2Escuela Superior Politcnica de Chimborazo.Barahona Eduardo. Aceros y Fundiciones.

Aceros, Acero Forjado, Acero colado y Hierros Fundidos

(Barahona Eduardo 6699Escuela Superior Politcnica de ChimborazoEscuela de Ingeniera Mecnicaedujbf3553@yahoo.com

Resumen En el presente artculo se muestra las diferencias, propiedades y diferentes aplicaciones que puede tener los aceros los cuales se clasifican en aceros de bajo, medio y alto carbono. Los aceros forjados los cuales se modifican mediante procesos mecnicos. Los aceros colados que se fabrican mediante fundicin y los hierros fundidos los cuales se clasifican en hierro blanco, hierro gris, hierro maleable y hierro nodular.

ndice de Trminos Acero, Acero Forjado, Acero colado, Hierros FundidosI. INTRODUCCINEn el presente documento se explica las caractersticas, diferencias y diferentes propiedades de los aceros, aceros forjados, aceros colados y fundiciones.Primero se debe conocer que para cualquiera de los aceros mencionados anteriormente se debe a una aleacin de hierro y carbono y que las fundiciones de las que se habla en este artculo son fundiciones de hierro y carbono.

Se considera que un acero es considerado como tal siempre y cuando el porcentaje de carbono presente no exceda el 2% en el caso de que el porcentaje de carbono sea mayor al 2% ser considerado como una fundicin y las fundiciones pueden contener en porcentaje de carbono entre 1,2% y 6,67%. II. ACEROSA. Aceros de bajo carbonoLa mayora de aceros de aceros fabricados a nivel mundial son aceros de bajo carbono los cuales tienen un porcentaje de carbono menor a 0,25% debido a esto su estructura est formada por ferrita y perlitaDebido a su bajo contenido de carbono no forma martensita cuando se le aplica un tratamiento trmico.

En cuanto a sus propiedades estos aceros son blandos y poco resistentes pero poseen gran ductilidad y tenacidad, son fcilmente soldables, de fcil mecanizado y muy baratos.

Entre sus aplicaciones se encuentra la fabricacin de carroceras, vigas, etc. [1]B. Aceros de medio carbono

Los aceros de medio cabono son aceros que puede contener en su estructura de 0,25% de carbono hasta un 0,6% de carbono.

Estos aceros pueden ser tratados trmicamente para mejorar sus propiedades mediante los procesos de austenitizacin, temple revenido.

Estos aceros pueden alearse con muchos elementos dando as una gran variedad de ductilidad y tenacidad. Son ms resistentes que los de baja aleacin pero menos dctilesEntre sus aplicaciones se encuentran la fabricacin de ruedas, partes de tren, engranajes, cigeales, etc. [2]

C. Aceros de alto carbonoEstos aceros pueden contener un porcentaje de carbono entre 0,6 y 1,4 % de carbono son mucho ms duros que los dos anteriores pero son menos dctiles y tenaces Estos aceros casi siempre se utilizan en un estado de temple o revenido, por lo cual son muy resistentes al desgaste por los cual se usan en general como herramientas de corte, aadindoles porcentajes de cromo o vanadio para aumentar su resistencia al desgaste [3]III. ACERO FORJADOSe denomina acero forjado a aquel que ha sufrido una modificacin de su forma o de su estructura interna mediante el trabajo mecnico de forja realizado a temperatura de recristalizacin.El acero tpico para forja est constituido bsicamente con un 0,2 a 0,3 % de carbono y de 0,4 a 0,7 de manganeso.

Las propiedades que presentan estos aceros son excelente tenacidad, ductilidad, resistencia a la fatiga y resistencia a la corrosin todo esto se debe a la integridad metalrgica y al fibrado direccional.El hierro forjado se utiliza debido a su alta productividad y respetabilidad (fabricacin de varios elementos iguales), tienen buenas cotas y tolerancias superficiales aunque requieren de un posterior mecanizado.

Sus aplicaciones son para la fabricacin de elementos como llaves, bielas, etc. [4]IV. ACERO COLADO

El acero colado es un acero al cual se lo puede fundir pero conserva las propiedades tpicas de un acero.Para el proceso de fabricacin de este acero se funde acero en una recipiente llamado cuchara est temperatura deber ser la temperatura de colado para que mantenga las propiedades de un acero pero sea una pieza fundida. Luego de fundir el acero se vierte el contenido de la cuchara en una lingotera para fabricar lingotes de los cuales se obtendrn las piezas requerida cabe recalcar que este es uno de los tantos procesos que puede haber, tambin se puede fabricar piezas de acero colado mediante moldes de arena y dems.

