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Ti1 T9 Materiales Ferricos

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Tema de Materiales férricos, para 1º de Bto. en la asignatura de Tecnología Industrial I

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Ti1 T9 Materiales Ferricos

  1. 1. Unidad 9 Metales ferrosos
  2. 2. Clasificación de los materiales. 2
  3. 3. 9.1. Metales ferrosos o férricos A Principales yacimientos de mineral de hierro Principales yacimientos de mineral de Países productores de mineral de hierro. hierro en España. 3
  4. 4. Tipos de minerales de hierro 4
  5. 5. 9.2. Productos ferrosos 5 Diagrama de hierro-carbono.
  6. 6. Productos ferrosos (continuación) 6
  7. 7. Conceptos importantes. METALURGIA: Ciencia que se encarga del estudio de los metales en general. PRODUCTO METALÚRGICO: Son todos los metales, sus aleaciones y derivados. PROCESO METALÚRGICO: Conjunto de procedimientos y técnicas de extracción y transformación de los productos metalúrgicos. SIDERURGIA: Ciencia que se encarga del estudio de los metales férricos; es decir, es la metalurgia del hierro. PRODUCTO SIDERÚRGICO: Es toda sustancia férrea que ha sufrido un proceso metalúrgico; es decir, el hierro y sus aleaciones. PROCESO SIDERÚRGICO: Conjunto de procedimientos y técnicas de extracción y transformación de los productos siderúrgicos. 7
  8. 8. 9.2.1.- EL HIERRO. Se considera hierro puro aquel que presenta un contenido de carbono inferior al 0,03%. Realmente no tiene casi aplicación por los siguientes motivos: – Es difícil de obtener. – Sus propiedades mecánicas son malas comparándolas con las de el resto de materiales férricos. Sus aplicaciones se limitan a la industria eléctrica y electrónica por sus excelentes propiedades magnéticas Fundamentalmente se utiliza en la construcción de armaduras de máquinas eléctricas como transformadores, inducidos y núcleos de electroimanes. 8
  9. 9. 9.2.2.- EL ACERO El acero es una aleación hierro-carbono ( Fe-C ) con una composición de carbono comprendido entre el 0,03 y 1,76 %. Podemos distinguir dos tipos de acero: - Acero Ordinario - Acero Especial (aleado) 9
  10. 10. EL ACERO (Continuación) Las propiedades de los aceros son las siguientes: • Son dúctiles y maleables. Estas propiedades disminuyen a medida que aumenta el contenido de carbono. • Son tenaces. Ocurre lo mismo que con las propiedades anteriores; es decir, que disminuye a medida que aumenta el contenido de carbono. • La dureza y fragilidad, que se incrementan con el contenido en carbono. • Buena soldabilidad, que disminuyen a medida que aumenta el contenido de carbono. • Se oxidan con facilidad, salvo los aceros inoxidables. • Admiten mejora de sus propiedades mediante la incorporación de otros elementos metálicos a la aleación, o bien mediante tratamientos térmicos. 10
  11. 11. Tipos de acero A Aceros ordinarios Son aquellos aceros cuyo contenido en impurezas es muy bajo (entre el 0,1 y el 0,4%), inferior a un valor concreto normalizado que varía con el tipo de impureza. Clasificación de los aceros según el porcentaje de carbono. Aplicaciones de aceros Aplicaciones de aceros Aplicaciones de aceros suaves y extrasuaves. semisuaves y semiduros. 11 duros y extraduros.
  12. 12. Tipos de acero (Continuación) B Aceros aleados o especiales Son aquellos cuyo contenido en una o varias impurezas es superior al límite establecido para cada tipo de impureza. Con la adición a la aleación de impurezas conseguimos mejorar las propiedades iniciales del acero. Cada tipo de impureza modifica de manera diferente dichas propiedades Las impurezas más utilizadas son las siguientes: • Cromo y Niquel. Para la fabricación de acero inoxidable • Manganeso y Molibdeno. Aumenta la dureza y la resistencia al desgaste, y facilita la templabilidad. • Plomo. Favorece el mecanizado del acero por procedimientos de arranque de viruta. • Vanadio. Aumenta la resistencia a la fatiga y resiliencia. • Wolframio. Proporciona muchísima dureza, y se utiliza para la fabricación de herramientas de corte. 12
