Fundiciones - Aleaciones - Plasticos.

7/23/2019 Fundiciones - Aleaciones - Plasticos.

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Sergio Hernández Elías

1.- CLASES DE FUNDICIONES:Fundiciones Ordinarias: Están formadas fundamentalmente por hierro ycarbono, con cantidades muy pequeas de otros componentes: Si, !g, S, "#

• Blancas: "resenta rotura de aspecto blanquecino, y se caracterizan

por su contenido en silicio# $demás están fa%orecidas por %elocidades

de enfriamiento rápido y por la presencia de !n y S#

&odo el carbono se encuentra combinado como cementita#

Son fundiciones, duras, resistentes al desgaste, pero frágiles y difíciles

de mecanizar por ello solo su utilizaci'n es limitada#

Se di%iden en:

(# Fundici'n blanca hipoeut)ctica: "osee grandes cristales de

perlita deri%ados de la austenita primaria rodeados de cementita

*# Fundici'n blanca eut)ctica: formada por agrupaciones de perlita

y cementita deri%ada de la ledeburita#

+# Fundici'n blanca hipereut)ctica: formada por grandes masas de

cementita primaria y agrupaciones de cementita y perlita

deri%ada de la ledelburita#

• Grises: esta se lle%a adelante en hierro# o que caracteriza a este

procedimiento es que la mayor parte del contenido es de carbono y

adquiere forma de escamas o láminas de grafito#

- son estas .ustamente las que le dan al hierro su color y propiedades

deseables, como pueden ser que resultan fáciles de maquinar, tienecapacidad de templado y buena fluidez para el colado#

"ese a esto, las fundiciones grises son quebradizas y de ba.a

resistencia a la tracci'n# Se las suele usar bastante en aplicaciones

como bases o pedestales para máquinas, bastidores y bloques de

cilindros para motores de %ehículos, discos de frenos, por poner

algunos e.emplos#

Se di%iden en:



(# Fundici'n gris ferrítica: cuyos microconstituyentes son ferrita ygrafito#*# Fundici'n gris perlitica: cuyos microconstituyentes son perlita y

grafito# Son las de mayor inter)s debido a las me.ores

características mecánicas

+# Fundici'n gris ferritico/perlitica

• Atruchadas: en este caso, tiene una matriz de fundici'n blanca

combinada parcialmente con fundici'n gris# El carbono se encuentra

libre y combinado, siendo difícilmente maquinable#

Funciones especiales: Surgieron por el problema la ba.a tenacidad quepresentan las fundiciones ordinaras, que las hace poco recomendables pararesistir golpes o tracciones bruscas#

• Maleables# se trata de hierros producidos a partir del tratamiento t)rmico

de la denominada fundici'n blanca, la cual es sometida a rígidos

controles que dan por resultado una microestructura en la que gran parte

del carbono se combina con ceentita#

(# Fundici'n !aleable europea o de coraz'n blanco:

Se fabrica a partir de una fundici'n blanca por un largo tratamiento

t)rmico 0+ días1 a alta & 0(222341 en una atm'sfera o5idante# El

O* de la atm'sfera del horno se combina con el 4 de la pieza y se

forma 4O* que se incorpora a la corriente gaseosa# O*

0atm'sfera1 6 4 0grafito de la pieza1 7 4O* 0atm'sfera1 a pieza

pierde progresi%amente 4 y la estructura final resultante será casi

totalmente ferrítica, con un pequeo porcenta.e de Fe+4#

*# Fundici'n !aleable americana o de coraz'n negro:Se trata a la fundici'n blanca durante * días a 82234 en una

atm'sfera neutra# a composici'n de la aleaci'n no se modifica,

sino que la cementita de la fundici'n blanca se transforma en

austenita y grafito 0m'dulos de perfil irregular1#

• De !ra"it# es"er#idal# Se fabrican a partir de fundiciones grises en los

que el grafito adopta morfología globular, gracias a la adici'n de

pequeas cantidades de !g 04a, 9a, 4e,1, que act;an como

deso5idantes, de sulfurantes y estabilizadores de carburos#

a microestructura son esferoides de grafito dentro de una matriz quequedes ser perlita, ferrita o ferrito/perlítica# &ambi)n se aaden



elementos inoculantes, ya que la adici'n de !g e5clusi%amenteblanquearía totalmente la fundici'n#