Las principales aplicaciones del acero colado es donde se necesita piezas fundidas pero con todas las propiedades del acero. [5]V. HIERRO FUNDIDOLos hierros fundidos como los aceros son bsicamente aleaciones de hierro y carbono, pero con ms contenido de carbono tericamente los hierros fundidos tienen un contenido de carbono entre 2 y 6,67%, pero para fabricarlos comercialmente se producen hierros fundidos que tienen entre 2 y 4 % de carbono.Las propiedades caractersticas de los hierros fundidos son una muy baja ductilidad, duros pero frgiles muy baratos y presentan alta resistencia a la compresin.La mejor forma de clasificar los hierros fundidos es de acuerdo a su estructura metalogrfica. [6]

A. Hierro Fundido BlancoEl hierro fundido blanco es aquel en el cual todo el carbono est combinado en forma de cementita por lo general esta aleacin se forma cuando existe un porcentaje de 2,5% de carbono.Debido a que el hierro fundido blanco est formado por cementita hace que este hierro sea extremadamente duro y resistente al desgaste pero lo hace frgil y difcil de maquinar.

El hierro fundido blanco se utiliza donde se necesita bastante resistencia al desgaste y no se necesita ductilidad como en mezcladoras de cemento, bolas de trituracin, etc. [7]B. Hierro Fundido Maleable

En este hierro la cementita es un componente metaestable el decir que la cementita se descompone formando hierro y carbono donde el carbono tiende a agruparse formando grafito.

Este grafito tiende a aparecer en forma de ndulos y crecer rpidamente estos ndulos o esferoides irregulares se les conoce como carbono revenido.Existen dos tipos de hierro fundido maleable.

El hierro fundido maleable ferrtico el cual tiene en su microestructura ferrita y ndulos de grafito y que es utilizado para equipo agrcola, automotriz y ferroviario, juntas de expansin, piezas fundidas para barandales de puentes, etc.

El hierro fundido maleable perltico el cual tiene en su estructura grafito y adems de eso posee una matriz perltica e incluso en algunos casos se presenta martensita, generalmente el hierro maleable perltico se utiliza para cajas de ejes y diferenciales, ejes de levas, engranajes, catalinas cigeales, pernos de unin, etc. [8]C. Hierro Fundido GrisEste grupo constituye una de las aleaciones de hierro ms ampliamente usadas. Los hierros fundidos grises por lo general tienen un porcentaje de carbono entre 2,5 y 4% en este caso la cementita tambin se descompone en grafito y austenita o ferrita dependiendo del proceso pero el grafito que se forma se agrupa en forma de hojuelas.La microestructura del hierro gris lo hace frgil y poco resistentes a la traccin pero son muy buenos para aplicaciones donde se requiere disminuir las vibraciones mecnicas adems de eso el hierro fundido gris puede ser tratado trmicamente Las principales aplicaciones del hierro fundido gris es para la fabricacin de bancadas para mquinas herramientas y dems. [9]D. Hierro Fundido Nodular

El hierro fundido nodular o tambin conocido como hierro dctil o hierro de grafito esferoidal contiene el mismo porcentaje de carbono que el hierro gris pero a diferencia de estos el carbono se agrupa en forma de esferas lo cual hace que la fundicin sea dctil lo cual da como resultado mayor tenacidad y este hierro no requiere de tratamiento trmico.Las aplicaciones tpicas de una fundicin nodular es para piezas de tractores, cigeales, pistones y cabezas de cilindros para automviles. [10]referencias

[1] W. D. Callister, Introduccin a la ciencia e ingeniera de losmateriales, 2a Edicin. Revert, Mxico 1996 pp 364[2] W. D. Callister, Introduccin a la ciencia e ingeniera de losmateriales, 2a Edicin. Revert, Mxico 1996 pp 366

[3] W. D. Callister, Introduccin a la ciencia e ingeniera de losmateriales, 2a Edicin. Revert, Mxico 1996 pp 368

[4] El proceso de forja,[en lnea] Universidad del pas Vasco http://www.carreteros.org/normativa/pg3/articulos/2/iv/a_252.htmhttp://www.ehu.eus/manufacturing/docencia/713_ca.pdf[5] J.L. Enrquez Monografas sobre tecnologa del acero Parte II Colada de Acero Madrid 2009 pp 1-3

[6] S.H. Avner Introduccin a la metalurgia fsica, 2a Edicin, McGraw Hill Mxico 1998 pp 420[7] S.H. Avner Introduccin a la metalurgia fsica, 2a Edicin, McGraw Hill Mxico 1998 pp 421-422

[8] S.H. Avner Introduccin a la metalurgia fsica, 2a Edicin, McGraw Hill Mxico 1998 pp 422-430

[9] S.H. Avner Introduccin a la metalurgia fsica, 2a Edicin, McGraw Hill Mxico 1998 pp 430-446[10] S.H. Avner Introduccin a la metalurgia fsica, 2a Edicin, McGraw Hill Mxico 1998 pp 446