Y DEL ACERO <ul><li>El Horno Siemens-Martin, tiene la ventaja de eliminar el fósforo, producir composiciones de acero mas exactas y utilizar chatarra, lo cual es cada vez mas útil dada la importancia que ha alcanzado el reciclaje. </li></ul>
  6. 6. <ul><li>El Horno Eléctrico, emplea grandes electrodos de grafito para producir un arco de gran intensidad que funde la carga, La ventaja de este horno se fundamenta en que es mucho mas sencillo mantener y controlar en su interior la atmósfera ya sea oxidante o reductora; El fósforo se puede eliminar con una escoria oxidante y el azufre con escoria reductora. </li></ul>
  7. 7. <ul><li>El BOF (mas ampliamente usado) o Convertidor Básico a Oxigeno, es el mas común. Grandes avances se han logrado en los procesos de aceración gracias al uso de inyección de oxigeno puro en lugar de aire; este método permite la producción de grandes toneladas de acero con bajo contenido de nitrógeno. </li></ul>
  8. 8. LAMINAS <ul><li>Planchas de acero laminadas en caliente, destinadas a la construcción de silos, ductos, embarcaciones pesqueras, vagones, estructuras y otros usos en general. </li></ul>
  9. 9. TIPOS DE LAMINAS DESCRIPCIÓN FORMATO ESPESOR Kg. Lámina HR A36 2 x 1 CAL. 10 28,1 CAL. 11 24,95 CAL. 12 21,8 1/16 12,46 1/8 24,93 3/16 37,39 4 x 6´ 1/4 49,85 5/16 62,31 3/8 74,78 7/16 87,24 1/2 99,7 9/16 112,16 6 x 20´ 5/8 124,63 11/16 137,09 3/4 149,55 13/16 162,01 7/8 174,48 15/16 186,94 1 199,4
  10. 10. DESCRIPCIÓN FORMATO ESPESOR XAR PLUS FORA 400BC DILLIDUR 400 FORA 450 HB (Antidesgaste) 1,5 x 5 32 2 x 6 5 6 8 10 12 16 19 25 38
  11. 11. PLATINAS <ul><li>Perfiles de acero de sección rectangular, con superficie lisa. En 6 metros de longitud. Bajo la norma ASTM-A36. </li></ul><ul><li>Usos: Para uso en mediana y gran industria metalmecánica, carrocerías, partes, cerrajería, talleres, etc. </li></ul>
  12. 12. ESPECIFICACIONES COMERCIALES DIM. Kg. DIM. Kg. DIM. Kg. DIM. Kg. 1/8&quot;X1&quot; 0,634 1/4X3-½&quot; 4,44 3/8X5&quot; 9,95 3/4X1 3,8 1/8&quot;X1½&quot; 0,95 1/4X4&quot; 5,06 3/8X6&quot; 11,39 3/4X1½ 5,7 1/8&quot;X2&quot; 1,264 1/4X5&quot; 6,33 1/2X1&quot; 2,53 3/4X2 7,59 3/16&quot;X1&quot; 0,95 1/4X6&quot; 7,6 1/2X1½&quot; 3,8 3/4X2½ 9,5 3/16&quot;X1½&quot; 1,425 3/8X1&quot; 1,91 1/2X2&quot; 5,06 3/4X3 11,39 3/16&quot;X2&quot; 1,897 3/8X1½&quot; 2,86 1/2X2½&quot; 6,33 3/4X3½ 13,29 1/4X1&quot; 1,27 3/8X2&quot; 3,8 1/2X3&quot; 7,6 3/4X4 15,18 1/4X1½&quot; 1,91 3/8X2½&quot; 4,75 1/2X3-1/2&quot; 8,86 3/4X5 18,98 1/4X2&quot; 2,63 3/8X3&quot; 5,7 1/2X4&quot; 10,12 3/4X6 22,77 1/4X2½&quot; 3,16 3/8X3½&quot; 6,64 1/2X5&quot; 12,65 1/4X3&quot; 3,8 3/8X4&quot; 7,6 1/2X6&quot; 15,18
  13. 13. PERFILES <ul><li>Los perfiles metálicos son aquellos productos laminados, fabricados usualmente para su empleo en estructuras de edificación, o de obra civil. Se distinguen: </li></ul><ul><ul><ul><li>Perfil IPN </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Perfil IPE </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Perfil HE </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Perfil UPN </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Perfil L </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Perfil LD </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Perfil T </li></ul></ul></ul>Ver Tabla Anexa
  14. 14. ACEROS <ul><li>El acero es una aleación o mezcla de dos elementos, hierro y carbono, donde el porcentaje de hierro es más del 98% y el porcentaje de carbono raras veces supera el 1% de la aleación. Aparte de estos dos componentes, hay pequeñas cantidades de otros elementos, que en algunos casos se consideran impurezas, tales como el fósforo y el azufre, y en otros son agregados para mejorar las prestaciones. </li></ul>
  15. 15. ESPECIFICACIONES DEL ACERO <ul><li>AISI    </li></ul><ul><li>Instituto Americano del Hierro y el Acero </li></ul>SAE   Sociedad de Ingenieros Automotrices ASTM    Sociedad Americana de Pruebas y Materiales ASME    Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos
