2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos

8/10/2019 2. Materiales Ferrosos y No Ferrosos

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PROCESOS DE

MANUFACTURA1. Materiales Ferrosos y no Ferrosos


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Tipos de materiales

Metales

Ferrosos

Hierrofundido

Acero alcarbn

Acero dealeacin

Acero

inoxidable

No ferrosos

AluminioCobreLatn

BronceZinc

MagnesioTitanioEstaoNquelPlomo

No Metales

Orgnicos

Polmeros

Termoplasticos

Polipropileno

Polietileno

Vinilo

Acrlico

Nylon

Policarbonato

Termoestables

Fenlico

Poliester

Melamina

Uretano

Epoxi

Elastomeros

Cauchonatural

Butilo

Silicona

Neopreno

Otros

CarbnMaderas

Fibra

Papel

Cuero

Inorgnicos

Cermicos

Alumina

Magnesia

Berilio

Carburo

Nitruro

Vidrios

Slice

Calsdica

Otros

Mica

Concreto

Yeso


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Tipos de metales

Metales

Ferrosos

Hierro fundidoAcero al carbn

Acero de aleacin

Acero inoxidable

No ferrosos

Aluminio

Cobre

Latn

Bronce

Zinc

Magnesio

Titanio

Estao

Nquel

Plomo


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Historia

En el ao 3 mil a.C. los egipcios ya disponan de

utensilios de hierro.

En el 1000 a.C. los griegos ya conocan los tratamientos

trmicos para endurecer el hierros.


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PROCESOS DE

MANUFACTURA1.1 Materiales Ferrosos


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Los metales ferrosos

Contienen como elemento base el hierro

Normalmente mezclan el Hierro (Fe) con Carbono (C).

Representan el 90% de la produccin mundial de metales

Bajos costos de produccin.

Abundantes en la naturaleza.

Excelentes propiedades respecto a otros metales.


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Clasificacin de los metales ferrosos

De acuerdo a su contenido de Carbono:

Hierro: entre 0.008 y 0.03 %

Acero: entre 0.03 y 1.76 %

Fundicin: entre 1.76 y 6.67 %

Grafito: ms de 6.67 %

A mayor % de C se producen las siguientes consecuencias:

Mayor resistencia a traccin

Mayor dureza

Mayor fragilidad

Menor ductilidad


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El acero Aleacin con contenido de carbn entre 0.03 y 1.76

Contienen otros elementos necesarios para su obtencin (Mg, P, Si, S)

Aceros Ordinarios o No Aleados

Acero extrasuave

Aceso suave

Acero semisuave

Acero semiduro

Acero duro

Acero extraduro

Aceros Aleados

Nquel

Cromo

Tungsteno

Vanadio

Molibdeno

Wolframio

Manganeso

Plomo


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Aceros no aleados

Extrasuave y suave:Se usa para hacer

clavos, arandelas, tornillos, bisagras,

carroceras de coches, vigas (con distintos

perfiles: T, doble T, en ngulo, en U). Se trabaja

con mquina fcilmente.

Semisuave y semiduro: En martillos, hachas,

llaves inglesas, llaves de casas, cadenas,

ruedas de engranajes, destornilladores, etc

Duro y extraduro:En formones, brocas,

serruchos y en general herramientas de corte.


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Aceros aleados

Adems de Fe y C contienen otros elementos no

necesarios para su obtencinen distintas proporciones.

Estos elementos mejoran las propiedades mecnicas o

trmicas del acero.

Aceros de baja aleacin: la suma de los elementos

inducidos es menor al 8%

Aceros de alta aleacin: la suma de los elementos

inducidos es mayor al 8%


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Aceros aleados

Niquel: aporta gran resistencia a la traccin ycorrosin.

Cromo: aporta gran dureza, tenacidad,

resistencia a la corrosin y abrasin (acerosinoxidables)

Tungsteno: aporta gran dureza a altas y bajas

temperaturas.

Vanadio: aporta dureza y resistencia latraccin y el desgaste.


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Aceros aleados

Molibdeno: proporciona dureza atemperaturas elevadas.

Wolframio: proporciona dureza atemperaturas elevadas.

Manganeso: aumenta la dureza y

resistencia al desgaste, se emplea enherramientas de minera.

Plomo: mejora la mecanizabilidad.


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Las aplicaciones de los aceros

Aceros ordinarios

Menosresistentes perocon menor costo

Aceros aleadosultraresistentes

para aplicacionesespecficas.

