Materiales Aglomerantes y Aceros

7/21/2019 Materiales Aglomerantes y Aceros

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Materiales Aglomerantes

MATERIALES AGLOMERANTES

Son materiales con propiedades adhesivas que, amasados con agua, fraguan primero y endurecendespus. Los ms importantes son:

Cal:producto resultante de la descomposicin de las rocas calizas (a!"#. $ras pasar

por las %caleras& (hornos# se o'tiene cal vivaque origina con agua y origina hidrido de calcio. Lacal se endurece y actua como aglomerante, y se llama %area& y puede dar lugar a grietas. )nanarias a*n eisten %caleras&, pero ya no se utilizan porque en los + la cal fue sustituida por elcemento.

Yeso:se o'tiene a partir de piedras de yeso de canteras de superficie. Se tritura y se

cuece a -/ para des hidratarlo. )s 'arato porque no requiere mucha energ0a. Se adhiere muy'ien (menos a la madera# y en elementos frricos provoca oidacin. 1'sor'e mucha humedad, ypuede ser: negro(paredes no vistas#, blanco(mayor pureza y paredes vistas#y escayola(decoraciones#.

Cemento y hormign:el cementoendurece una vez que se le ha a2adido agua y se ha

de3ado secar, teniendo 'uena resistencia. )l ms conocido es el cemento 4ortland, que fraguacuando se mezcla con agua. Su fra'icacin consta de " fases:

5 4reparacin del crudo: la materia se tritura, se muele y se mezcla.5 alcinacin: la mezcla se calcina en un horno a unos 6-/. Se forma cl!n"#er(masa de granosduros#, que se enfr0a y se almacena.5 7olienda: se muele el cl0nqer a2adindole yeso. Luego se almacena y se envasa en sacos o setransporta en cisternas.

Las caracter0sticas del cemento son: 'a3a resistencia a la traccin pero alta a la compresin, y 'a3arelacin coste8peso. Se usa mezclado con ridos, en forma de mortero, 3unto al hormign...

)l hormignes la mezcla cemento, arena y agua 3unto con grava. )s muy resistente a lacompresin, pero no a la traccin, y para me3orarlo, se recurre a:5 9ormign armado: se o'tiene a2adiendo 'arras de acero al hormign. )sto hace imposi'le laoidacin del acero. omo esta unin es puramente mecnica, es conveniente que las 'arrasestn retorcidas o tengan salientes superficiales, incrementando la adherencia y evitando eldeslizamiento. La o'tencin de estructuras de hormign armado se realiza de la siguiente manera:se dispone de un encofrado o molde con la forma del elemento de construccin que se deseaconseguir, se introduce en l la armadura de acero y se vierte el hormign fresco en el interior delencofrado de modo que recu'ra y envuelva la armadura. uando el hormign ha fraguado se retirael encofrado y se o'tiene el elemento.5 9ormign pretensado: es necesario cuando las fuerzas de traccin son muy grandes, con lo que
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el hormign se rompe. 4ara me3orar la resistencia, hay que tensar las 'arras de acero,consiguiendo la venta3a de que el hormign resiste a grandes fuerzas.

)sta imagen muestra el proceso de endurecimiento del cemento.

Metales y aleaciones

Editar036

7)$1L)S

Los metales son elementos "#!micos caracteri$a%o &or las sig#ientes &ro&ie%a%es:

4oseen una estructura interna com*n.

Son slidos a temperaturas normales, ecepto el mercurio y el galio

$ienen una alta densidad

$ienen elevada conductividad trmica y elctrica.

$ienen considera'le resistencia mecnica.

Suelen ser malea'les.
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Se pueden fundir, conformar y reciclar.

Se e%en encontrar %os ti&os %e metales %e&en%ien%o %e s# conteni%o en hierro :

errosos ;o errosos

aracter0sticas espec0ficas aracter0sticas espec0ficas

7todos de o'tencin: proceso sider*rgico 7todos de o'tencin: distintos procesos

1plicaciones 1plicaciones

ensidad alta (?,@? g8cm".#

Auen conductor del calor y la electricidad.

Se corroe y oida con mucha facilidad.

Aa3as propiedades mecnicas (al corte, limado, conformado, etc#.

)s un metal ms 'ien 'lando.

Se conoce como proceso sider*rgico a las operaciones que se llevan a ca'o para conseguir un

material frrico de unas caracter0sticas determinadas. este proceso va desde la o'tencion del


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material de las minas hasta la o'tencion del producto final.