  16. 16. <ul><li>Clasificación según el Carbón y Aleación Especificación N° </li></ul><ul><li>Acero al Carbón            10XX </li></ul><ul><li>Acero al Carbón  Resulfurizado           11XX </li></ul><ul><li>Acero al Carbón  Refosforizado y Resulfurizado.       12XX </li></ul><ul><li>Acero al Manganeso.    13XX </li></ul><ul><li>Acero al Níquel     2XXX </li></ul><ul><li>Acero al Níquel - Cromo       31XX </li></ul><ul><li>Acero al Alto Níquel – Cromo 33XX </li></ul><ul><li>Acero al Carbón – Molibdeno 40XX </li></ul><ul><li>Acero al Cromo - Molibdeno 41XX </li></ul><ul><li>Acero al Cromo - Níquel - Molibdeno   43XX </li></ul>
  17. 17. <ul><li>Clasificación según el Carbón y Aleación Especificación N° </li></ul><ul><li>Acero al Níquel - Molibdeno 46XX </li></ul><ul><li>Acero al Alto Níquel - Molibdeno 48XX </li></ul><ul><li>Acero al Bajo Cromo     50XX </li></ul><ul><li>Acero al Cromo      51XX </li></ul><ul><li>Acero al Carbón - Cromo    52XX </li></ul><ul><li>Acero al Cromo - Vanadio    61XX </li></ul><ul><li>Acero al Bajo Níquel - Cromo - Molibdeno  86XX </li></ul><ul><li>Acero para Resortes al Silicio – Manganeso 92XX </li></ul><ul><li>Acero al Níquel - Cromo - Molibdeno   93XX </li></ul><ul><li>Acero al Boro BXX </li></ul><ul><li>Acero al Boro – Vanadio XXBVXX </li></ul>
  18. 18. <ul><li>Las clasificaciones AISI y SAE utilizan cuatro dígitos para designar al tipo de acero y lo identifican así: </li></ul><ul><li>Primer dígito: Es un número con el que se indica el elemento predominante de aleación. </li></ul><ul><ul><li>1: Carbón 5: Cromo </li></ul></ul><ul><ul><li>2: Níquel 6: Cromo </li></ul></ul><ul><ul><li>3: Níquel-Cromo 8: Níquel-Cromo-Molibdeno </li></ul></ul><ul><ul><li>4: Molibdeno-Vanadio 9: Silicio-Magnesio. </li></ul></ul><ul><li>Segundo dígito: Es un número que indica el porcentaje aproximado en peso del elemento de aleación, señalado en el primer dígito. Por ejemplo un acero 2540, indica que tiene aleación de níquel y que esta es del 5%. </li></ul><ul><li>Los dígitos 3 y 4: Indican el contenido promedio de carbono en centésimas, así en el ejemplo anterior se tendría que un acero 2540 es un acero con 5% de níquel y .4% de carbón. </li></ul>
  19. 19. <ul><li>Carbón (C) : Es el elemento de aleación mas efectivo, eficiente y de bajo costo. El carbón es el elemento responsable por la alta dureza y alta resistencia del acero. </li></ul>EFECTO DE ALGUNOS ELEMENTOS DE ALEACION EN LOS ACEROS <ul><li>Manganeso (Mn): El Manganeso se usa para desoxidar y aumentar la capacidad de endurecimiento del acero. </li></ul>
  20. 20. <ul><li>Silicio (Si): Es un formador de ferrita y se usa para desoxidar , también aumenta la capacidad de endurecimiento mejorando las propiedades mecánicas del acero. </li></ul><ul><li>Cromo (Cr) : Es un formador de ferrita y aumenta la profundidad de endurecimiento ; también aumenta la resistencia a altas temperaturas y a la corrosión . </li></ul><ul><li>Níquel (Ni) : Este elemento aumenta la tenacidad y resistencia al impacto . </li></ul><ul><li>Cobre (Cu): Mejora la resistencia a la corrosión de aceros al carbón. </li></ul><ul><li>Aluminio (Al) : Se usa principalmente como desoxidante en la elaboración de acero . </li></ul>
  21. 21. <ul><li>Molibdeno (Mo) : Aumenta fuertemente la profundidad de endurecimiento del acero , así como su resistencia al impacto, por eso es el elemento mas afectivo para mejorar la resistencia del acero a las bajas temperaturas, reduciendo, además, la perdida de resistencia por templado. </li></ul><ul><li>Fósforo (P): Se considera un elemento perjudicial en los aceros, ya que reduce la ductilidad y la resistencia al impacto . Sin embargo, en algunos aceros se agrega deliberadamente para aumentar su resistencia a la tensión y mejorar la maquinabilidad . </li></ul>
