República Bolivariana de Venezuela.Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior.

Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño.Escuela de Ingeniería en Mantenimiento Mecánico.

Asignatura: Electiva VMaracaibo-Zulia.

Hecho por: Yoelvis SánchezC.I: 23.474.687Escuela #46

Maracaibo, Septiembre de 2016

Clasificación de los materialesClasificación generalizada de los materiales

Proceso siderúrgico

La siderurgia es el proceso mediante el cual se logra la transformación la materia prima del mineral de hierro, en acero.

Esquema simplificado del proceso siderúrgico

Proceso siderúrgico

Fase 1: Obtención del mineral , Tratamiento del mineral (separación de lamena y la ganga por trituración y separación magnética)

Fase 2: Obtención del coque para producir el calor necesario para eliminar eloxígeno mediante reacciones químicas

Fase 3: Fundentes, Eliminación de impurezas, por medio de piedras calizas

Fase 4: Obtención de arrabio (Altos hornos) Temperatura 1150°C Se funde elHierro mediante el calor producido por el coque y el oxígeno Producción entre1500 y 10000 Tm

Fase 5: Obtención de acero, actúan dos materias primas, arrabio y chatarrade acero, el primero se somete a una reducción de porcentaje de carbono yeliminación de impurezas

Proceso siderúrgico

Fase 6: Colada del acero, Al acero líquido que procede del convertidor se le puedereducir el %C inyectando oxígeno puro. También se pueden añadir otros elementospara formar acerosaleados (Cr, Ni)

COLADA CONTÍNUA: El acero proveniente de la cuchara decolada, es vertido enunos moldes sin fondo, llamados “lingoteras”, por donde fluye por gravedad

Proceso siderúrgico

Fase 7: Laminación del acero

LAMINACIÓN EN CALIENTE: Losdesbastes o tochos se llevan a unosrodillos que se encargarán de reducir susección y conformarlo a una seccióndeterminada

LAMINACIÓN EN FRIO: Las bobinasde chapas provenientes del laminado encaliente, pasan por un decapado conácido sulfúrico para desprender el óxidoformado y un lavado posterior, para serintroducidas en un tren laminador

Clasificación de las aleacionesUna aleación es una mezcla entre dos metales, obtenida por fusión y solidificación de éstos.Algunas propiedades de los metales, como pueden ser la dureza, la tenacidad o la elasticidad, eran conocidas desde la Antigüedad, pudiendo mediante aleaciones, mejorar notablemente sus características.

Propiedades mecánicas de los materiales

Plasticidad Elasticidad

Resistencia a la fluencia

resistencia a la tracción

Resistencia a la torsión

Dureza

Resistencia a la fatiga Tenacidad Maquinabilidad

Maleabilidad Ductilidad Fragilidad

Explique los métodos estandarizados de prueba

para determinar las propiedades mecánicas de

los materiales

La resistencia a la compresión:Cociente entre la carga máxima Faplicada en condicionesespecificadas a temperaturaambiente, que puede resistir unproducto refractario sin destruirse

Resistencia a la flexión: Estaspruebas de tensión proporcionaninformación sobre la resistencia yla ductilidad de los materiales entracción uniaxial

Resistencia a la tracción: consisteen someter a una probetanormalizada a un esfuerzo axialde tracción creciente hasta que seproduce la rotura de la misma.

Explique los métodos estandarizados de prueba

para determinar las propiedades mecánicas de

los materiales

Ensayo de fatiga: Se define queun material trabajaa fatiga cuando soporta cargasque varían cíclicamente con eltiempo

Ensayo de dureza: La prueba dedureza Brinell es una prueba dedureza que puede proporcionarinformación útil sobrelos materiales metálicos.

Ensayo de impacto: se utilizan eningeniería de polímeros paraestudiar la tenacidad de unmaterial. Este material puede serun polímero, un copo limero o unpolímero reforzado.

Efectos ambientales que influyen en el

comportamiento de los materiales

Temperatura: Reblandecimiento,Degradación, Transformaciones defases, Fragilización

Corrosión: Reacción de un materialcon el oxígeno u otros gases,particularmente a alta temperatura.

Oxidación o Corrosión en Seco: Losmetales del grupo I y II de la TablaPeriódica reaccionan inmediatamentecon el oxígeno por lo que tienen un usomuy limitado en el área de laconstrucción.

Corrosión Electrolítica o Corrosión enHúmedo: La corrosión electrolítica esde alguna manera la responsable de lamayoría de la corrosión, que ocurre enlos metales a temperatura ambiente

Metalografía

La metalografía es la ciencia que estudia lascaracterísticas micro estructurales o constitutivasde un metal o aleación relacionándolas con laspropiedades físicas, químicas y mecánicas.

Paso 1: Seccionar, Consiste en remover unamuestra del material analizado, teniendo en cuentalas convenciones en tamaño y qué tanrepresentativa es dicha porción del total a analizar

Paso 2: Montaje, Consiste en proporcionar unabase que sostenga la muestra, lo anterior brindafacilidad de uso.

