Aleaciones Ferrosas y No Ferrosas, Estructuras Cristalinas y Sus Consecuencias (Equipo 3)

8/18/2019 Aleaciones Ferrosas y No Ferrosas, Estructuras Cristalinas y Sus Consecuencias (Equipo 3)

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Para revisión del Maestro: Héctor Manuel Aguilar M.

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE MULEGE

MATERIALES EN INGENIERÍA

Aleaciones Ferrosas y noFerrosas, Estructuras

Cristalinas y susConsecuencias

Presentado por:Patricia Sandez, Lorena Villavicencio, Omar

Murillo


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ALEACIONES FERROSAS


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias!

INTRODUCCION

Los aceros constituyen la fa ilia !e los ateriales !e ayor uso "ara a"licaciones

estructurales y !e car#a$ La ayor%a !e los e!ificios& "uentes& 'erra ientas& auto ()iles y

otras nu erosas a"licaciones utili*an aleaciones ferrosas$ Gracias a una a "lia )arie!a! !e

trata ientos t+r icos ,ue "ro"orcionan una #ran !i)ersi!a! !e icroestructuras y !e

"ro"ie!a!es& los aceros son "osi-le ente la fa ilia .s )ers.til !e entre los ateriales !e

in#enier%a$

As% is o co o el acero nos ayu!a a 'acernos la )i!a .s a#ra!a-le& ta -i+n

"o!e os encontrar en las aleaciones no ferrosas "ara ayu!arnos en cuesti(n !e salu!$ Ca!a

a/o& a"ro0i a!a ente e!io ill(n !e "ersonas reci-en un i "lante !e ca!era$ El i "lante

!e-e fa-ricarse con un aterial -io1co "ati-le ,ue ten#a #ran tenaci!a! a la fractura& una

e0celente )i!a a la fati#a& resistencia a la corrosi(n y una ri#i!e* si ilar a la !el 'ueso$ En

esta a"licaci(n se usan aleaciones no ferrosas -asa!as en titanio$


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ALEACIONES FERROSAS

Una aleaci(n es una e*cla s(li!a 'o o#+nea !e !os o .s etales& o !e uno o .s

etales con al#unos ele entos no et.licos$ Se "ue!e o-ser)ar ,ue las aleaciones est.n

constitui!as "or ele entos et.licos en esta!o ele ental 2esta!o !e o0i!aci(n nulo3& "or

e4e "lo 5e& Al& Cu& P-$ Pue!en contener al#unos ele entos no et.licos "or e4e "lo P& C&

Si& S& As$ Para su fa-ricaci(n en #eneral se e*clan los ele entos lle).n!olos a

te "eraturas tales ,ue sus co "onentes se fun!an$

Las aleaciones no tienen una te "eratura !e fusi(n 6nica& !e"en!ien!o !e la

concentraci(n& ca!a etal "uro fun!e a una te "eratura& coe0istien!o si ult.nea ente la

fase l%,ui!a y fase s(li!a co o se "ue!e a"reciar en los !ia#ra as !e fase $ 7ay ciertas

concentraciones es"ec%ficas !e ca!a aleaci(n "ara las cuales la te "eratura !e fusi(n se

unifica$ Esa concentraci(n y la aleaci(n o-teni!a reci-en el no -re !e eut+ctica& y "resenta

un "unto !e fusi(n .s -a4o ,ue los "untos !e fusi(n !e los co "onentes$

Las aleaciones ferrosas& -asa!as en aleaciones 'ierro1car-ono& incluyen los aceros al -a4o

car-ono& los aceros alea!os y "ara 'erra ientas& los aceros ino0i!a-les y los 'ierros

fun!i!os$ 8stos son los ateriales .s a "lia ente utili*a!os en el un!o$ En la 'istoria !e

la ci)ili*aci(n& estos ateriales !e4aron su 'uella al !efinir la Edad de hierro. Los aceros se

"ro!ucen #eneral ente !e !os aneras9 refinan!o el ineral !e 'ierro o reciclan!o la

c'atarra !e acero 25i#$ :3$

http://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_de_fasehttp://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_de_fase


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Metal l%,ui!o7ierro en lin#ote

______________

5i#$ : Pro!uce 'ierro en lin#ote fun!i!o a "artir !e ineral !e 'ierro

Mineral !e car-onoco,ue 2car-ono3 y

"ie!ra cali*a

Gases

7orno !e aceleraci(n Alto 'orno

Co,ue O0%#eno

Acero

7orno el+ctrico !e arco

Electro!os !e car-ono

C'atarra!e acero Acero

2a3

2-3


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En la "ro!ucci(n !el acero !e "ri era fusi(n& el ineral !e 'ierro 2"rocesa!o "ara ,ue

conten#a !e ;< a = !e (0i!o !e 'ierro& 5e ?


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fun!ici(n el+ctrica$ Los aceros fun!i!os 2incluyen!o los ino0i!a-les3 se su4etan

frecuente ente a una refinaci(n a!icional utili*an!o "roce!i ientos co o& "or e4e "lo& un

refina iento secun!ario en cuc'ara& !escar-uraci(n "or ar#(n y o0%#eno 2AOo& "or sus

si#las en in#l+s3 y otros "rocesos si ilares$ A,u% el o-4eti)o es !is inuir los ni)eles !e i 1

"ure*as tales co o f(sforo& a*ufre& etc$& y 'acer ,ue el car-ono lle#ue al ni)el !esea!o$

El acero l%,ui!o se )ac%a en ol!es "ara "ro!ucir fun!iciones !e acero o se fun!e !e

anera continua en for as ,ue "osterior ente son "rocesa!as e!iante t+cnicas !e

confor a!o !e etales& co o son el la ina!o o el for4a!o $ En este 6lti o caso& el acero se

)ac%a en #ran!es lin#oteras o se fun!e !e anera continua en for as re#ulares$ $

Designación y Clasificación de los aceros

El acero es una aleaci(n !e 'ierro y car-ono !on!e el car-ono no su"era el ?&:> en

"eso !e la co "osici(n !e la aleaci(n& El "unto !e !i)isi(n entre los aceros y los 'ierros

fun!i!os es !e ?$ : > C& "unto en ,ue se 'ace "osi-le la reacci(n eut+ctica$ Para :


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7i"oeutectoi!e1111111111117i"ereutectoi!e

11111111111111111 Acero111111111111111111111117ierro fun!i!o11111111

5i#$ ? 2a3 ersi(n a "lia!a !el !ia#ra a 5e1C& a!a"ta!o !e )arias fuentes$ 2-3

Porci(n eutectoi!e !el !ia#ra a !e fase 5e15e@C$

Casi to!os los trata ientos t+r icos !el acero tienen co o finali!a! la "ro!ucci(n !e una

e*cla !e ferrita y ce entita ,ue !+ la co -inaci(n correcta !e "ro"ie!a!es$ La fi#ura ?

uestra tres icroconstituyentes i "ortantes o arre#los at( icos !e ferrita y ce entita& ,ue

es lo ,ue #eneral ente se !esea o-tener$

La "erlita es un icroconstituyente for a!o "or una e*cla la inar !e ferrita y

ce entita$ En la -ainita& ,ue se o-tiene al transfor ar la austenita e!iante un #ran

su-enfria iento& la ce entita es .s re!on!a ,ue la "erlita$

La artensita re)eni!a& ,ue es una e*cla !e ce entita uy fina y casi esf+rica en laferrita& se for a cuan!o se recalienta la artensita !es"u+s !e su for aci(n$

Designaciones AISl 2A erican Iron an! Steel Institute3 y SAE 2Society of Auto oti)e

En#ineers3 'an or#ani*a!o siste as !e !esi#naci(n 2ta-la :3 ,ue utili*an un n6 ero !e cua1

Composiciones de los aceros A ! "!AE


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AISI1SAE

N6 ero >C >Mn >Si >Ni >Cr Otros

:


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to!o el conteni!o !e ele entos !e aleaci(n es inferior al ;>$ Un aterial

se consi!era ta -i+n un acero alea!o si se es"ecifica una concentraci(n !efini!a !e

ele entos !e aleaci(n& co o Ni& Cr& Mo& Ti& etc$ Estos aceros se utili*an en la fa-ricaci(n !e