Aceros aleadosbrillantes paradecoracin

Aceros para construccin Aceros para herramientas

Aceros aleados

Wolframio Molibdeno

Resistencia

Dureza

Durabilidad


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Las aplicaciones de los aceros

Aceros aleados con Cr y Ni.

Resistentes a la corrosin y

apariencia brillante. Resistentes durante largos

periodos a temperaturasextremas.

Aplicaciones:

Tuberas y tanques de refineras Fuselajes de aviones

Cpsulas espaciales

Instrumentos y equipos quirrgicos

Cocinas y elementos para prepararalimentos

Aceros inoxidables


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Fundiciones

Contenido de carbono entre 1.76 y 6.7 %.

En la prctica el contenido de C va del 3 al 4 %.

Fabricacin mas sencilla(Temperatura de fusinmas baja)

Mecaniza mejor

Aplicaciones resistentes Compresin

Desgaste

Absorcin de vibraciones

Autolubricantes

Resistencia a la oxidacin

Ventajas (respecto al acero)

No se puede modelar

Desventajas (respecto al acero)


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Clasificacin y aplicaciones de las

fundiciones

Fundicin Blanca: Superficies duras y resistentes al

desgaste. Ruedas de automviles

Rodillos para granos

Fundicin Gris: Mecaniza fcilmente, resistente a la

corrosin y desgaste, autolubricante y amortigua

vibraciones. Zapatas de freno

Camisas de pistones

Fundicin Atruchada: Intermedia entre gris y blanca.

Superficies duras y resistentes al desgaste

Fundiciones ordinarias


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Clasificacin y aplicaciones de las

fundiciones

Fundicin Baja Aleacin: Suma de elementos menos al 5%

Fundicin Alta Aleacin: Suma de elementos mayor al 5%

Fundiciones aleadas


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PROCESOS DE

MANUFACTURA1.1 Materiales No Ferrosos


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Metales No Ferrosos

Empleados desde la edad del

bronce (ao 3000 a.C.)

Satisfacen exigencias como: Buena conductividad elctrica.

Elevada relacin

resistencia/peso

Facilidad de moldeo y

mecanizado Aspecto ornamental

Superficies no corrosibles a bajo

costo


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Clasificacin de acuerdo a su densidad

Metales no ferrosos pesados: Densidad igual o mayor a 5

kg/dm3.

Cobre y sus aleaciones (bronce y latn), estao, cinc y plomo.

Metales no ferrosos l igeros: Densidad comprendida entre 2 y

5 kg/dm3.

Aluminio y sus aleaciones y el titanio.

Metales no ferrosos ul tral igeros: Densidad menor a 2kg/dm3.

Magnesio y berilio, aunque este ltimo casi siempre se usa

como elemento de aleacin y pocas veces en estado puro.


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Metales no ferrosos pesados

Obtencin: Se encuentra en la naturaleza y se obtiene por va seca.

Propiedades:

Conductividad trmica y elctrica muy alta Resistencia a la corrosin

Dctil y maleable

Se deja soldar con facilidad

Aplicaciones: Por su buena conductividad elctrica se usa como conductor elctrico en

cables de baja tensin.

Por su buena conductividad trmica se usa en intercambiadores de calor,evacuadores de calor, refrigeradores, calderas

Por ser dctil y maleable es susceptible de dejarse conformar en delgadsimaslminas

Empleadas en objetos de artesana y en la industria.

Cobre (Cu)


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Cobre (Cu)


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Bronce (Cobre + Estao)

Propiedades: Es duro, pero dctil y maleable. Ms resistente a la corrosin que el cobre

Conserva la conductividad trmica y elctrica aunque en menormedida.

Aplicaciones: Fabricacin de piezas mecnicas, engranajes, cojinetes,

conducciones para lquidos y gases y otros accesorios paracalefaccin.

Los ms duros (con ms Sn) para campanas y timbres.

Los ms blandos (con menos Sn) para fabricar chapas, alambres ymedallas o monedas estampadas.

Aleaciones de Cobre (Cu)


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Bronce (Cu+Sn)


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Latn (Cobre + Zinc)

Propiedades: Es dctil y maleable.

Buen conductor de la electricidad y el calor.

Resiste bien a la corrosin, especialmente ante agua y vapor

caliente

Aplicaciones:

Se usa para la fabricacin de numerosas piezas fundidas, forjadas

o mecanizadas, entre ellas: tornillera, remaches, elementos de

maquinas, griferas, elementos de decoracin.

Aleaciones de Cobre (Cu)


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Latn (Cu+Zn)


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Obtencin: Se obtiene a partir de un mineral llamadocaisterita.