&iene resistencias parecidas a los aceros semiduros# os %alores de

resilencia y alargamiento son superiores a los de las fundiciones

ordinarias, pero inferiores a los aceros# &iene un punto de fusi'n más

ba.o que cualquier otra aleaci'n# Su alta resistencia al desgaste

0elementos de máquinas y motores1# a presencia de grafito que como

autolubricante y facilita la maquinabilidad#

• De !ra"it# di"us#. Son fundiciones con grafito esferoidal en partículas

finísimas# En la microestructura aparece una gran cantidad de

pequeísimos n'dulos de grafito repartidos uniformemente por la

masa del metal#

Se parte de una fundici'n blanca que se somete a temple y re%enido

0<22341 seguido de un recocido a =>234 en el que se produce la

grafitizaci'n en forma difusa# 4ontienen ? ele%ados de !n para

obtener una fundici'n blanca de colada y facilitar el temple

martensítico# &ambi)n son susceptibles de tratamientos t)rmicos para

obtener las propiedades mecánicas necesarias, presentandoalargamientos superiores al *? y buena resistencia a la fatiga#

Fundiciones aleadas: Son aquellas fundiciones que contienen en cantidadessuficientes elementos de aleaci'n para modificar sus propiedades mecánicasy físicas# os elementos más comunes son: 4r, 4u, !o y 9i#4iertos elementos como el silicio, aluminio, níquel y cobre, que se disuel%enen la ferrita, la endurecen y la hacen incrementar su resistencia# Sonelementos que ayudan a la grafitizaci'n#Otros elementos como pueden ser por e.emplo el cromo, manganeso y

molibdeno son formadores de carburos, resultan elementos que tienden aconformar fundici'n blanca en %ez de gris, y complican así la grafitizaci'n#@e una forma general, se pueden clasificar las fundiciones aleadas en dosgrupos:

• Fundici#nes de ba$a # edia aleaci%n: que se caracterizan por tener

pequeas cantidades de 9i, 4r, !o, y 4u, generalmente en

porcenta.es inferiores a <?# Son fundiciones de alta resistencia a la

tracci'n, de *< a <2 Ag B mm*, muy superior a la de las fundiciones

ordinarias# Estas en general cuentan con una estructura perlitica,

sorbítica, bainítica y martensítica# &ambi)n pertenecen a este grupo de

fundiciones de ba.a aleaci'n las fundiciones con ( a *? de cromoresistente al calor y las fundiciones martensíticas muy resistentes al

desgaste#



• Fundici#nes de alta aleaci%n & resistencia a la tracci%n: se obser%a

una gran %ariedad de fundiciones de composiciones muy di%ersas y

resistencia a la tracci'n, %ariables de *< a <2 AgBmm* #$ este grupo

pertenecen ciertas fundiciones al níquel, cromo, cromo/níquel, cobre,

etc)tera, e%itando la formaci'n de láminas de grafito, aumentando la

resistencia de la matriz#

'.- B(ONCES ) LA*ONES+

os br#nces son aleaciones de cobre y estao# $ctualmente se aplicatambi)n esta denominaci'n a todas las aleaciones de cobre con cualquier metal o metales, e5cepto con el cinc# as propiedades mecánicas aumentancon el porcenta.e de estao, y tambi)n la resistencia a la corrosi'n#

/ os bronces con menos de un C? de estao son blandos, d;ctiles

y maleables en frío# Se emplean para medallas, monedas,

alambres y chapas de embutici'n#

/ os bronces con un (2/(*? de estao ofrecen gran resistencia y

dureza# Se utilizan para piezas su.etas agrandes esfuerzos y d)bil

rozamiento 0engrana.es, casquillos de co.inetes, tornillos sin fin,

etc#1#

/ os bronces con un (*/(>? de estao son tambi)n muy duros y

resistentes, y maleables en caliente# Desisten bien al rozamiento#

Se emplean en co.inetes, engrana.es, piezas de maquinaria, etc#

/ os bronces con más de un **? de estao no son maleables ytienen gran dureza, pero su resistencia disminuye debido a su

fragilidad#Se emplean para fabricar campanas y platillos#



En general los bronces se pueden clasificar en dos grupos: broncesordinarios, bronces especiales#

Br#nces #rdinari#s# Son los formados e5clusi%amente por cobre y estao0bronces1, aunque, en la práctica, algunos poseen pequeos porcenta.es deotros elementos 0bronces fosforosos y bronces ro.os1# Son altamentereistibles a la corrosi'n#

os tipos de bronces ordinarios más utilizados son:

(# ronce de medallas# "resenta e5celentes cualidades para moldeo y

resistencia a la corrosi'n#*# ronce de caones# Ofrece buena resistencia a la corrosi'n y sus

características mecánicas son mucho me.ores que las del bronce de

medallas#+# ronces fosforosos# Son de me.or calidad que los otros bronces y más

moldeables#

# ronces ro.os# son más moldeables y más fáciles de mecanizar quelos bronces fosforosos: por esto, y siendo más baratos, los sustituyen#