'erra ientas 2 artillos& cinceles&etc$3 y ta -i+n en la anufactura !e co "onentes co o

e4es& flec'asy en#ranes$

Ciertos aceros es"eciali*a!os "o!r%an estar for a!os incluyen!o ni)eles .s altos !e

a*ufre 2 3 o !e "lo o 21


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estos 6lti os no son f.cil ente sol!a-les$ Reciente ente& los in)esti#a!ores 'an

!esarrolla!o acero )er!e & enel cual el plomo% un ele ento t(0ico "ara el a -iente& 'a si!o

ree "la*a!o con esta/o 2Sn3 y


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Tie "o2a3 7i"oeutectoi!e 2-3 7i"ereutectoi!e

5i#ura @$ Resu en es,ue .tico !e los trata ientos t+r icos co unes "ara los aceros 2a3 'i"oeutectoi!es y 2-3 'i"ereutectoi!es

Estos trata ientos t+r icos se utili*an "ara alcan*ar uno !e los tres o-4eti)os9

:3 Eli inar los efectos !el tra-a4o en fr%o&

?3 controlar el en!ureci iento "or !is"ersi(n

@3 e4orar la a,uina-ili!a!$

*ecocido de proceso o de eliminación del traba$o en frío. El trata iento t+r ico !e

recristali*aci(n& utili*a!o "ara eli inar el efecto !el tra-a4o en fr%o en aceros con enos !e

a"ro0i an!a ente C& se conoce co o recocido de proceso $ 8ste se efect6a !e

H


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"ara "ro!ucir una austenita 'o o#+nea 25CC fase y3& "aso conoci!o co o austeni*aci(n$ El

recoci!o& es !ecir un recoci!o total& "er ite ,ue el acero se enfr%e lenta ente en el 'orno&

"ro!ucien!o "erlita #ruesa$ El nor ali*a!o "er ite un enfria iento .s r."i!o !el acero& al

aire& ,ue "ro!uce "erlita fina$ La fi#ura uestra las "ro"ie!a!es co unes ,ue se o-tienen

al recocer y nor ali*ar aceros al car-ono$

Para recocer& se efect6a el austeniti*a!o !e los aceros 'i"oeutectoi!es alre!e!or !e

@< #ra!os C$ "or enci a !e A@& "ro!ucien!o :


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5i#$ Efecto !el car-ono y !el trata iento t+r ico so-re las "ro"ie!a!es !e los aceros !e car-ono

*ecocido de esteroidi+ación y me$oría en la ma,'inabilidad. Durante el recoci!o !e

esferoi!i*aci(n& ,ue re,uiere )arias 'oras a a"ro0i a!a ente @< C"or !e-a4o !e A lN la

orfolo#%a !e la fase 5e C se transfor a a #ran!es "art%culas esf+ricas& esferoi!es& con el

o-4eto !e re!ucir la su"erficie !e la cer entita en for a la inar$ La icroestructura&

conoci!a co o esferoi!ita& tiene una atri* continua !e ferrita -lan!a y a,uina-le 25i#$ ;3$

Para o-tener las "ro"ie!a!es re,ueri!as& se le !a al acero& !es"u+s !e a,uina!o& un

trata iento t+r ico .s sofistica!o$ Una estructura co o la !escrita se "resenta cuan!o la

artensita es re)eni!a 4usto "or !e-a4o !e AlN !urante un lar#o "erio!o$ Co o ya se 'i*o

notar& ta -i+n se a#re#an ele entos !e aleaci(n co o el P- y S y& .s reciente ente& se

'an !esarrolla!o aceros )er!es li-res !e "lo o ,ue alcan*an una uy -uena

a,uina-ili!a!$


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5i#$ ; Microestructura !e la esfero%!ita& con "art%culas !e 5e@C en una atri* !e ferrita 2H;<03$ 2De A!- andboo/% ot. =& 2: =?3& ASM Internat%onal& Mater%als Par & O7


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E4e "lo9

(abla1.

Determinación de estructuras del tratamiento térmico.

Reco ien!e te "eraturas "ara el recoci!o !e "roceso& el recosi!o total& el

nor ali*a!o y el recoci!o !e esferoi!i*aci(n& "ara los aceros :


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(ratamientos t)rmicos isot)rmicos

4ainiti+ado y recocido isot)rmico $ El trata iento t+r ico !e transfor aci(n isot+r ico

e!iante el cual la austenita se transfor a "ara "ro!ucir -ainita& 25i#$ B3$

Por lo #eneral& el recoci!o y el nor ali*a!o se utili*an "ara controlar la finura !e la "erlita$

Sin e -ar#o& la "erlita for a!a a "artir !e un recoci!o isot+r ico "ue!e tener "ro"ie!a!es

.s unifor es& ya ,ue las )eloci!a!es !e enfria iento y la rnicroestructura o-teni!a !urante

el recoci!o y nor ali*a!o )ar%a a lo lar#o !e la secci(n trans)ersal !el acero$

Tie "o

5i#$ B Trata iento t+r icos !e -ainiti*a!os y !e recoci!o isot+r ico en un acero :


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for aci(n !e una fase "ri aria$ 5i#$ =

Cuan!o se austeniti*a& te "la y antiene entre las te "eraturas A I A3 a un acero

:


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Si te "la os el acero "or !e-a4o !e la nari* !e la cur)a& solo se for ar. -ainita& in!e"en1

!iente ente !el conteni!o !e car-ono en el acero$ Si los aceros se te "lan "or !e-a4o !e -5

se for ar. artensita$

nterr'pción de la transformación sot)rmica $ Si se interru "e el trata iento este trata iento

se "ro!ucen icroestructuras co "lica!as 25i#$ H$3$ Por e4e "lo& "o!r%a os austeniti*ar el

acero :


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Ca!a )e* ,ue se ca -ie la te "eratura& se e "e*ar. a contar el tie "o !es!e cero$ En la

"r.ctica& las te "eraturas no "ue!en ser ca -ia!as !e anera instant.nea 2"or e4e "lo& no

"o!e os "asar instant.nea ente !e H


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rietas de temple

Caliente )emplado )emplado )emplado

Martensita


ini i*ar los esfuer*os resi!uales !e-i!os al tra-a4o en fr%o$ Los

esfuer*os ta -i+n se #eneran a causa !e la !ilataci(n y la

contracci(n t+r icas$ En los aceros se "resenta un

ecanis o a!icional ,ue causa esfuer*os$ Cuan!o los aceros

se te "lan& la su"erficie !el

25i#$ 3$ 5or aci(n !e #rietas !e te "le

Acero te "la!o se enfr%a r."i!a ente& transfor .n!ose en artensita$ Vue!a so eti!a a latensi(n& en tanto cuan!o "osterior ente la austenita en el centro se transfor a& la su"erficie

!ura ,ue!a so eti!a a tensi(n& en tanto ,ue en el centro ,ue!a co "ri i!o$ Si los esfuer*os

resi!uales e0ce!en la resistencia !e ce!encia& en la su"erficie se for an #rietas !e te "le

25i#& 3

6elocidad del templado. La )eloci!a! a la cual se enfr%a el acero !urante el te "la!o!e"en!e !e )arios factores$

Pri ero& la su"erficie !e una "ie*a sie "re se enfr%a .s r."i!o ,ue el centro$

A!e .s& confor e el ta a/o !e la "ie*a es ayor& enor es la ra"i!e* con

,ue cual,uiera !e sus "artes se enfr%a$

5inal ente& la )eloci!a! !e enfria iento !e"en!e !e las caracter%sticas !e


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transferencia !e calor y !e la te "eratura !el e!io usa!o "ara el te "le

2Ta-la ?$3

El te "la!o en aceite& "or e4e "lo& "ro!uce una )eloci!a! !e enfria iento .s lenta& ,ue si

se te "la en a#ua o en sal uera$

TA!LA ? Coeficiente % es decir se eridad del templado% paradi ersos medios

Diagrama de transformación de enfriamiento contín'o. 2TEC3$ 8ste !ifiere !el !ia#ra a TTT

en ,ue se necesita !e "er%o!os .s lar#os "ara ,ue se inicie la transfor aci(n y ,ue no se

o-ser)e re#i(n !e )ainita$

Si enfria os un acero :


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: < oC so$

Efecto de los elementos de aleación.

