Unidad I

Los metales ferrosos

¿Cuales elijo para mi proyecto?

Entendiendo la clasificación, las preguntas que nos haríamos serían?¿Qué tipo de acero utilizaría para cierto producto?

Acero al bajo carbono o acero dulce-0.3% C Productos industriales comunes: pernos, tuercas, hojas, placas y tubos.

Componentes de máquinas que no requieren alta resistencia.

Acero al medio carbono0.30% a 0.60% de C. Para aplicaciones de mayor resistencia que el acero dulce.En maquinaria, partes automotrices y agrícolas, (engranes, ejes, bielas, cigüeñales,equipo ferroviario, y partes de maquinas que trabajan metales.

Acero de alto CarbonoMas de 0.60% de C.Utilizado en partes que requieren resistencia, dureza y resistencia al desgaste.Aplicación en herramientas de corte, cables, alambre músical, resortes y cuchillería. Entremayor sea la cantidad de carbono, mayor su dureza, resistencia y el desgaste.

Aquellos aceros al carbono con azufre y fosforo se conocen como aceros al carbonoresulfurizados (serie 11XX) y aceros al carbono refosforizados y resulforizados (serie 12xx).Estos presentan una maquinabilidad mejorada.

Aplicaciones de los aceros al Carbono

Productos Acero (AISI-SAE)

Alambre 1045 1055

Alambre musical 1085

Arboles de levas 1020 1040

Bielas 1040 3140 4340

Cadenas (de transmisión) 3135 3140

Carrocerias automotrices 1010

Cigüeñales 10451145 3135 3140

Ejes 1040 4140

Engranes 1043

Forjas, tubería, accesorios aeronaves 4140 8740

Pernos 1035 4042 4815

Resortes de hojas 1085 4063 9260 6150

Resortes Helicoidales 1095 4063 9260 6150

Rieles y ruedas para ferrocarril 1080

Rondanas 1060

Tren de aterrizaje 4140 4340 8740

Tubería 1040

Tuercas 3130

Aceros inoxidables

Son aquellos que en presencia de oxigeno (aire) desarrollan una película de óxido de cromo, dura y adherente que protege el metal y en caso de que se raye en el acero, se vuelve a formar la película.

Características:• Resistencia a la corrosión• Alta resistencia y ductilidad• Elevado contenido de cromo (10 a 12%)• Níquel, molibdeno, cobre, titanio, silicio, manganeso, colombio, aluminio, nitrógeno y azufre. • Mejores propiedades mecánicas y resistencia a la sal.

• UsosCuchillería, equipos de cocina, cuidado de la salud y quirúrgicos, en el procesamiento de alimentos ypetróleo. También como varilla de refuerzo (rebar) en concreto reforzado para algunas secciones depuentes, carreteras, edificios, y otras formas de construcción, sobre todo en ambiente marino.

Tipos:

Austenísticos (200 y 300)Ferriticos (400)Martensíticos (400 y 500)Endurecimiento por precipitación (PH)Estructura Duplex.

•Cromo, magnesio y níquel, se endurecen en trabajo en frío.

•Cocina, accesorios, construcción soldada, equipo ligero de transporte, partes para hornos e intercambiadores de calor y ambientes químicos.

Austenísticos

•Alto contenido de cromo (hasta 27%) magnéticos y resistentes a la corrosión, su ductilidad es mas baja que los austenísticos. Trabajo en frío y cero tratamiento térmico.

•Equipos de oficina y guardafangos automovilísticos.

Ferríticos

•Carecen de níquel en su mayoría, se endurecen mediante tratamiento térmico. Alta resistencia , dureza y resistencia a la fatiga. Buena ductilidad y resistencia moderada a la corrosión.

•Cuchillería, herramientas quirúrgicas, instrumentos, válvulas y resortes

Martensíticos

•Alto contenido de níquel, junto con el cobre, aluminio, titanio y molibdeno. Buena resistencia a la corrosión, ductilidad y alta resistencia a temperaturas elevadas

•Aplicaciones aeronáuticas y aeroespaciales

Endurecimiento por precipitación

•Mezcla de Austenita y ferrita. Buena resistencia y mayor resistencia a la corrosión y al agrietamiento por esfuerzo-corrosión.

•Plantas de tratamiento de aguas y en componentes de intercambiadores de calor.