Br#nces es,eciales. Son las aleaciones del cobre con un metal distinto delestao# 4obre/aluminio, cobre/manganeso, cobre/níquel, etc#, y reciben elnombre del metal aleado con )l: bronces al aluminio, bronces al níquel, etc#os bronces especiales más importantes y conocidos son:

(# ronces de aluminio#*# ronces de magnesio#

+# ronces de niquel## ronces de plomo#<# ronces de silicio#C# ronces de berilio#

os lat#nes son aleaciones de cobre y cinc#

os latones de aplicaci'n industrial, cuyo porcenta.e de cinc se mantienesiempre inferior al <2?, presentan las propiedades esenciales del cobre conlas %enta.as de su precio inferior y su mayor facilidad para el traba.o, puestoque el cinc aumenta su fusibilidad, su facilidad de moldeo y su resistenciamecánica#

os latones con menos de un +<? de cinc son muy d;ctiles y maleables, por lo cual se pueden traba.ar en frío#



Lat#nes #rdinari#s.atones alfa# Seg;n el porcenta.e de cinc, tienen distintas propiedades ydenominaciones, pudi)ndose distinguir:

(# !etal para dorar: 4ontiene un <? de cinc# Es utilizado en .oyería

para imitar el oro#*# ronce comercial: 4ontiene un (2? de cinc# Se utiliza en .oyería y

decoraci'n para imitar el bronce#

+# at'n semirro.o: 4ontiene un (<? de cinc# &ambi)n se conoce comosemi /&ombaA#Se utiliza para los radiadores de autom'%iles#

# at'n ba.o: 4ontiene un *2? de cinc# &ambi)n se conoce como

&ombaA# Se utiliza para tubos fle5ibles#

atones alfa 6 beta: 4ontienen entre un *<?y un +<? de cinc y los másimportantes son:

(# at'n de muelles# 4ontiene un *<? de cinc# Es el utilizado para

fabricar muelles y resortes#

*# at'n de cartuchería# 4ontiene un (<? de cinc# !uy d;ctil, se emplea

para embutici'n profunda y estampado#

Lat#nes es,eciales.4omo ya se ha dicho, son aleaciones cobre/cinc más otros elementos que lesconfieren resistencia mecánica, mayor dureza y me.or resistencia a la



corrosi'n# a mayoría de los elementos que se aaden act;an como sihubiese un porcenta.e de cinc superior#

(# atones al aluminio# El aluminio aumenta más que ning;n otro

elemento la resistencia mecánica a la corrosi'n de los latones#

$demás, fa%orece la colabilidad#*#

*# atones al hierro 0hasta(? de Fe1#El hierro me.ora la dureza de los

latones de manera muy notable y tambi)n, aunque en menor

proporci'n, aumenta su resistencia a la tracci'n#

+# atones al plomo 0hasta *? de "b1: El plomo reduce la resistenciamecánica de los latones y me.ora su maquinabilidad# Se denominan

usualmente latones de tornillería#

# atones al manganeso 0hasta <? de !n1#El manganeso aumenta la

resistencia a la tracci'n de los latones y disminuye su ductilidad# a

;nica aleaci'n alta en manganeso es la llamada mangalcapa, en la

cual el níquel se sustituye en su mayor parte por el manganeso#

<# atones al silicio 0hasta (,<? de Si1#El silicio es el elemento más

influyente sobre los latones#

C# atones comple.os son los formados por 4u/Gn y otros elementos#

"resentan gran resistencia a la corrosi'n y se emplean para h)lices y

para maquinaria marítima# os más utilizados son los bronces Stone y

!anganicA#

.- ALEACIONES LIGE(AS+

as aleaciones ligeras tienen cada %ez más aplicaciones debido a supequeo peso y su alta resistencia# $demás es resistible a la corrosi'n#Se obtienen con aleaciones de aluminio# Suelen componerse de sobre, silicio,cinc, manganeso y magnesio#Se emplean en aeronáutica, automo%ilismo, construcci'n ci%il, aplicacionesna%ales, así como piezas como culatas, pistones, chasis %entanas, puertas,etc#