Los ele entos !e aleaci(n se a#re#an a los aceros con la finali!a! !e9

a3 "ro"orcionar un en!ureci iento en soluci(n s(li!a !e la ferrita

-3 causar la "reci"itaci(n !e car-uros !e aleaci(n en )e* !e 5e @C

c3 e4orar la resistencia a la corrosi(n y otras caracter%sticas es"eciales !el acero

!3 e4orar la te "la-ili!a! o ca"aci!a! !e en!ureci iento$

El t+r ino templabilidad !escri-e la facili!a! con la cual los aceros "ue!en for ar

artensita en una secci(n #ruesa !e acero ,ue se est. te "lan!o$ Con un acero .s

te "la-le se "ue!e arre#lar con una )eloci!a! !e enfria iento relati)a ente lenta y aun as%

o-tener artensita$ La e4or%a en la ca"aci!a! !e en!ureci iento es !e .0i a

i "ortancia en los aceros alea!os y "ara 'erra ientas$

Capacidad de end'recimiento 7templabilidad8. Los aceros al car-ono tienen -a4a

te "la-ili!a!F es !ecir& solo )eloci!a!es !e enfria iento uy ele)a!as transfor an to!o en

artensita$ Los aceros alea!os tienen una te "la-ili!a! ele)a!aF incluso el enfria iento al

aire "ue!e "ro!ucir artensita& La te "la-ili!a! no se refiere a la !ure*a !el acero$ Un acero

-a4o car-ono y alta aleaci(n "ue!e for ar f.cil ente rnartensitaF "ero& en ra*(n !e su -a4o

conteni!o !e car-ono& la artensita no ser. !ura$

Efecto en la estabilidad del diagrama de fases. Cuan!o se a/a!en al acero ele entos !e

aleaci(n& se afecta la esta-ili!a! !el siste a -inario 5e15e @C y se altera el !ia#ra a !e

fases $ Los ele entos !e aleaci(n re!ucen el conteni!o !e car-ono al cual ocurre la reacci(n

eutectoi!e y o!ifican las te "eraturas Al A3 Acm. Un acero ,ue solo conten#a C es


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'i"oeutectoi!e y funcionar%a a =


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,ue la !ure*a a una !istancia o iny !e )alor cero ,ue!a !eter ina!a 6nica ente "or el

conteni!o !e car-ono !el acero$ A !istancias o iny ayores& 'ay .s "ro-a-ili!a! ,ue se

for en -ainita o "erlita en )e* !e artensita$ Un acero

alea!o con una te "la-ili!a! ele)a!a 2co o& "or

e4e "lo& el @


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias2$

(A4#A 1:"3 Relaci(n entre la )eloci!a! !e enfria iento y la !istancia Oo iny

Velocidad de en7riamiento+ 3.istancia 6ominy

: :B? :B@ :B

:B; :BB :B= :BH::B:< :B:? :B:B :B?< :B? :B?H :B@B :B

@:;::<;<@B?H??:=:;:<H;@?$H?$;


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En la "r.ctica se "ue!en utili*ar las cur)as !e te "la-ili!a! "ara la selecci(n o el ree "la*o !e los

aceros$ El 'ec'o ,ue !os aceros !iferentes se enfr%en a una is a )eloci!a! si se te "lan en

con!iciones i!+nticas ayu!a a este "roceso !e selecci(n$

Aceros especiales

E0isten uc'as clases es"eciales !e aceros9

Aceros "ara 'erra ienta

Aceros li-res !e intersticios

Aceros !e alta resistencia y -a4a aleaci(n 7 !#A "or sus si#las en in#l+s3

Aceros -if.sicos

Aceros artens%ticos en)e4eci-les$

Aceros para herramienta $ Son "or lo co 6n aceros al alto car-ono ,ue alcan*an una

ele)a!a !ure*a e!iante un trata iento t+r ico !e te "la!o y re)eni!o$

Entre sus a"licaciones se incluyen las 'erra ientas !e corte en o"eraciones !e a,uina!o&

los !a!os "ara la fun!ici(n a "resi(n& los !a!os "ara confor a!o ec.nico y otros usos en

los cuales se re,uiere una co -inaci(n !e ele)a!a resistencia& !ure*a& tenaci!a! y

resistencia a la te "eratura$

Los ele entos !e aleaci(n e4oran la te "la-ili!a! y la esta-ili!a! a ele)a!as te "era1

turas !e los aceros "ara 'erra ienta$

7ay !iferentes +to!os !e en!ureci iento9

I$ Los aceros en!ureci-les al a#ua& co o el :< ;& !e-en ser te "la!os con ra"i!e*


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias2&

"ara "ro!ucir artensita y ta -i+n a-lan!an r."i!a ente incluso a te "eraturas

relati)a ente -a4as$

II$ Los aceros en!ureci-les al aceite for an artensita con ayor facili!a!& se

re)ienen .s lenta ente& "ero& aun as%& se a-lan!an a te "eraturas ele)a!as$

III$ Los aceros en!ureci-les al aire y los es"eciales "ara 'erra ienta "ue!en

en!urecerse "or transfor aci(n !e artensita al enfriarse al aire$

Aceros de ba$a aleación y alta resistencia !#A. !o n aceros -a4o car-ono ,ue con tienen

"e,ue/as canti!a!es !e ele entos !e aleaci(n$ Se es"ecifican en funci(n !e su resistencia a

la ce!encia& con #ra!os !e 'asta H


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Aceros libres intersticios. Contienen ;b y (i.


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Muc'os aceros -a4o car-ono se suel!an con facili!a!$ La sol!a!ura !e aceros

al e!io y al

alto car-ono es

co "arati)a ente .s !if%cil& "uesto

,ue con -astante facili!a! "ue!e for arse artensita

en la *ona afecta!a "or el calor& causan!o& "or lo tanto& una sol!a!ura !e "oca tenaci!a!$

Para contrarrestar estos "ro-le as& se 'an !esarrolla!o )arias estrate#ias co o el "re1

calenta iento !el aterial o ini i*ar la incor"oraci(n !e 'i!r(#eno$ La incor"oraci(n !el

'i!r(#eno 'ace ,ue el acero se )uel)a fr.#il$ En los aceros -a4o car-ono& la resistencia !e

las re#iones sol!a!as es .s ele)a!a ,ue en el aterial -ase$

Esto se !e-e a la icroestructura !e "erlita .s fina ,ue se for a !urante el enfria iento

!e la *ona afecta!a "or el calor$ La austenita reteni!a a lo lar#o !e los -or!es !e #ranos !e

ferrita ta -i+n li ita la recristali*aci(n& ayu!an!o as% a retener un ta a/o !e #rano fino& lo

,ue contr%-uye a la resistencia !e la re#i(n sol!a!a$ Durante la sol!a!ura& el etal .s

"r(0i o al cor!(n !e sol!a!ura se calienta "or enci a !e la te "eratura Al for .n!ose

austenita 25i#$ ::3$

Perlita

Fig.11. esarrollo de una!ona a"ectada #or el calor enuna soldadura: $a% laestructura a la m&'imatem#eratura($)% la estructurades#ués de en"riar en unacero de

)a*a tem#la)illdad y $c% estructura des#ués delen"riamiento en un acero dealta tem#la)ilidad


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Durante el enfria iento& la austenita !e esta *ona afecta!a "or el calor se transfor a en

una estructura nue)a& !e"en!ien!o !e la )eloci!a! !e enfria iento y !el !ia#ra a TEC !e

este acero$ Los aceros -a4o car-ono tienen una te "la-ili!a! tan -a4a ,ue las )eloci!a!es

nor ales !e enfria iento rara )e* "ro!ucen artensita& Sin e -ar#o& un acero alea!o

"ue!e re,uerir un "recalenta!o "ara re!ucir la )eloci!a! !e enfria iento o un "oscalenta!o

"ara re)enir la rnartensira ,ue se 'aya for a!o$

Un acero ,ue 'a si!o ori#inal ente te "la!o y re)eni!o "resenta !os "ro-le as !urante

la sol!a!ura$ Pri ero& la "orci(n ele la *ona afecta!a "or el calor "or enci a !e Al "ue!e

for ar rnartensita !es"u+s !e enfriarse$ Se#un!o& una "orci(n !e la *ona afecta!a "or el ca1

lor "or !e-a4o !e Al "ue!e so-rerre)enirse$ Nor al ente& no se !e-er%a sol!ar un acero en

con!ici(n !e te "le y re)eni!o$

Aceros inoxidables

Los aceros ino0i!a-les se seleccionan en funci(n !e su e0celente resistencia a la corrosi(n$

7urry rearly esta-a tra-a4an!o so-re una aleaci(n con !e car-ono y : > !e cro o

2a'ora conoci!o co o acero ino0i!a-le ?