)l hiero, en la naturaleza, nunca se encuentra en estado puro sino com'inado con idos,

hidroidos, car'onatos y sulfuros. el mineral que se etrae de la mina contiene una parte de hierro

llamada mena (aprovecha'le# y la otra compuesta por sustancias no ferrosas llamadas ganga (no

aprovecha'le#

(asos %el &roceso si%er#rgico:

Separas la mena de la ganga utilizando sus propiedades f0sicas.

!'tencin del hierro por medio de una reaccin qu0mica llamada reduccin del hierro. esta

reaccion ocurre en el alto horno.

)l alto horno es un horno especial en el que tiene lugar la fusin de los minerales de hierro y la

transformacin de este en un metal rico en hierro llamado arra'io.

Su altura varia desde "m hasta ?m, y su diametro entre - y 6Bm. Su capacidad de produccion

varia entre $ a 6$ diarias.

)n la parte superior se encuentran las dos campanas llamadas tolvas, ah0 se coloca el deposito.

tiene un sistema de apertura y cierre para que a la hora de la carga no se escapen los gases.

)l material se introduce por capas:

=na capa de materiales de e previamente lavado y triturado.

=na capa de car'n de coque para la fusin y reduccin del material.

=na capa de material fundente que se com'ina con las impurezas, ganga y cenizas, dando

lugar a la escoria.

La com'inacin de todas las capas da lugar a la o'tencin de un material poroso llamado s0nter.

)n la c#ba, que es la parte ms alta del horno, aqu0 se produce el primer calentamiento donde se

elimina la humedad se se calcina la caliza. 1yudada por la inyeccin de aire caliente insuflada por

las toberas.

>espus en el vientreque es la parte mas ancha del horno, se funden el hierro y la escoria. 9ay

unos conductos que permiten la entrada de aire a grandes velocidades y altas presiones, esto

genera la com'ustin.

)n el etala)ese depositan el hierro y la escoria fundidos, la escoria al ser menos densa flota

encima del e protegindola de la oidacin. 4or la bigoteray la &i"#erase etraen el hierro y la

escoria.

>el alto horno se o'tienen estos productos:


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Escoria: es un residuo que se puede utilizar como material de construccin, 'loques o

como aislantes de humedad, y en la fa'ricacin de cemento y vidrio.

*ierrocolado o arra'io: es el producto principalmente aprovecha'le del alto horno. Se

presenta en estado l0quido y a este metal se le denomina hierro de primera fusin.

$am'in se recogen otros materiales como gases, de'ido a las com'ustiones del coque yde la reduccin qu0mica del mineral de hierro. )stos se recogen con un colector que se encuentraen la parte superior del alto horno.

1 continuacin veremos un v0deo so're el funcionamiento de un alto horno.

Nota:

Los altos hornos se apagan cuando hay que realizar reparaciones y la carga y descarga del

material se realiza peridicamente cada "5- horas. )iste una serie de pasos para reducir el

consumo energtico:

Sinterizacin del material (tratamiento trmico de un polvo metlico o cermico a una

temperatura inferior a la de fusin de la mezcla , para incrementar la fuerza y la resistencia de lapieza creando enlaces fuertes entra las part0culas#


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'#n%icin+

)l arra'io o fundicin de primera fusin. ;o puede utilizarse para fa'ricar piezas que vayan a estar

sometidas a esfuerzos ya que resulta un material muy duro y frgil.

La fundicin gris. Se o'tiene el contenido de silicio es elevado. Slo puede utilizarse parapiezas moldeadas y que cuando se cristaliza lo hace en forma de grafito.

La fundicin 'lanca. Se o'tiene cuando el contenido de manganeso es elevado. )n estas

condiciones, el car'ono se mezcla con el hierro y forma el car'uro de hierro y se utiliza para lao'tencin del acero

Acero

La proporcin de car'ono en el arra'io etra0do del alto horno se encuentra en el intervalo

correspondiente a las fundiciones, por lo que tenemos un producto ferroso intermedio, duro y frgil,que no puede ser etendido en hilos ni en lminas y que precisa una transformacin posterior para

su utilizacin industrial. )ntonces se hace necesario reducirle el contenido de car'ono del arra'io,

calentndolo, para transformarlo en aceroD este material sigue siendo duro pero mas elstico,

d*ctil, malea'le capaz de soportar impactos. Se traslada en estado liquido en unos contenedores

especiales llamados torpedos hasta la planta de o'tencin de acero. )l acero se o'tiene o en uno

recipientes llamados convertidores o en hornos elctricos en los que se realiza un proceso de

fusin.