  22. 22. <ul><li>Vanadio (V): </li></ul><ul><li>Aumenta la capacidad de endurecimiento , también es un formador de carburos que imparten resistencia al desgaste en aceros herramientas. </li></ul><ul><li>Azufre (S): </li></ul><ul><li>También se considera como elemento perjudicial en las aleaciones de acero. Sin embargo, en ocasiones se agrega hasta 0.25% de azufre para mejorar la maquinabilidad . </li></ul><ul><li>Boro (B): </li></ul><ul><li>Se utiliza básicamente para aumentar la capacidad de endurecimiento cuando el acero esta totalmente desoxidado. </li></ul><ul><li>Columbio (Nb) (Ta): Debido a que el carbón disminuye la resistencia anticorrosiva en los inoxidables al agregar Columbio, el cual tiene mayor afinidad con el carbón que el cromo, este queda libre para cumplir con su función anticorrosiva . </li></ul>
  23. 23. <ul><li>Titanio (Ti): </li></ul><ul><li>También se utiliza para estabilizar y desoxidar acero . </li></ul><ul><li>Tungsteno (W) : Se utiliza para impartir gran resistencia a alta temperatura. El Tungsteno también brinda al acero una gran resistencia al desgaste para aplicaciones de revestimiento duro o en acero herramienta . </li></ul><ul><li>Cobalto (Co) : </li></ul><ul><li>Este elemento encuentra su uso en aplicaciones donde se requiere un revestimiento duro para servicio a alta temperatura . </li></ul><ul><li>Plomo (Pb) : </li></ul><ul><li>Se agrega plomo a muchos tipos de acero para mejorar la maquinabilidad . </li></ul>
  24. 24. MINERALES NO FERROSOS <ul><li>Cobre: </li></ul><ul><li>El cobre es un elemento químico de número atómico 29 y símbolo Cu . </li></ul><ul><li>Es uno de los metales más importantes industrialmente. De coloración rojiza es dúctil, maleable y buen conductor de la electricidad. </li></ul><ul><li>Presenta una conductividad eléctrica y térmica muy alta, sólo superada por el oro en conductividad eléctrica y la plata en conductividad térmica. </li></ul>
  25. 25. <ul><li>Aluminio: </li></ul><ul><li>El aluminio es el elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Con el 8,13 % es el elemento metálico más abundante en la corteza terrestre. </li></ul><ul><li>Su ligereza, conductividad eléctrica, resistencia a la corrosión y bajo punto fusión le convierten en un material idóneo para multitud de aplicaciones, especialmente en aeronáutica. </li></ul>
  26. 26. <ul><li>Bronce: </li></ul><ul><li>El bronce es el nombre con el que se denominan toda una serie de aleaciones metálicas que tienen como base el cobre, entre un 3-20% de estaño y proporciones variables de otros elementos como zinc, aluminio, antimonio, fósforo. Otros elementos con características de dureza superiores al cobre hacen mejorar sus propiedades mecánicas. </li></ul>
  27. 27. <ul><li>Latón: </li></ul><ul><li>Es una aleación de cobre y zinc. El latón es más duro que el cobre, es dúctil y puede forjarse en planchas finas. Antiguamente se llamaba latón a cualquier aleación de cobre, en especial la realizada con estaño. Es posible que el latón de los tiempos antiguos estuviera hecho con cobre y estaño. La aleación actual comenzó a usarse hacia el siglo XVI. </li></ul>
  28. 28. TAREAS POR REALIZAR <ul><li>Consultar qué es?: </li></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Acero Efervescente </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Acero Semi-Efervescente </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Acero Calmado </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Acero Semi-Calmado </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Acero desoxidado al Vacío </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><li>Consultar cuales son las propiedades de los aceros: </li></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Mecánicas </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Físicas </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Corrosivas </li></ul></ul></ul></ul></ul>
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