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias

ulili*an!o .ci!os con la finali!a! !e "o!er )er la %croesrruc ra$ Tu)o !ificulta!es "ara en1

contrar un a#ente ,u% ico a!ecua!o "ara lo#rar lo anterior$ Aun,ue otros in)esti#a!ores ya

'a-%an e0"eri enta!o este "ro-le a & Mr$ rearly )io la o"ortuni!a! !e a"ro)ec'ar un a1

terial ,ue era resistente a la corrosi(n

To!os los aceros ino0i!a-les )er!a!eros contienen un %ni o !e a"ro0i a!a ente :Cr&

lo ::> Cr& lo ,ue "er ite la for aci(n !e una !el#a!a ca"a su"erficial !e (0i!o !e cro o

cuan!o el acero ,ue!a e0"uesto al o0%#eno$

El cro o es el ele ento ,ue 'ace ,ue los aceros ino0i!a-les sean ino0i!a-les$ El cro o

ta -i+n es un ele ento esta-ili*a!or !e la ferrita$ El cro o 'ace ,ue se contrai#a la re#i(n

!e la austenita& en tanto ,ue la re#i(n !e la ferrita au enta !e ta a/o$ En las co "osiciones

!e -a4o car-ono y alto cro o& la ferrita se encuentra "resente co o una sola fase 'asta la

te "eratura soli!a$

Clases de aceros inoxidables en f'nción de la estr'ct'ra cristalina y del mecanismo de

end'recimiento.

Aceros inoxidables ferriticos contienen 'asta un @ Cr y enos !e C$ De-i!o a la

estructura c6-ica centra!a en el cuer"o 2 CC& "or sus si#las en in#l+s3$

• Tienen -uena resistencia y una !uctili!a! o!era!a

•

Son a#n+ticos no es "osi-le tratarlos t+r ica ente• Tienen una resistencia e0celente a la corrosi(n

• Ca"aci!a! !e confor a!o o!era!a

• Son relati)a ente econ( ico

Aceros inoxidables rnartensiticos . Una aleaci(n !e :=> Cr1C calenta!a 'asta ?


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for a un : CrF !e lo contrario& el ca "o !e austenita se 'ace

tan "e,ue/o ,ue se re,uiere un control uy estricto tanto so-re la te "eratura !e

austeniti*aci(n co o !el conteni!o !e car-ono$ Menores conteni!os !e cro o ta -i+n

"er iten ,ue el conteni!o !e car-ono )ar%e !e a"ro0i a!a ente 'asta :$& lo ,ue "er ite

la "ro!ucci(n !e artensitas con !iferentes !ure*as$ La co -inaci(n !e !ure*a& resistencia

ec.nica y resistencia a la corrosi(n 'ace ,ue estas aleaciones sean atracti)as "ara

a"licaciones co o& "or e4e "lo& cuc'illos !e alta cali!a!& -alines y ).l)ulas$

Aceros inoxidables a'steníticos. El n%,uel& ,ue es unelemento estabili+ador de la a'stenita%

incre enta el ta a/o !e ca "o !e la austenita y&al is o tie "o& "r.ctica ente eli ina la

ferrita !e las aleaciones !e 'ierro cro o car-ono$ Si el conteni!o !e car-ono ,ue!a "or

!e-a4o !e a"ro0i a!a ente Cr y H> Ni 2ta -i+n conoci!a co o ino0i!a-le :H1H3 es

el #ra!o !e acero ino0i!a-le !e .s a "lio uso$ Sin e -ra#o cuan!o se le calien1


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ta a una te "eratura !e 1 H< HB< C& car-uros !e cro o se "reci"itan a lo lar#o !e

los -or!es !e #rano en )e* !e en el interior !e los is os$ Esto causa

e "o-reci iento en el conteni!o !e cro o en el interior !e los #ranos y 'ar. ,ue

el acero ino0i!a-le se corroa con uc'a facili!a!$ Este fen( eno se conoce co o

sensiti*aci(n$

Aceros inoxidables end'recidos por precipitación 7< 8 $ Contienen Al& N-& o Ta y !e-en sus

"ro"ie!a!es al en!ureci iento "or soluci(n s(li!a& en!ureci iento "or !efor aci(n&

en!ureci iento "or en)e4eci iento y a la reacci(n artens%tica$ El acero se calienta "ri ero

y se te "la "ara in!ucir la transfor aci(n !e austenita en artensita& Al recalentar& se

"er ite ,ue se for en "reci"ita!os co o el Ni@A: a "artir !e la artensita$ Se o-tienen

"ro"ie!a!es ec.nicas altas& incluso con aceros !e -a4o conteni!o !e car-ono$

Aceros inoxidables d&plex $ En al#unos casos& en la estructura !el acero ino0i!a-le se

intro!ucen !eli-era!a ente e*clas !e fases$ Me!iante un control a"ro"ia!o !e la co "osi1

ci(n y !el trata iento t+r ico& se "ue!e "ro!ucir un acero ino0i!a-le !6"le0& ,ue contiene

a"ro0i a!a ente 50> !e ferrita y 50> !e austenita$ Esta co -inaci(n "ro"orciona un con1

4unto !e "ro"ie!a!es ec.nicas !e resistencia a la corrosi(n& !e for a-ili!a! sol!a-ili!a!

,ue no se o-tiene con nin#6n otro !e los aceros ino0i!a-les nor ales$

#os hierros f'ndidos

Son aleaciones !e 'ierro1car-ono y silicio$ ,ue co 6n ente contienen !e ? a > C y !e !e Si& y ,ue !urante la soli!ificaci(n "asan a tra)+s !e la reacci(n eut+ctica$ Las

rnicroestructuras !e los cinco ti"os i "ortantes !e 'ierros fun!i!os se uestran !e anera

es,ue .tica en la fi#ura :?$


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9ig. 1:. 7a8 9'ndición gris% 7b8 9'ndición blanca% 7c8 9'ndición maleable% 7d8 9'ndición d&ctil o nod'lar

y 7e8 ierro con grafito compactado.

Porcentaje en peso de carbono

Reacción eutéctica de hierros fundidos . Con )ase en el diagrama de "ases Fe-Fe @C e-

95dulos de

Perlit

+- +c+a

+d

ra tocompactado+vermicular

5i#$ :@$ Dia#ra a !e fases 'ierro1car-ono ,ue uestra la relaci(n

entre los e,uili-rios esta-les 'ierro1#rafito2l%neas continuas3 y lasreacciones etaesta-les 'ierro1ce entita 2l%neas "untea!as3$

1?00

1=00

1+,,

,,


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias$

C a 110, C es:

Esta reacci(n "ro!uce hierro f'ndido blanco con una icroestructura co "uesta !e 5e @C y

!e "erlita$ Sin e -ar#o& el siste a 5e15e5 es real ente un !ia#ra a !e fases etaesta-le$

a4o con!iciones !e e,uili-rio )er!a!ero& la reacci(n eut+ctica es9

# 1R r gra"ito

El !ia#ra a !e fases 5e1C a"arece en l%neas continuas en la fi#ura :@$ Cuan!o ocurre la

reacci(n eut+ctica esta-le # 1R l 1:1 #rafito a::AB C& se for a el 'ierro #ris& !6ctil2no!ular3 o