.- ALEACIONES UL*(ALIGE(AS+as aleaciones ultraligeras tendrán como elemento básico y en mayor proporci'n, el magnesio#Su peso es apro5imadamente (B+ menos que el del acero# "ues bien, son *B+

meno pesadas que las aleaciones de aluminio# !uestran buenas propiedadesmecánicas# os costes de producci'n y fabricaci'n son ele%ados#@e todas las aleaciones ultraligeras las más aplicadas son las que contienen,además de magnesio, aluminio, cinc y manganeso# El producto resultanterecibe el nombre de !etales ElectronI# Suelen emplearse en la fabricaci'nde h)lices, pistones, culatas, etc#

/.- *I*ANIO+Su e5tracci'n y localizaci'n resulta complicada, lo que se traduce en un coste

muy ele%ado# "uede encontrarse titanio tanto en la &ierra 0es el no%enoelemento más abundante en la corteza terrestre1 como en el espacio,estando presente en el Sol, los meteoritos y las estrellas de tipo !#Se clasifica como un metal de transici'n# En estado puro es blanco y brillante,es muy resistente, ligero y tiene una densidad considerablemente ba.a,siendo e5celente en la resistencia frente a la corrosi'n# El titanio es tan fuertecomo el acero y con frecuencia se lo compara con dicha aleaci'n, es un C2por ciento más pesado que el aluminio, sin embargo, es el doble de fuerte#@ebido a su gran fuerza, resistencia y ligereza, el titanio es especialmenteeficaz para las aleaciones de aluminio, molibdeno, manganeso, hierro y

muchos otros metales# @e esta forma se utiliza en la fabricaci'n de a%iones,misiles y muchas otras fabricaciones similares# &ambi)n es un material muyresistente al agua, especialmente al agua del mar, raz'n por la cual tambi)n



se usa en los e.es de las h)lices, los apare.os y muchas otras partes de losbarcos constantemente e5puestos al agua salada#&ambi)n se utiliza en el área de la cirugíaJ casi todos los implantes serealizan con este material, pues ofrece un ba.o índice de rechazo y suspropiedades mecánicas lo hacen ideal#Se usan para re%estir casquillos de co.inete liso utilizados en los motores dealtas re%oluciones de los molinos, turbinas, laminadores, compresores,%agones de ferrocarril, así como para re%estir las superficies lisas de di%ersoselementos mecánicos#

!otor F(:

0.- ALEACIONES AN*IF(ICCIN+as aleaciones antifricci'n para la fundici'n centrífuga y estática secaracterizan por:

/ El ba.o coeficiente de rozamiento entre el e.e 0hecho en la mayoría

de casos de acero1 y el co.inete re%estido con una aleaci'n

oportuna

/ $lta dureza, resistencia a la abrasi'n y gran presi'n a temperaturas

ele%adas

/ uena conducti%idad t)rmica



/ Desistencia a los factores corrosi%os

/ uenas características de fundici'n y mecanizado

En muchas ocasiones se usa metal blancoI como recubrimiento interior delos co.inetes# Esta aleaci'n contiene estao, antimonio, plomo y cobre# Esutilizado como antifricci'n, en especial cuando sobre el descansa un e.e deacero sin templar# a zona donde se hace el dep'sito de este material suele ir preparada con unas ranuras en forma de cola de milano, para facilitar su

adhesi'n# Este metal se suministra e lingotes y, despu)s de su fusi'n seaplica al co.inete mediante colada# En algunas ocasiones se puede aplicar mediante fusi'n con soplete#

2.- MA*E(IALES COM3UES*OS+Kn material compuesto o LcompositeL es un sistema material integrado por

una combinaci'n de dos o más micro o macro estructuras que difieren enforma y composici'n química y que son esencialmente insolubles entre sí#os composites conser%an, al menos parcialmente, las propiedades de sussistemas constituyentes y se disean para que presenten la combinaci'n depropiedades más fa%orable#

Se clasifican en tres categorías de acuerdo a sus formas:

Materiales re"#r4ad#s ,#r ,art5culas.a adici'n de partículas a una determinada matriz, es un recurso utilizado

habitualmente para obtener materiales más resistentes# as partículas derefuerzo suelen ser más resistentes que la propia matriz, cohesionándosefuertemente con ella me.orando sus propiedades mecánicas#



Kn e.emplo de este tipo de material es el hormig'n, material particuladodonde su matriz 0cemento1 como las partículas 0gra%a y arena1 sonmateriales cerámicos# Su empleo como material de construcci'n se basa ensu dureza, ba.o coste, resistencia al fuego y la posibilidad de prepararlo insitu con la forma deseada#

Materiales re"#r4ad#s ,#r "ibras.