Los productos finales son:

1cero liquido: La colada del acero l0quido se enfriar en unos moldes adecuados para el

los comerciantes que los necesiten.

)scoria: Se recicla para otros fines por e3emplo la construccin

Eases: )specialmente el el monido y diido de car'ono, resultantes de la com'ustin

de car'ono.

)n el convertidor tam'in se lleva a ca'o la aleacin del acero con otros metales, para as0

conseguir me3ores propiedades que las de el metal original. =na vez que se ha etra0do el acero

l0quido del convertidor, se vierte en moldes con la forma de la pieza que se quiere o'tener, paradespus de3arlo solidificar. )ste proceso se llama colada. )l proceso mas de colada mas utilizado

es de colada continua , cuyo o'3etivo es solidificar el acero en productos de seccin constante.

=na vez o'tenida la pieza de acero se somete a un proceso de laminacin para darle la forma y

caracter0sticas deseadas.

1 continuacin vamos a ver un v0deo so're la produccin del acero.


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omo se ha dicho anteriormente, el acero se alea con otros materiales con el fin de me3orar sus

propiedades mediante varios tratamientos. La ta'la que continua muestra las propiedades que

adquiere el acero cuando se alea con un material:

7aterial aleante 4ropiedades

ar'ono >uerza

Fesistencia

Silicio )lasticidad

1umenta la conductividad magntica

7anganeso >urezaFesistencia al desgaste

romo >uerza

Fesistencia al calor y al rozamiento.


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Aceros al carbono:

)n este apartado se reunen ms del JC de todos los aceros, estos contienen varias cantidades

de car'ono y menos del 6,+C de manganeso, el ,+C de silicio y el ,+C de co're.

)stos productos son fa'ricas para maquinarias, carrocerias, gran parte de las estructuras de acero

para la construccion, cascos de 'uques, somieres y horquillas.

Aceros alea%os:

)stos contien un proporcione determinada de vanadio, moli'deno y otros elementos, ademas se

distingue de los aceros al car'ono por una mayor cantidad de manganeso, silicio y co're. Se

pueden clasificar en:

5)struturales.

Se utilizan para las maquinas, estruturas de edificios, chasis de coches, ouentes y 'arcos. Su

contenidos de aleacion varia desde un ,BC a un +C.

54ara herramientas.

Son aceros alta calidad para cortar y moldear metales y no5metales (taladros, fresas, machos de

roscar, etc...#5)speciales.

Son los inoida'les y con una proporcion generalmente mayor a un 6BC de cromo. )stos aceros

se emplean en tur'inas, engrana3es, e3es y rodamientos, ya que poseen una gran dureza y alta

resistencia.

Aceros de baja aleacin ultra resistentes:De las cuatro clases de acero

este aparto es el de los mas reciente. Son mas baratos que aceros

convencionales ya que contienes menos materiales de aleacin y por lo tanto

menos costoso. Sin embargo, gracias a un tratamiento especial les da una

mayor resistencia que los aceros al carbono. Este material en capas mas

delgadas y ligeras son mas resistentes que las anteriores. En la actualidadmuchas vigas de construccin estn hechos de este material ya que se puede

permitir una mayor fnea y un costo econmico menor.

Aceros inoxidables:Estos son resistentes a la accin de la humedad o de

cidos y !ases corrosivos, ya que contiene una aleacin de cromo, n"quel y

otros elementos, manteni#ndolos brillantes y resistentes a la herrumbre y

o$idacin. Se usa mucho en la arquitectura como material decorativo, tambi#n

para tuber"as y tanques de petroleo o de plantas qu"micas, aparte tambi#n

tiene un uso quir%rgico y en cocinas.

Normativa de clasifcacin de aceros:En Espa&a la norma '(E)*+-

clasifca las aleaciones !erricas en series . A los aceros les corresponde las

series - a /, a las !undiciones las series 0 y a otras aleaciones

!erricas la 1. 2odos los paises tienen su propia normativa, pero son todas

muy similares. 3or e4emplo55 1ceros para construcion (serie 6#

5 1ceros inoida'les y anticorrosion (series "#

/ dentro de la serie ", los inoida'le corresponde a la "6


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;o ferrosos

Son aquellos cuyo contenido en hierro ( e# es muy escaso. ada d0a son mas imprescindi'les quelos ferrosos.

Se pueden clasificar en tres grupos

pesados: su densidad es igual o mayor a gr8cm". Se encuentra el co're, esta2o, plomo,

cinc, n0quel, cromo y co'alto.