Duplex

Acero inoxidable (AISI-UNS)

Aplicación

303 (S30300) Productos de maquinas roscadoras (flechas, válvulas,bujes y tuercas) y accesorios para aeronaves

304 (S30400) Equipo químico y proceso de alimentos, recipientescriogénicos, canales, caños y placas de escurrimiento

316 (S31600) Equipo químico y manejo de pulpas, equipofotográfico, cubas para brandy, partes parafertilizadoras, jarras de cocinar salsa de tomate ytinas para levadura

410 (S41000) Partes para maquinas, flechas para bombas, pernos,bujes, canales para carbón, partes para motores deaviones, minería, cañones para armas, tornillos yválvulas

416 (S41600) Accesorios para aviones, pernos y tuercas, insertospara extinción de incendios, remaches y tornillos

Aceros aleados

Son aquellos con cantidades significativas de elementos aleados, se fabrican con mas cuidado que losaceros al carbono.

Los grado estructural se utilizan en la industria de la construcción y el transporte debido a su mayorresistencia. Otros se utilizan en aplicaciones donde se requieren resistencia, dureza , resistencia a latermo fluencia y a la fatiga, así como tenacidad. Se pueden tratar térmicamente para obtener laspropiedades deseadas.

Aceros de alta resistencia y baja aleación (HSLA)Características:• Bajo contenido de carbono (- 0.30%)• Se producen en forma de lámina, placas y barras estructurales.• Ductilidad, formabilidad, y soldabilidad son inferiores a los aceros convencionales de baja

aleación.

Aplicaciones:Las láminas HSLA se utilizan en partes de carrocerías automotrices y otros equipos de transporte.

(Para reducir peso, mejor rendimiento). En minería, agricultura e industria. Barcos , puentes yedificios.

Tipos.Calidad estructural (S) con elementos como C, Mn, P, N.Aleaciones Bajas (X) Nb, Cr, Cu, Mo, Ni, Si, Ti, V Zr.Aceros resistentes al ambiente (W) Si, P, Cu, Ni, Cr.Su formabilidad se clasifica por letras (F) Excelente (K) Buena y (O) regular.

Lista aceros ASTM-AISI_UNSSe anexa lista

Aceros para matrices y herramentales

Son aleados diseñados para tener alta resistencia, tenacidad al impacto,resistencia al desgaste en temperatura ambiente y elevada.

Son utilizados en el formado y maquinado de metales.

Aceros de alta velocidad (HSS)

Son los aceros con mayores aleaciones. Resistencia y dureza en temperaturas altas.Existen dos tipos: Tipo Molibdeno (serie M) (10% molibdeno) Cromo, vanadio Tungsteno y cobalto.

Ventajas:Mayor resistencia a la abrasión que serie T, menos distorsión en tratamiento térmico y son menos costosos.95% de los aceros de alta velocidad en EEUU

Tipo Tungsteno (Serie T) (12 a 18% de Tungsteno) Cromo, Vanadio y cobalto.

Aceros para matrices

Serie H (Hot) diseñados para usarse en temperaturas elevadas. Alta tenacidad y gran resistencia al desgaste y agrietamiento.

Trabajo en frío (A,D,O) utilizados para operaciones en frío.

Resistentes al impacto (S) tenacidad al impacto, utilizados en matrices para cabeceado, punzones y cinceles.

Tipo AISI

Alta velocidad M (molibdeno)

T (tugsteno)

Trabajado en caliente H1 a H19 (cromo)

H20 a H39 (tugsteno)

H40 a H59 (molibdeno)

Trabajado en frio D (alto carbono, alto cromo)

A( aleación media, altatemplabilidad)

O (templabilidad en aceite)

Resistente al impacto S

Aceros para moldes P1 a P19 (Bajo carbono)

P20 a P39 (otros)

De propósito especial L (Baja Aleación)

F (carbono-Tungsteno)

Templables al agua W

Bibliografía

Sharer, Shubeli Ulrich Ingeniería de los materiales México 1991 Editorial Continetal

Neely, John E. Materiales y procesos de manufactura México, Edit. Limusa 1992ISBN 968-18-4381

Kalpakjian, Serope Manufactura, ingeniería y tecnología. 5ª edición México 2008. Edit. PearsonISBN 970-26-1026-5

Propiedades de los metales http://www.arqhys.com/construccion/metales-propiedades.html visto el 28 de enero de 2011

Procesos de hierro http://ecologiaunal2008ii.blogspot.es/1224157140/ visto el 2 de febrero de 2011

Catálogo de aceros USN-ASTM http://www.e-pipe.co.kr/spain/spanish/main/sp_main.html visto el 7 de febrero de 2011