!e #rafito co "acto$

En las aleaciones 5e1e& el l%,ui!o se su-enfr%acon facili!a! a B C 2!iferencia !e te "era1

tura entre las te "eraturas eut+cticas esta-les y etaesta-les3 y for a 'ierro fun!i!o -lanco$

Al a#re#ar al 'ierro a"ro0i a!a ente ?=> !e silicio& se incre enta la !iferencia !e

te "eratura entre eut+cticos&lo ,ue "er ite tolerar su-enfria ientos ayores y .s tie "o

"ara la nucleaci(n y creci iento !el #rafito eut+ctico esta-le$ El silicio es& "or tanto&un

ele ento estabili+ador del grafito. Los ele entos co o el cro o y el -is uto tienen un efecto

o"uesto y "ro ue)en el ' ierro fun!i!o -lanco$ Ta -i+n "o!e os intro!ucir ele entos

inoculantes co o el silicio 2en for a !e ferrosilicio 5e1Si3& "ara "ro o)er lanucleaci(n !el

#rafito&o "o!e os re!ucir la )eloci!a! !e enfria iento !e la fun!ici(n "ara !ar .s tie "o

"ara el creci iento !el #rafito$

El silicio ta -i+n re!uce la canti!a! !e car-ono conteni!a en el eut+ctico$ Se "ue!e to1

ar en consi!eraci(n este efecto !efinien!o el car-ono e,ui)alente 2CE39

C2 Q C W > 4i


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias%

La co "osici(n eut+ctica es sie "re cerca !e $@> CE$ Un car-ono e,ui)alente ele)a!o

"ro ue)e el creci iento !el #rafito eut+ctico$

*eacción e'tectoide en los hierros f'ndidos. La estructura !e la atri* y las "ro"ie!a!es !e

ca!a ti"o !e 'ierro fun!i!o est.n !eter ina!as "or la for a en ,ue se transfor a la

austenita !urante la reacci(n eutectoi!e$ En el !ia#ra a !e fases 5e15eFC utili*a!o "ara los

aceros& la austenita se transfor a-a en ferrita y en ce entita& a enu!o en for a ele "erlita$

a4o con!iciones !e e,uili-rio& los .to os !e car-ono se !ifun!en !e la austenita 'acia

las "art%culas !e #rafito e0istentes !e4an!o atr.s ferrita !e -a4o car-ono$

El recoci!o 2o enfria iento en el 'orno3 !el 'ierro fun!i!o for a una atri* ferr%tica

-lan!a 2no una "erlita #ruesa co o en el caso !e los aceros3$

El nor ali*a!o& es !ecir& el enfria iento al aire resulta en una atri* "erl%tica$ Los 'ierros

fun!i!os ta -i+n se "ue!en -ainit%*ar "ara "ro!ucir -ainita& o se "ue!en te "lar "ara

for ar artensita y !es"u+s re)enir$ El 'ierro !6ctil -ainiti*a!o& con resistencias !e 'asta

?


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias&

resistencia y !uctili!a!$ 8sta es la fun!ici(n !e 'ierro !e .s a "lio uso y !e-e su no -re al

color #ris ate !e la su"erficie fractura!a$

El "unto en el cual se conectan estas 'o4uelas es el n6cleo ori#inal !e #rafito$ La

inoculaci(n ayu!a a "ro!ucir cel!as eut+cticas .s "e,ue/as& e4oran!o as% la resistencia$

Los 'ierros #rises se !efinen e!iante un n6 ero !e clasificaci(n !el ?< al H !e car-ono e,ui)alente 2?$;>C& :$;> Si3$

El 'ierro alea-le ferr%tico tiene -uena tenaci!a! en co "araci(n con las !e .s

fun!iciones& "or,ue su car-ono e,ui)alente -a4o re!uce la te "eratura !e transici(n "or


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias!(

!e-a4o !e la te "eratura a -iente$ Cuan!o se enfr%a la nustenita al aire o en aceite "ara

for ar "erlita o artensita& se o-riene la f'ndición marea perlírica. En cual,uier caso& la

atri* es !ura y fr.#il$ La fun!ici(n es re)eni!a en ese o ento a una te "eratura "or

!e-a4o !e la eutectoi!e$

El re enido esta-ili*a la artensita o esferoi!i*a la "erlita$ Una te "eratura .s ele)a!a

!e re)eni!o re!uce la resistencia e incre enta la !ucti-ili!a! y la tenaci!a!$

El 'ierro fun!i!o !6ctil o no!ular contiene "art%culas !e #rafito esferoi!al$ El 'ierro !6ctil se

"ro!uce tratan!o el 'ierro l%,ui!o con un car-ono e,ui)alente !e cerca !e $@> con

a#nesio& lo ,ue 'ace ,ue cre*ca #rafito esferoi!al 2n(!ulos3 !urante la soli!ificaci(n& enlu#ar !e usar un trata iento t+r ico lar#o$ Para "ro!ucir este 'ierro& es necesario se#uir

)arios "asos& es !ecir& la !esulfuri*aci(n& la no!ulaci(n y la inoculaci(n$ Durante la

!esulfuri*aci(n& se eli ina cual,uier a*ufre y o0%#eno e0istentes en el etal l%,ui!o

a/a!ien!o a#entes !esulfuri*antes& co o el car-uro !e calcio 2CaO3$ Durante la no!ulaci(n&

se a#re#a M#& "or lo #eneral en for a !ilui!a co o una aleaci(n !e M#5eSi$

Los ele entos !e aleaci(n incre entan los tie "os re,ueri!os "ara las

transfor aciones en los !ia#ra as :TI& re!ucen las )eloci!a!es !e enfria iento "ara

"ro!ucir artensita en los !ia#ra as TEC y e4oran la te "la-ili!a! !el acero$

Los ele entos !e aleaci(n y los trata ientos t+r icos es"eciales lo#ran "ro"ie!a!es

6nicas o co -inaciones !e "ro"ie!a!es 6nicas$ Son !e "articular i "ortancia lostrata ientos !e en!ureci iento su"erficial& co o el car-uri*a!o& ,ue "ro!uce una e0celente

co -inaci(n !e resistencia a la fati#a y al i "acto$ Los aceros ino0i!a-les& ,ue contienen

un %ni o !e :?> Cr& tienen una e0celente resistencia a la corrosi(n$

Los 'ierros fun!i!os& "or !efinici(n& sufren una reacci(n eut+ctica !urante la soli!ificaci(n$


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias!'

De"en!ien!o !e la co "osici(n y !el trata iento& se for ar.n ya sea y 5e5& o -ien y

#rafito !urante la soli!ificaci(n$


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias!2

ALEACIONES NO FERROSAS


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ALEACIONES NO FERROSAS

Son a;uellas ;ue carecen de ste4 Los metales 7errosos se

pueden clasi car en:

Pesa!osLi#erosUltrali#ero

Características@

Alta resistencia a la corrosi(nuenas "ro"ie!a!es !e tensi(n

Muy !6ctiles& a6n a te "eraturas -a4asResistencia ec.nica$


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias!!

Materiales no ferrosos pesados.

Estaño Sn. Las caracter?sticas de >ste material son en cuanto a su densidad: $,2% 038dm ,

Punto de 7usi5n: 2 ' ( c

Es un metal plateado, malea-le, ;ue no se o@ida 7 cilmente con el aire y es

resistente a la corrosi5n4 Se encuentra en mucndolos de la corrosi5n4 Bna de sus caracter?sticas m s llamativas es ;ue

-a=o determinadas condiciones 7orma la peste del esta o4

Al do-lar una -arra de este metal se produce un sonido caracter?stico llamado 3rito

del esta o, producido por la 7ricci5n de los cristales ;ue la componen4

Aplicaciones. Se usa como revestimiento protector del co-re, del n es de disminuir la

7ra3ilidad del vidrio4

Los co "uestos !e esta/o se usan "ara fun#ici!as& tintes& !ent%fricos y "i# entos$Se usa "ara 'acer -ronce& aleaci(n !e esta/o y co-re$Se usa "ara la sol!a!ura -lan!a& alea!o con "lo o$Se usa en aleaci(n con "lo o "ara fa-ricar la l. ina !e los tu-os !e los (r#anos

usicales$Recu-ri iento !e acero$M+to!o !e o-tenci(n

casiterita

La casiterita se tritura y muele en molinos adecuados 4lue3o se introduce en una

cu-a con a3ua, en la ;ue se a3ita 4por decantaci5n, el mineral de esta o siendo m s pesado

se va al 7ondo4


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias!"