Ligeros: densidad entre B y . los mas utilizados son el aluminio y titanio

ultra ligeros: su densidad es menor de B. se encuentran el 'erilio, raramente en estado

puro, mas com*n en una aleacin, y el magnesio

todos ellos tienen en com*n que estn en estado puro, es ser 'landos y poseer una resistencia

mecnica 'astante escasa.

7etales no ferrosos mas usados:

!AF)

(ro&ie%a%es:

es el mas utilizado de los no ferrosos

tiene un color ro3o K pardo

$iene una conductividad elctrica y trmica elevadas.

7etal pesado (densidad: @.J#

4ersiste la corrosin y la oidacin

Felativamente 'lando

)s muy d*ctil y malea'le


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S# obtencin:

Se o'tiene a partir de los sulfuros de co're y, principalmente, de la calcopirita.

)isten dos mtodos de o'tencin del co're:

G0a humeda:Se emplea cuando el contenido de co're en el mineral es reducido. onsiste

en triturar el mineral y a2adirle 9BS!- y aplicar a la mezcla el proceso de electrol0sis ( aplicar unacorriente continua a2adiendo dos electrodos#.

G0a seca: se emplea cuando el contenido de u supera el 6 C. Se tritura y mueve el

mineral hasta reducirlo a polvo y luego, por flotacin, se separa el co're de la ganga. )l mineralpasa por un horno donde los idos del hierro se com'inan con s0lice y forman la escoria, mientrasse produce la mata 'lancaM ( sulfuro de co're#. La mata se somete a un proceso de reduccinmezclado con algo de ido de co're. 4or *ltimo se somete el l0quido a un proceso elctrico paraconseguir un co're de alta pureza.

1plicaciones del co're: Se utiliza principalmente como conductor elctrico ya que posee una gran

ductilidad. 4or su alta resistencia al ido, tam'ien se emplea en isntalaciones de tu'erias y

calderas

Aleaciones %el cobre:

Latones:

u con Nn


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7enos resistente que el u

Soporta me3or el agua y el vapor

Se emplea en peque2as piezas mecnicas

Se a2ade u O Sn O 1l o 4' para me3orar las propiedades.

Aronces:

u O Sn

1lta resistencia mecnica

)levada resistencia a la corrosin

Aronce de aluminio ( cuproaluminio#:

JC de u O 6 C de 1l


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7ayor dureza y resistencia a la oidacin y corrosin

=so industrial para equipos epuestos a l0quidos corrosivos

!'tencin del co're

1L=74ropiedades:

)s ligero y resistente a la oidacin

Auen conductor elctrico y calor0fico


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>*ctil y malea'le

olor plateado

7uy 'lando

!'tencin del aluminio:

)l mineral del que se etrae es la 'auita. )l mtodo de etraccin tiene dos fases: el metodo

Aayer y un proceso de electrlisis.

5 7todo Aayer:

6. Se tritura y muele el mineral hasta reducirlo a polvo

B. Se mezcla con sosa custica, cal y agua

". Se disuelve la 'auita, separndose de los residuos

-. )l material *tiles la al*mina, y de'e eliminarse toda el agua y refrigerarse

4roceso de electrlisis:

6. 4ara o'tener el aluminio, se disuelve la al*mina en criolita a una temperatura de 6/ yse somete a un proceso de electrlisis que descompone el material en aluminio.

1plicaciones:

Se alea con otros metales como u, 7g, ;i, o y Nn

4or su 'a3a densidad y conductividad relativamente alta se emplea como sustituto del

co're en ca'les de gran longitud.

4or su resistencia a la corrocin se emplea en utencilios de cocina, depsitos de

'e'idas,...

!'tencin del aluminio


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4L!7!

(ro&ie%a%es:

olor gris plateado

>ensidad elevada

7uy 'lando

Aa3a conductividad trmica y elctrica

lei'le

7alea'le

A&licaciones:

4or su alta densidad es opaco a las radiaciones electromagneticas, por lo cual se usa

como escudo protector de radiolog0a y centrales nucleares.

Fecipientes que contengan cidos por sus resistencia a la corrosin

;unca de'e usarse para contener alimentos. )s un veneno mineral

1ditivo del vidrio para dureza y peso.

(ara "#e los metales me)oren s#s &ro&ie%a%es se someten a varios tratamientos:

$ratamientos trmicos. )n este tratamiento el metal cam'ia su estructura, pero no var0a su

composicin qu0mica.

$ratamientos termoqu0micos. )n este tratamiento se cam'ia la composicin qu0mica de su

superficie eterior.