Propiedades: Resistencia a la corrosin (es inoxidable)

Maleable y poco dctil

Cuando se dobla se oye un crujido llamado grito del estao.

Por debajo de -18C se descompone en un polvo gris

Aplicaciones: Por su resistencia la corrosin se emplea en la fabricacin de hojalata

Por su maleabilidad, en la fabricacin de papel de estao, para cubriralimentos.

Es muy importante su aleacin con cobre para obtener bronce.

Soldadura blanca al alearlo con plomo (Sn del 25 al 90 %)

Estao (Sn)


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Estao (Sn)


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Obtencin: Se obtiene a partir de un mineral llamado blenda.

Propiedades: Resistencia a la corrosin. Se autoprotege contra la corrosin

mediante una capa superficial de xidos.

Posee un coeficiente de dilatacin trmica muy alto.

A temperatura ambiente es frgil y quebradizo, pero entre 100 y 150C es muy maleable.

Aplicaciones: Para cubiertas de tejados, canales y otros elementos sometidos a la

accin de agentes atmosfricos.

Como elemento de aleacin en latones (cobre y cinc)

Como protector de metales corrosibles como el hierro, mediante el

galvanizado. Con ello se protege de la oxidacin

Zinc (Zn)


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Zinc (Zn)


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Obtencin: Se obtiene a partir de un mineral llamado galena.

Propiedades: Anticorrosivo: Resiste bien los agentes atmosfricos (en el aire se autoprotege

formando xido) y qumicos, aunque atacado por la mayora de cidos orgnicos Dbiles.

Muy blando y maleable.

Buen conductor del calor y la electricidad.

Pesado.

Aplicaciones:

Para fabricacin de elementos que han de trabajar en ambientes corrosivos Revestimiento de aparatos y depsitos de la industria qumica y elctrica, tuberaspara gas o agua, aunque en esta ltima aplicacin est siendo sustituido por elPVC.

Como elemento de proteccin contra los rayos X en medicina.

Para fabricacin de pinturas antioxidantes.

Para mejorar el rendimiento de la gasolina y reducir su contaminacin en lacombustin.

Plomo (Pb)


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Plomo (PB)


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Metales no ferrosos ligeros

Obtencin: Se obtiene a partir de un mineral llamado bauxita.

Propiedades: Material ligero.

Inoxidable al aire libre al cubrirse por una dbil capa de xido que lo protege. No le atacan las sustancias orgnicas.

Maleable y dctil. Fcil de mecanizar.

Buen conductor de la electricidad.

Aplicaciones: Por su buena conductividad elctrica y poco peso se usa en lneas elctricas de alta

tensin. Por su resistencia a la corrosin se emplea en tiles de cocina, carpintera metlica,fabricacin de pinturas resistentes a estados atmosfricos.

Por su poco peso en: construcciones aeronuticas, ferroviarias, automovilsticas yestructuras metlicas.

Por elevada maleabilidad para papel de aluminio, como envoltura de alimentos.

En aleaciones ligeras.

Aluminio (Al)


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Aluminio (Al)


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Metales no ferrosos ligeros

Obtencin: Se obtiene a partir de un mineral llamadorutilo.

Propiedades: Buena resistencia a la corrosin (ms que el acero inoxidable)

Buena resistencia mecnica.

Ligero

Aplicaciones: En aeronutica, navegacin, autobuses, material blico

(proyectiles, misiles), transbordadores y naves espaciales.

En forma de xido y pulverizado como elemento

Antioxidante en la fabricacin de pinturas.

Titanio (Ti)


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Titanio (Ti)


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Metales no ferrosos ultraligeros

Obtencin: Se obtiene a partir de los minerales magnesita,dolomita y carnalita

Propiedades: Muy ligero. Ms resistente que el aluminio, pero conduce peor la electricidad y el

calor.

Muy maleable y poco dctil.

No se oxida en presencia de aire seco, pero cuando hay humedad se

corroe con facilidad. Se mecaniza bien.

Aplicaciones: Sus principales aleaciones son con aluminio, cinc y manganeso.

Tienen bajo peso especfico (ligeros) y buena maquinabilidad.

Se emplean en la fabricacin de maquinaria, motores, trenes y

automviles de carreras.

Magnesio (Mg)


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Magnesio (Mg)


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Propiedades:

Alto punto de fusin.

Fuente de neutrones.

Aplicaciones:

Pantallas de proteccin frente a radiaciones.

Productos para generar energa nuclear.

Principalmente en aleaciones con cobre, aluminio, nquel y hierro.

Berilio (Be)


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Berilio (Be)

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