Posteriormente se introduce en un


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias!#

arde en aire con llama verde azulada4 El aire seco no le ataca pero en presencia de


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias!$

Sol!a!ura -lan!a #alena9 sulfuro !e "lo oOtros

"i#eros:

Aluminio, )itanio

Caracter?sticas: su densidad est comprendida entre 2 y " 34 8 dm

Aluminio Al : Las aleaciones de aluminio son las m s importantes entre las no 7errosas,

principalmente por su li3ereza, endureci-ilidad por de7ormaci5n, resistencia a la corrosi5n y

su precio relativamente -a=o4 Se usan en aeron utica y en la 7a-ricaci5n de -arcos4

El co-re no aleado se usa en a-undancia por su conductividad el>ctrica, resistencia

a la corrosi5n, -uen procesado y costo relativamente -a=oI se alea con el Hn para 7ormar el

lat5n +m s resistente I y con S- y P o Al, para crear lo ;ue es el -ronce4

Otras aleaciones son las de ma3nesio, titanio y n?;uel4 Las de ma3nesio son

e@cepcionalmente li3eras y tienen aplicaciones aeroespaciales4

Ma#nesio:

Caracter?sticas: .ensidad: 2,$ 348dm ,Punto de 7usi5n: ##( ( C, de 7 cil mecanizado4 Muy

malea-le, permite la producci5n de l minas muy del3adas4

Jastante d ctil, permite la 7a-ricaci5n de ca-les el>ctricos4

Material -lando, material solda-le4, Con CO2 a-sor-e el do-le del impacto4

Aplicaciones:


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias!%

El aluminio puro se emplea principalmente en la 7a-ricaci5n de espe=os, tanto para uso

dom>stico como para telescopios reGectores4

Como material estructural en aviones, autom5viles, tan;ues, superestructuras de

-u;ues y -icicletas K en edi cios, em-ala=e de alimentos, carpinter?a met lica, recipientes

crio3>nicos4

M>todo de o-tenci5n Jau@ita El m>todo Jayer Proporciones de elementos para o-tener ' t

de aluminio4

Aleaciones: .ES 9AC O9 .E LAS ALEAC O9ES .E ALBM 9 O:

ELP/ ME/

. )O

MBES)/A EL P/ ME/ ELEME9)O .E LA ALEAC N9, EL SE B9.O SE /EF E/E A LA

MO. F CAC N9 K LOS L) MOS .OS . )OS 9. CA9 EL PO/CE9)A6E .EC MAL .E LA

CO9CE9)/AC O9 .E AL4 + por e=emplo, '(#( ser una aleaci5n con &&4# de Al4

SE/ E CLASE .E ALEAC O9

' Aluminio al &&D de pureza m?nimo4

2 Aluminio aleado con co-re principalmente4

Aluminio aleado con man3aneso principalmente4

! Aluminio aleado con silicio principalmente4

" Aluminio aleado con ma3nesio principalmente4

# Aluminio aleado con silicio o con silicio Qma3nesio4

$ Aluminio aleado con zinc o con zinc Q ma3nesio4


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias!&

El ltimo d?3ito indica la 7orma de producto, ' o 2 en lin3ote +dependiendo de la pureza y

cero es para 7undici5n4

Aleaciones de fundición

SE/ E CLASE .E ALEAC O9

4 Aluminio al &&D de pureza m?nimo4

2 4 Aluminio aleado con co-re4

4 Aluminio aleado con silicio y co-re o silicio y ma3nesio4

4 Aluminio aleado con silicio4

" 4 Aluminio aleado con ma3nesio4

# 4 Serie sin usar4

$ 4 Aluminio aleado con zinc4

% 4 Aluminio aleado con esta o4

& 4 Aleaciones sin especi car +el 7a-ricante de-e ctricas, tan;ues para;u?micos, metalizaci5n4


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias"(

Co-re +Cu 2('!, 22'&, 2(2! )an;ues, trans-ordadores espaciales,aviones4

Man3aneso +Mn ((!, (( Calderer?a, mue-les, e;uipo m>dico4

Ma3nesio +M3 "("#, " "#, "'% Estructural, rmicos de templado y revenido4

)itanio )i sus Caracter?sticas: .ensidad: !,!" 348dm ,Punto de 7usi5n: '#$" ( C


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias"'

Es de color plateado 3ris ceo4

Parama3n>tico4 9o se imanta 3racias a su estructura electr5nica4

A-undante en la 9aturaleza4

$eciclable.

5or a aleaciones con otros ele entos "ara e4orar las "restaciones ec.nicas$Muy resistente a la corrosi(n y o0i!aci(n$

$efractario.

Poca conductividad4 9o es muy -uen conductor del calor ni de la electricidad

M>todo de o-tenci5n /utilo: di5@ido de titanio cristalizado4 M>todo roll4

Aplicaciones:

El titanio es un metal -iocompati-le por eso se puede utilizar para:

nstrumental ;uir r3ico tales como -istur?s, ti=eras, etc4,

Piercin3

Aplicaciones m>dicas, como pr5tesis de cadera y rodilla, tornillos 5seos, placas

antitrauma e implantes dentales, componentes para la 7a-ricaci5n de v lvulas card?acas y

marcapasos, 3a7as

EL 9 RBEL


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias"2

Se usa en la 7a-ricaci5n de aceros especiales como el acero

ino@ida-le4 )iene 3ran demanda en la industria por;ue da a las aleaciones dureza,

tenacidad, li3ereza y cualidades anticorrosivas, el>ctricas y t>rmicas4 Por e=emplo con:

Co-re, Cromo, Aluminio, Plomo, Co-alto, Man3aneso, Plata y Oro4

AP"%CAC%&'ES:

Es, despu>s del man3aneso, m s usado en 7erro aleaciones4

Acu aci5n de monedas y ni;uelado4

En ro-5tica4

Motores marinos4

ndustria ;u?mica4

)u-er?as4

+Estos tres ltimos por su resistencia a la corrosi5n4

C& A" &:

Aplicaciones:

)ur-inas de 3as de aviaci5n, 7resadoras, imanes y cintas ma3n>ticasI son e=emplos de

aleaciones resistentes a la corrosi5n, aceros r pidos4

Cat*lisis del petróleo e industria +u,mica.


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/ecu-rimientos met licos por deposici5n electrol?tica, su aspecto, dureza y resistencia a la

o@idaci5n4

Secante "ara "inturas& -arnices y tintas$Recu-ri iento !e es altes )itrifica!os$Pi# entos 2co-alto a*ul y co-alto )er!e3$Electro!os !e -ater%as el+ctricas$Co o fuente !e ra!iaci(n #a a en ra!iotera"ia& ra!io#raf%a in!ustrial "ara el control !e

cali!a! !e etales 2!etecci(n !e #rietas3$Esterili*aci(n !e ali entos 2"asteuri*aci(n fr%a3$

ltraligerosMa#nesio

erilioCaracter%sticas9 su !ensi!a! es enor se ? # ! @Ma#nesio M#& sus caracter%sticas9 Densi!a!9 :&=@ Y#$ ! @&Punto !e fusi(n9 B;< C

El ma3nesio no se encuentra en la naturaleza en estado li-re +como metal , sino

;ue 7orma parte de numerosos compuestos, en su mayor?a 5@idos y sales4

Color -lanco plateado4 En contacto con el aire se vuelve menos lustroso, aun;ue a di7erencia

de otros metales alcalinos no necesita ser almacenado en am-ientes li-res de o@?3eno, ya

;ue est prote3ido por una na capa de 5@ido, la cual es -astante impermea-le y di7?cil de

sacar

El ma3nesio reacciona con a3ua a temperatura am-iente, cuando se sumer3e en

a3ua, en la super cie del metal se 7orman pe;ue as -ur-u=as de


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ma3nesio y car-ono 4 Al arder en aire, el ma3nesio produce una llama -lanca muy intensa

incandescente, la cual 7ue muy utilizada en los comienzos de la 7oto3ra7?a

El polvo de ma3nesio todav?a se utiliza en la 7a-ricaci5n de 7ue3os arti ciales y en