Paso 3: Preparación de superficie, Durante elmontaje de muestras generalmente el objeto deestudio es solamente una superficie

MONTAJE MECÁNICO: Montaje en abrazaderasde diferentes tipos.

Metalografía

MAQUINADO: Uso de herramientas con filos dediferentes formas, ejemplo torneado y fresado.

RECTIFICADO Y ABRASIÓN: Arreglo de partículasabrasivas fijas que actúan como herramientas decorte.

PULIMENTO: Arreglo de partículas abrasivassuspendidas entre las fibras de un paño

Paso 4: Ataque químico, Luego de la última pasadade pulimento, la superficie es tratada químicamente. Elataque químico es un proceso de corrosión controladade la muestra, se realiza sumergiendo la superficie enalgún tipo de solución adecuada. La solución químicausada depende del material que compone la muestra,la temperatura y tiempo del ataque, el efecto deseadoen la superficie entre otros

Condiciones deben cumplir dos elementos para que entre ellos se forme

una solución sólida de sustitución

Similar radio atómico (menos del 15 % de diferencia, para tener solubilidadtotal): Cuanto más similares sean, menor distorsión de red y por tanto mayorsolubilidad.

Igual estructura cristalina.

Similar electronegatividad: Los metales deben tener poca afinidadelectroquímica para formar solución sólida. En caso de tener gran afinidadelectroquímica se pierde el carácter metálico y se refuerza el carácter iónico ocovalente en la aleación.

Similar valencia: Si el soluto aporta más electrones a la nube electrónica que eldisolvente, se favorece la solubilidad.

Qué condiciones debe cumplir una aleación para

que pueda endurecerse por precipitación o

envejecimiento

La aleación está formada con un elemento de aleación en temperaturas elevadasprimarias mixtos cristales.

Debe existir una solución sólida terminal que tenga una solubilidad sólida decrecientea medida que la temperatura disminuye (curva de solvus pronunciada)

Conducir la fuerza y la velocidad de difusión debe ser suficientemente grande paraque la temperatura de precipitación.

Los precipitados resultantes dispersa en el material debe estar disponible y operativoresistente a la temperatura de coagulación.

¿Qué finalidad tiene el recocido de homogeneización?

En el recocido de homogeneización, propio de los aceros hipoeutectoides, latemperatura de calentamiento es la correspondiente a A3+200 °C sin llegar en ningún caso ala curva de sólidos, realizándose en el propio horno el posterior enfriamiento lento, siendo suobjetivo principal eliminar las heterogeneidades producidas durante la solidificación.

Este tiene por objeto destruir la heterogeneidad química de la masa de un metal oaleación producida por una solidificación defectuosa para hacer una sola estructura este serealiza a temperaturas elevadas cercanas a la de fusión y se aplica principalmente a metalesférreos o propensos a segregaciones.

Tipos de fundiciones de hierro

Se dividen en dos tipos:Fundiciones grises y funcionesblancas

Fundición gris: El hierro gris es unode los materiales ferrosos másempleados y su nombre se debe a laapariencia de su superficie alromperse. Esta aleación ferrosacontiene en general más de 2%de carbono y más de 1% de silicio,ademásde manganeso, fósforo y azufre.

Fundición blanca: La fundiciónblanca es aquella en la que todoel carbono está combinado bajo laforma de cementita. Se distinguen porque al fracturarse presenta un colorblanco brillante.

Tipos: Fundiciones blancashipoeutécticas son aquellas queestán formadas por dentritas deaustenita primaria transformada enperlita y ledeburita transformada.

Proceso de obtención de una fundición hipo

eutéctica para que a temperatura ambiente sea

gris ferrítica

Tras el enfriamiento, la composición de la fase del hierro líquidohipoeutéctico primero comienza a cristalizar la austenita, por lo quela composición de la fase líquida comienza a cambiar en la direcciónde aumento de la concentración de carbono (debido a la menorsolubilidad del carbono en la austenita).

Al llegar al punto eutéctico (4,3% de carbono, 1147 ° C) comienzala cristalización eutéctica, ledeburita.

Durante el enfriamiento adicional de hierro a temperaturas que vandesde 1.147 ° C a 727 ° C y el carbono se agota austenita asignadocementita secundaria.

Cementita secundaria captura de límite de grano de austenita sefusiona con cementita ledeburita por lo tanto, casi invisibleal microscopio. Con un ligero sobreenfriamiento a continuación 727 ºC la austenita por eutectoide de reacción se transforma en perlita(dividido en ferrita y cementita). Por lo tanto, en un hipoeutécticafundición blanca, a temperatura ambiente, la ledeburita está presentecomo componente estructural junto con perlita y cementitasecundaria donde obtiene un color gris con características ferriticas