Este tipo de materiales tienen siglos de antigMedad, utilizaci'n de pa.a parame.orar los ladrillos de barro, sin embargo actualmente son los compositesmás importantes desde el punto de %ista tecnol'gico ya que se trata deobtener materiales con una ele%ada resistencia y rigidez y que posean unaba.a densidad siendo resistentes tanto a altas como a ba.as temperaturas#

E.emplo de este tipo de materiales son la fibra de %idrio, y la fibra de carbono#a fibra de %idrio es un composite formado por fibras embebidas en unamatriz plástica# a fibra de carbono es un composite formado por fibrasembebidas en una matriz de resina epo5i#



os composites laminares se caracterizan por su ele%ada resistencia entodas las direcciones, siendo ligeros y de ba.o coste# Están formados por láminas de materiales con ele%ada resistencia en una determinada direcci'n0madera1# as láminas se apilan y se pegan entre si alternando la direcci'nprincipal consiguiendo de esta manera que el material resultante tenga unaele%ada resistencia en todas las direcciones# "ara unir las láminas se empleaun polímero que endurece por calentamiento y presi'n#

E.emplos de estos materiales son los %idrios de seguridad#

Materiales 6s7nd8ich6.Estas estructuras están formadas por dos láminas e5ternas resistentes,llamadas caras, separadas por una capa de material menos denso yresistente, denominado n;cleo# Estos materiales están concebidos pararesistir esfuerzos de fle5i'n trans%ersal# Kn e.emplo de este tipo demateriales es el cart'n corrugado que se utiliza como protector de embala.es#

En definiti%a, a apuesta por estos materiales, se basa en sus %enta.as:

/ "eso reducido#

/ Dápida instalaci'n#/ Nran Desistencia específica#/ !antenimiento escaso o nulo#/ @urabilidad en ambientes agresi%os:/ ne5istencia de corrosi'n#/ Desistencia al ataque químico#/ Desistencia al ataque hielo/deshielo#/ "ermeabilidad a las ondas electromagn)ticas#



9.- MA*E(IALES 3LAS*ICOS+Se clasifican en:

/ os termoplásticos: son aquellos que al aumentar de temperatura

adquieren nue%amente su carácter plásticoJ de ahí procede su

nombre, se puede moldear en estas condiciones las %eces que sea

necesario#

/ os termoestables: son aquellos polímeros que, una %ez

moldeados y obtenidos, no pueden %ol%er a adquirir sus

características plásticas, ya que aunque se aumente la temperatura

no recuperaran sus propiedades iniciales#

4omo e5isten infinidad de plásticos con di%ersas propiedades, estos sonalgunos tipos:

/ "olietileno 0"E1: Es uy buen aislante el)ctrico y resistente a

agentes químicos# Se utiliza para recubrimiento de alambres,

piezas de construcci'n, agricultura, en%asado de productos en

forma de film, bolsas, botellas, %asos# El polietileno de alta

densidad se utiliza para tuberías de presi'n#&ambi)n e5iste el polietileno espumado utilizado para en la

amortiguaci'n de %ibraciones, de en%asado de alimentos,

embala.es de muebles o componentes informáticos, para la

protecci'n en el transporte#



/ "olicloruro de %inilo 0"P41: "resenta mayor resistencia y dureza

que el anterior# &ienen gran aplicaci'n en la construcci'n, %entanas,

marcos de puerta, %ál%ulas, bombas, dep'sitos etc# ncluso en la

fabricaci'n de .uguetes y calzado#

/ "olitetrafluoretileno 0"&FE1: se le conoce con el nombre de tefl'n#

Es muy resistente a los agentes químicos y soportan bien el calor,

Son muy resistentes al rozamiento y es un material tenaz y fle5ible#

Se utiliza en fontanería, como .unta de estanquiedad en una rosca

o en tuberías, el celo, en co.inetes, embala.es, en las sartenes para

e%itar que se pegue la comida, mallas, recubrimiento de

mangueras, rodillos de impresora#



/ "oliamida 0"$1: se le conoce como 9ylon# Es muy tenaz, fle5ible,

buen aislante# &iene un coste ele%ado# Su utilizaci'n para peines

de cabello, embala.es de alimentos y productos farmac)uticos, hilo

para pescar, fibra de alfombra, cremalleras#

/ "oliestireno 0"S1: Es muy duro y quebradizo# En un principio es

transparente, lo que facilita su coloraci'n# Es aislante y resistente a

agentes químicos# Se utiliza en fabricaci'n de ob.etos por

inyecci'n, puertas e interiores de frigoríficos, bande.as de carne en

los supermercados, en%ases de productos lácteos, chalecos

sal%a%idas, cascos de ciclismo#

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