-en3alas mar?timas4

M>todo de o-tenci5n Carnalita +cloruro de ma3nesio 4

Aplicaciones:

Como material re7ractario en


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erilio e sus Caracter?sticas: .ensidad: ',%! 038dm Punto de 7usi5n: '2$& *C4

El -erilio tiene uno !e los "untos !e fusi(n .s altos entre los etales li#eros$Su (!ulo !e elastici!a! es a"ro0i a!a ente un @@> ayor ,ue el !el acero$

Tiene una con!ucti)i!a! t+r ica e0celente& es no a#n+tico y resiste el ata,ue con .ci!on%trico

Es muy permea-le a los rayos y, al i3ual ;ue el radio y el polonio, en condiciones normales

de presi5n y temperatura el -erilio resiste la o@idaci5n del aire, aun;ue la propiedad de rayar

al cristal se de-e pro-a-lemente a la 7ormaci5n de una del3ada capa de 5@ido4

&btención:

El -erilio se encuentra en ( minerales di7erentes, siendo los m s importantes -erilo y

-ertrandita,4 Actualmente la mayor?a del metal se o-tiene mediante

/educci5n de Guoruro de -erilio con ma3nesio4

Las 7ormas preciosas del -erilo son la a3uamarina y la esmeralda

Aplicaciones:

Elemento de aleaci5n, en aleaciones co-re -erilio con una 3ran variedad de aplicaciones4

En la lito#raf%a !e rayos X "ara la re"ro!ucci(n !e circuitos inte#ra!os$Mo!era!or !e neutrones en reactores nucleares$Por su ri#i!e*& li#ere*a y esta-ili!a! !i ensional& se e "lea en la construcci(n !e

!i)ersos !is"ositi)os co o #ir(sco"os& e,ui"o infor .tico& uelles !e relo4er%a e

instru ental !i)erso$


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Las aleaciones de titanio tienen densidades y resistencias intermedias a la

temperatura, =unto con una e@celente resistencia a la corrosi5n, lo ;ue les permite ser

utilizadas en dispositivos aeroespaciales, procesos ;u?micos y aplicaciones -iom>dicas4 Estas

aleaciones no 7errosas muestran una respuesta poderosa al endurecimiento porenve=ecimiento y, en al3unos casos, a los tratamientos t>rmicos de templado y revenido4

Las aleaciones de n?;uel y de co-alto, incluyendo las superlaciones, tienen -uenas

propiedades4 ncluso a temperaturas a n m s altas4 Esto, en com-inaci5n con su -uena

resistencia a la corrosi5n,


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Los metales Tli3erosT Aluminio Al itanio y los metales ultrali3eros son: Ma3nesio, Jerilio

entre otros4 Estos metales tienen m ltiples aplicaciones importantes en la Electricidad y

telecomunicaciones Medios de transporte Construcci5n y ornamentaci5n, monedas,

m ltiples aleaciones, la 7a-ricaci5n de espe=os, tanto para uso dom>stico como paratelescopios reGectoresI como material estructural en aviones, autom5viles, tan;ues,

superestructuras de -u;ues y -icicletas K en edi cios, em-ala=e de alimentos, carpinter?a

met lica, recipientes crio3>nicos4I Aplicaciones m>dicas, etc4


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ESTRUCTURAS CRISTALINAS Y SUS

CONSECUENCIAS


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Aleaciones Ferrosas y no Ferrosas, Estructuras Cristalinas y sus Consecuencias"&

INTRODUCCION

En la )i!a coti!iana el ser 'u ano es !e"en!iente !e !i)ersos ateriales "ara la

construcci(n !e sus )i)ien!as o !e los !iferentes utensilios ,ue utili*a "ara facilitar las

la-ores ,ue reali*a$ Estos ateriales "ue!en ser ele entos naturales o co "uestos

2 e*clas 'o o#+neas !e !os o .s ele entos3$

La uni(n !e las ol+culas !e !os o .s ele entos "ue!e !arse !e for a or!ena!a o!esor!ena!a& !e"en!ien!o en #ran "arte !e las fuer*as ,ue inter)en#an en la uni(n !e los

is os& !an!o ori#en a ateriales con una estructura cristalina o a orfa$

En el "resente tra-a4o se !escri-ir. ,ue son las estructuras cristalinas !e los

ateriales y las caracter%sticas "rinci"ales !e las is as& as% ta -i+n se !iferenciara !e las

estructuras no cristalinas o a orfas$


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ANTECEDENTES

En :H H Au#uste ra)ais 2f%sico y ineralo#ista franc+s3& esta-leci( la teor%a reticular&

se#6n la cual las ol+culas !e los cristales est.n !is"uestas en re!es tri!i ensionales$

De ostr( ,ue solo "ue!e 'a-er : ti"os !e re!es es"eciales ,ue cu "l%an la

con!ici(n !e ,ue ca!a "unto ten#a otro i!+ntico alre!e!or 2ret%culos es"aciales !e ra)ais3$

Esta teor%a se co "ro-( as a!elante atre)es !e la !ifracci(n !e rayos 0$


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ESTRUCTURAS CRISTALINAS

La estructura cristalina es el conce"to ,ue !escri-e la for a en ,ue se or#ani*an los.to os !e un aterial$

Si estos .to os o iones se colocan or!ena!a ente si#uien!o un o!elo ,ue se re"iteen las tres !irecciones !el es"acio se !ice ,ue el aterial es cristalino si los .to os o ionesse !is"onen en un o!o total ente aleatorio sin se#uir nin#6n ti"o !e secuencia !eor!ena iento estar%a os ante un aterial no cristalino o a orfo$

Las sustancias se "ue!en clasificar co o a orfas o cristalinas$ En el esta!o a orfo&

los .to os se encuentran e*cla!os en una anera co "leta ente !esor!ena!a& y sus"osiciones no #uar!an relaci(n es"ec%fica con la !e sus )ecinos$

La estructura cristalina& "or su "arte& consiste !e .to os !is"uestos se#6n un or!en#eo +trico re#ular$ La !is"osici(n )ar%a& se#6n )ere os& !e una a otra sustancia

To!os los s(li!os )er!a!eros son !e naturale*a cristalina$ Este 'ec'o e0"lica 'astacierto "unto su ri#i!e*& ya ,ue el or!ena iento !e .to os si#uien!o un "atr(n #eo +trico&'ace .s !if%cil la !istorsi(n !e la estructura !e un s(li!o$

Si un s(li!o se su4eta a esfuer*os inferiores a su l% ite el.stico& cual,uier !istorsi(n

"ro!uci!a es te "oral y& cuan!o se retira el esfuer*o& el s(li!o retornara a su for a ori#inal$ As% "ues& la re oci(n !el esfuer*o con!uce a la re oci(n !e la !efor aci(n& y !eci os ,uela sustancia es el.stica$ La estructura a orfa es t%"ica !e to!os los l%,ui!os& ya ,ue los.to os se "ue!en o)er f.cil ente con res"ecto a los !e .s .to os& "uesto ,ue no sesu4etan a un "atr(n "re!eter ina!o$ Una estructura a orfa& "or lo tanto no "osee elastici!a!sino s(lo "lastici!a! o o)ili!a!$

Entre las su-stancias a orfas se incluyen uc'as ,ue nor al ente se consi!eranco o s(li!os$ El )i!rio es uno !e ellos& "or ser un l%,ui!o al ,ue se 'a o-li#a!o a "asar a su"unto !e con#elaci(n y& en la con!ici(n Js(li!oK a orfo es la -rea$ Nue)a ente& +ste es unl%,ui!o su a ente )iscoso& y si coloca os un tro*o !e +l en un reci"iente y lo !e4a os!urante un tie "o consi!era-le& encontrare os ,ue #ra!ual ente 'a flui!o "ara a4ustarse ala for a !el reci"iente$