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$ratamientos mecnicos. Se me3oran las caracter0sticas de los metales mediante

deformaciones con o sin calor.

$ratamientos superficiales. )n este tratamiento se me3ora la superficie del metal, pero sin

variar su composicin qu0mica. ;o es necesario llevar tratamiento termico alguno.

Si los tratamientos alteran de forma nota'le la composicin qu0mica del metal, no ser0a untratamiento, ser0a otro tipo de proceso.

$ratamientos trmicos.

)stos tratamientos consisten en calentar y enfriar el metal para modificar su estructura cristalina,

mientras que en la composicin qu0mica no var0a.

)ncontramos tres tratamientos fundamentales:

Fecocido. onsiste en calentar el metal a cierta temperatura, y luego enfriarlo lentamente.

on este proceso conseguimos una mayor plasticidad, para que su tra'a3o sea mas fcil.

$emple. onsiste en calentar el metal y enfriarlo de forma 'rusca. >e esto forma se intenta

o'tener un metal muy duro y resistente mecnicamente.

Fevenido. )ste tratamiento puede considerarse como un tratamiento complementario del

temple, con este proceso se me3ora la tenacidad del metal y se disminuye un poco su dureza . Seutiliza eclusivamente con metales templados.

$ratamientos termoqu0micos

onsisten en operaciones de calentamiento y enfriamiento de los metales, a2adiendo otros

elementos en su superficie.

Los ms relevantes son:

P ementacin. onsiste en la adicin de car'ono a la superficie de acero que presente un 'a3o

contenido de car'ono a una eacta temperatura. on esto se o'tiene una dureza muy elevada en

su superficie.

P ;itruracin. Se endurece el acero por a'sorcin de nitrgeno a una temperatura determinada.

)sto le proporciona una 'uena resistencia a la corrosin. Se utiliza para endurecer piezas de

maquinaria y herramientas como 'rocas.

P ianuracin. )s un tratamiento intermedio entre los dos anteriores. Se utiliza en todo tipo de

aceros con cualquier nivel de car'ono cuando se pretende que adquieran una 'uena resistencia.


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P ar'onitruracin. 1umenta la dureza de los aceros con la a'sorcin simultnea de car'ono y

nitrgeno a una temperatura determinada. La diferencia a los anteriores tratamientos es que los

anteriores se realizan mediante gases y ste mediante 'a2os. Se emplea en piezas de gran

espesor.

P Sulfinizacin. Se le incorpora una capa de car'ono, nitrgeno y , en mayor medida, azufre

mediante la inmersin del metal en un 'a2o especial. on este tratamiento se aumenta a gran

escala la resistencia al desgaste a la vez que se disminuye su coeficiente de rozamiento.

$ratamientos mecnicos

7e3oran las caracter0sticas por deformacin mecnica. )isten los siguientes mecanismos:

P )n caliente. >enominados for3a. onsiste en calentar un metal a una temperatura determinada

para su posterior deformacin golpendolo fuertemente. on este proceso se me3ora su estructura

interna.

P )n fr0o. onsiste en deformar el metal a temperatura am'iente golpendolo, trefilndolo o

laminndolo. on sto se incrementa la dureza y la resistencia mecnica del metal y , tam'in,

acarrean una disminucin en su plasticidad.

$ratamientos superficiales

Los mas empleados son:

P 7etalizacin: se proyecta un metal fundido, pulverizndolo so're la superficie de otro. on sto se

consigue unir las caracter0sticas de la superficie de uno con las de otro.

P romado: se deposita cromo electrol0ticamente so're el metal. >e esta manera disminuye su

6(mu#y su resistencia al desgaste aumenta.

1spectos am'ientales

)n la creacin de las minas encontramos pro'lemas tanto visuales y sonoros como gases

toicos y contaminantes como es es car'onilo de n0quel, 'astante toico para los humanos.


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$am'in pueden sucederse diversos derrum'amientos a causa de las eplosiones.

)n la fundicin del metal tam'in se li'aran gases como !B en la o'tencin del calor

para la fundicin.

Los residuos que no se pueden utilizar como pueden ser el resto del mineral del que se

etra3o el metal se devuelven a la naturaleza.

La mayor parte de los metales que eisten pueden fundirse y volver a procesare creando nuevos

metales. 7etales como aluminio, plomo, hierro, acero, co're, plata y oro son reciclados fcilmente cuando noestn mezclados con otras sustancias, porque pueden ser fundidos y cam'iar de forma o adoptar la mismaanterior. >e estos materiales, el hierro es el que tiene mayor demande comercial.

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