  13. 13. Denominación de los aceros. El CENIM (Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas) clasifica a los productos metalúrgicos en cinco CLASES. Cada clase, se divide en varias SERIES, caracterizadas por su tipo de aleación. Las series se dividen en GRUPOS, con características afines y específicas. Y los grupos se dividen en INDIVIDUOS, que definen un producto concreto. Ejemplo: El producto F-1201 corresponde a una aleación férrea, de la serie 1, grupo 2, individuo 01 Designación convencional numérica de los aceros. 13
  14. 14. Presentaciones comerciales del acero  Palastros y Chapas.  Barras.  Perfiles. Perfiles más usuales. Barras más empleadas. Flejes. Perfiles especiales. 14
  15. 15. 9.2.3. Fundiciones Se denomina fundición a la aleación de hierro con un contenido entre el 1,76 y el 6,67% de carbono. Ventajas de la fundición con respecto al acero: – Su fabricación es más sencilla que la del acero, ya que su punto de fusión es más bajo – El carbono se encuentra generalmente en forma de grafito, que es autolubricante, por lo tanto, la mecanización resulta más fácil. – Poseen características mecánicas aceptables: mayor resistencia a la compresión, al desgaste y la oxidación que el acero. – Las piezas de fundición, por su fácil fabricación, son más baratas que las de acero. – Son fácilmente fusibles (de ahí su nombre), y generalmente se utilizan para la obtención de piezas por moldeo. Inconvenientes de la fundición con respecto al acero: – Es un material frágil y quebradizo. – En general, no son dúctiles ni maleables, por tanto, no se pueden laminar. – Tampoco se pueden forjar ni soldar con facilidad. 15
  16. 16. Fundiciones (Continuación) A Clasificación de las fundiciones 16
  17. 17. 9.3. Proceso siderúrgico. 17 Proceso de obtención del acero y otros productos ferrosos.
  18. 18. Proceso siderúrgico.(Continuación) A Materia prima del horno alto  Mineral de hierro  Carbón de coque  Fundente B Funcionamiento del horno alto Partes, medidas y temperaturas aproximadas de un horno alto. Horno alto. 18
  19. 19. C Transformación del arrabio en acero: procedimiento LD  Materia prima que emplea el convertidor LD.  Características del horno convertidor.  Funcionamiento del convertidor. El torpedo de arrabio descarga sobre la cuchara, y esta carga el convertidor para producir acero ( procedimietno LD ) 19
  20. 20. Funcionamiento del convertidor. Funcionamiento del convertidor o procedimiento LD. 20
  21. 21. D Obtención de acero a través de la chatarra. Horno eléctrico. 21 Partes más importantes de un horno eléctrico.
  22. 22. Horno eléctrico.(Continuación)  Materia prima que utiliza el horno eléctrico  Características del horno eléctrico  Funcionamiento del horno eléctrico Exterior de un horno eléctrico en funcionamiento. Esquema de funcionamiento de un horno eléctrico. 22
  23. 23. 9.3.1. Colada del acero  Colada convencional.  Colada sobre lingoteras.  Colada continua. Planta de producción de colada continua. En la fotografía de la izquierda se están produciendo seis coladas simultáneamente. 23
  24. 24. 9.3.2 Trenes de laminación  Laminación en caliente.  Laminación en frío. Funcionamiento de la laminación. 24
  25. 25. Tren de laminación.(Continuación) Esquema de funcionamiento de una instalación de trenes de laminación: 25 1. Tren desbastador; 2. Sección de enfriamiento; 3. Tren de bandas (para fabricación de chapa fina).
  26. 26. 9.4. Impacto medioambiental de los productos ferrosos  A la hora de obtener la materia prima.  Durante la transformación del mineral en producto comercial.  Al desechar o reciclar un producto ferroso usado 26 Factoría de Villaverde.

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