La )iscosi!a! !e los l%,ui!os es una "ro"ie!a! relati)a& ,ue !e"en!e !e la ra"i!e* !elca -io !e o ento !e la fuer*a !e !es"la*a iento& cuan!o se a"lica esta 6lti a$ As% "uesel a#ua& -a4o la acci(n !e un i "acto r."i!o se co "orta en una for a si ilar a la -rea -a4ola acci(n !e una car#a continua$

Lo anterior "arece su#erir ,ue los etales& aun cuan!o -.sica ente cristalinos en sufor a& contienen cierto aterial a orfo$ A!e .s& el !es#arra iento tiene lu#ar .sr."i!a ente al ele)arse la te "eratura y es -ien sa-i!o ,ue los l%,ui!os a orfos fluyen .s


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f.cil ente a te "eraturas .s altas& cuan!o la )iscosi!a! se re!uce$ Cuan!o un l%,ui!o"uro se soli!ifica for an!o un s(li!o cristalino& lo 'ace a una te "eratura fi4a lla a!a "unto!e soli!ificaci(n$ Durante el "roceso !e cristali*aci(n 2"roceso !e soli!ificaci(n3& los .to osto an "osiciones si#uien!o un "atr(n #eo +trico !eter ina!o$

Los s(li!os cristalinos est.n constitui!os "or in6sculos cristales in!i)i!uales ca!auno con for a #eo +trica y "oseen la caracter%stica !e ,ue al ro "erse "ro!ucen caras y"lanos !efini!os& al i#ual "resentan "untos !e fusi(n !efini!os$ Co o e4e "los "o!e os!estacar9 el NaCl& la sacarosa& etales y aleaciones& y ta -i+n al#unos cer. icos$

Los .to os o iones !e un s(li!o se or!enan en una !is"osici(n ,ue se re"ite en tres!i ensiones& for an un s(li!o !el ,ue se !ice tiene una estructura cristalina& se !ice ta -i+n,ue es un s(li!o cristalino o un aterial cristalino$

Punto reticular9 i(n& .to o o ol+cula

,ue se re"ite infinita ente

fi#ura :

L%neas rectas i a#inarias ,ue for an la

Cel!illa uni!a!

fi#ura ?


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El "atr(n se re"ite en el es"acio y

5or a el ret%culo cristalino

fi#ura @

El ta a/o y la for a !e la cel!a uni!a! "ue!en !escri-irse "or tres )ectoresreticulares a& -& c y "or .n#ulos entre las caras y la lon#itu! relati)a !e las aristas&!eno ina!os "ar. etros !e re!& constantes !e re! o e4es cristalo#r.ficos$

a& -& c 9 lon#itu! !e las aristas corres"on!ientes a los e4es coor!ena!os X& &Z$

a & - & # 9 .n#ulos entre las aristas$

fi#ura

La i "ortancia en la in#enier%a !e la estructura f%sica !e los ateriales s(li!os!e"en!e "ri or!ial ente !e la !is"osici(n !e los .to os& iones o ol+culas ,ue constituyenel s(li!o y !e las fuer*as !e enlace entre ellos$

Asi#nan!o )alores es"ec%ficos "ara las lon#itu!es a0iales y los .n#ulos interea0iales&se "ue!en construir !iferentes ti"os !e cel!a uni!a!$ Los cristal(#rafos 'an ostra!o ,ueson necesarias s(lo siete ti"os !e !iferentes !e cel!a uni!a! "ara crear to!as las re!es"untuales& estos siste as cristalinos son9 el C6-ico& el Tetra#onal& el Ortorr( -ico& elRo -o+!rico& el 7e0a#onal& el Monocl%nico y el Tricl%nico$ La ayor "arte !e los siste ascristalinos "resentan )ariaciones !e la cel!a uni!a! -.sica$ A$ $ ra)ais ostr( ,ue :


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cel!as uni!a! est.n!ar "o!%an !escri-ir to!as las estructuras reticulares "osi-les$ 7ay cuatroti"os -.sicos !e cel!as uni!a! 2:3 Sencilla& 2?3 Centra!a en el Cuer"o& 2@3 Centra!a en lasCaras& y 2 3 Centra!a en la ase$

En el Siste a C6-ico 'ay tres ti"os !e cel!a uni!a!9 c6-ica sencilla& c6-ica centra!aen el cuer"o y c6-ica centra!a en las caras$ En el Siste a Ortorr( -ico 'ay est.nre"resenta!os los cuatro ti"os$ En el Siste a Tetra#onal 'ay solo !os9 sencilla y centra!a enel cuer"o$ La cel!a uni!a! tetra#onal centra!a en las caras "arece ,ue falta& "ero se "ue!efor ar a "artir !e cuatro cel!as uni!a! tetra#onales centra!as en el cuer"o$ El Siste aMonocl%nico tiene cel!as uni!a! sencilla y centra!a en la -ase& y los Siste as Ro -o+!rico&7e0a#onal y Tricl%nico tienen s(lo una cel!a uni!a!$


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ROMBOEDRICO (TRIGONAL).- ) E9E E6ES .E A9 BLO S M LA/ E9)/E S ,

9 9 B9O /EC)O K A/ S)AS BALES4

+A/SE9 CO, CA/JO9A)O .E CALC O


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CONCLUSION

En conclusi(n "o!e os !ecir ,ue la estructura !e los ateriales se !efine "or el

or!ena iento y el ti"o !e enlace !e sus iones y .to os& !an!o co o resulta!o estructuras

cristalinas o a orfas$ Ta -i+n co o resulta!o !e los enlaces se !efinir.n otras

caracter%sticas co o son !ensi!a!& )iscosi!a!& elastici!a!& etc$

Los ti"os !e enlaces se !an !e"en!ien!o !e las con!iciones 2frio& calor& "resi(n& etc$3

y !e los ti"os !e ele entos o ateriales ,ue est+n for an!o el co "uesto y esto "ue!e ser

ani"ula!o a )olunta! "ara o-tener un aterial con las caracter%sticas !esea!as$

La ayor%a !e los ateriales ,ue utili*a os coti!iana ente son co "uestos

ani"ula!os "ara o-tener co o resultante un "ro!ucto ,ue sea funcional y facti-le& ,ue sir)a

"ara la ela-oraci(n !e "ro!uctos ,ue se ten%an "re)ia ente !efini!os$

De esta for a el ser 'u ano 'a "o!i!o sacar "ro)ec'o .0i o !e los !iferentes

ele entos naturales y sus "ro"ie!a!es& o-tenien!o innu era-les -eneficios$


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!I!LIO#RAF$A

%&'inas de Internet(

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!i)lio'ra *a en Li)ro(
http://www.utp.edu.co/~publio17/acaleados.htm#cttplasificacionhttp://www.aesa.es/http://es-wikipedia.org/wiki/temperaturaambientehttp://es.wipipedia.org/wiki/ductibilidadhttp://www.monografias.com/trabajos60/propiedades-materiales-aleaciones2.shtmlhttp://www.wikipedia.com/http://es.wikipedia.org/wiki/Estructura_cristalinahttp://www.mitecnologico.com/Main/EstructuraCristalinaYSuConsecuenciaEnLasPropiedadeshttp://www.angelfire.com/me3/mambuscay/Art5.htmhttp://www.acienciasgalilei.com/qui/pdf-qui/estruct_cubica.pdfhttp://www.unalmed.edu.co/~cpgarcia/geomet.pdfhttp://www.utp.edu.co/~publio17/acaleados.htm#cttplasificacionhttp://www.aesa.es/http://es-wikipedia.org/wiki/temperaturaambientehttp://es.wipipedia.org/wiki/ductibilidadhttp://www.monografias.com/trabajos60/propiedades-materiales-aleaciones2.shtmlhttp://www.wikipedia.com/http://es.wikipedia.org/wiki/Estructura_cristalinahttp://www.mitecnologico.com/Main/EstructuraCristalinaYSuConsecuenciaEnLasPropiedadeshttp://www.angelfire.com/me3/mambuscay/Art5.htmhttp://www.acienciasgalilei.com/qui/pdf-qui/estruct_cubica.pdfhttp://www.unalmed.edu.co/~cpgarcia/geomet.pdf

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