METALURGIA 1

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Normas AISI, SAE, ASTM, NMX ACERO FORMAS Y CARACTERÍSTICAS APLICACIONES TRACCIÓN CEDENCIA ACABADOS 1018 Barra redonda, Bajo contenido de Arboles, tornillos pernos, 400 MPa 220MPa cuadrada, carbono, buena ya cementado en engranes 58ksi 32Ksi hexagonal y soldabilidad solera 1045 Barra redonda, Contenido medio de Arboles, tornillos pernos, 570 MPa 310MPa cuadrada, carbono, buena cigüeñales 82ksi 45Ksi hexagonal y soldabilidad solera 1060 Barra redonda, Alto contenido de Se utiliza en partes que 680MPa 370MPa cuadrada, carbono, soldabilidad requieren alta dureza y 98ksi 54Ksi hexagonal y pobre (si es necesario resistencia, se emplean en solera usar electrodo e-7810) la fabricación de herramientas como picos, martillos, (implementos agrícolas e industria minera) 4130 Barra redonda, Es fácil de soldar Arboles, tornillos pernos, 593MPa 386MPa cuadrada, mediante cualquier cigüeñales y herramientas 86ksi 56Ksi hexagonal y proceso solera 1075 Fleje recosido No se recomienda Se utiliza en partes que 720MPa 400MPa soldarlo requieren alta dureza y 104ksi 58Ksi resistencia, se emplean en la fabricación de herramientas como picos, martillos y flejes 4140 Barra redonda, Bajo costo, Cigüeñales, arboles, ejes, 614MPa 427MPa cuadrada, flechas, engranes, ruedas 89ksi 62Ksi hexagonal y dentadas, llaves, solera, barra desarmadores, levas.

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cuienta con los datos y caracteristica del acero

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Normas AISI, SAE, ASTM, NMXACERO FORMAS Y CARACTERÍSTICAS APLICACIONES TRACCIÓN CEDENCIA

ACABADOS1018 Barra redonda, Bajo contenido de Arboles, tornillos pernos, 400 MPa 220MPa

cuadrada, carbono, buena ya cementado en engranes 58ksi 32Ksihexagonal y soldabilidadsolera

1045 Barra redonda, Contenido medio de Arboles, tornillos pernos, 570 MPa 310MPacuadrada, carbono, buena cigüeñales 82ksi 45Ksihexagonal y soldabilidadsolera

1060 Barra redonda, Alto contenido de Se utiliza en partes que 680MPa 370MPacuadrada, carbono, soldabilidad requieren alta dureza y 98ksi 54Ksihexagonal y pobre (si es necesario resistencia, se emplean ensolera usar electrodo e-7810) la fabricación de

herramientas como picos,martillos, (implementosagrícolas e industriaminera)

4130 Barra redonda, Es fácil de soldar Arboles, tornillos pernos, 593MPa 386MPacuadrada, mediante cualquier cigüeñales y herramientas 86ksi 56Ksihexagonal y procesosolera

1075 Fleje recosido No se recomienda Se utiliza en partes que 720MPa 400MPasoldarlo requieren alta dureza y 104ksi 58Ksi

resistencia, se emplean enla fabricación deherramientas como picos,martillos y flejes

4140 Barra redonda, Bajo costo, Cigüeñales, arboles, ejes, 614MPa 427MPacuadrada, flechas, engranes, ruedas 89ksi 62Ksihexagonal y dentadas, llaves,solera, barra desarmadores, levas.hueca, discos.

4340 Barra redonda, Piezas de grandes Tornillos, arboles, ejes, 1227MPa 689MPacuadrada, secciones, no se flechas, levas. 178ksi 100Ksihexagonal y recomienda soldarlosolera, placa

8620 Barra redonda, Características: se Engranes, moldes para 669MPa 393MPacuadrada, puede soldar por plásticos 97Ksi 57Ksihexagonal y métodos comunessolera.

MATERIALES PARA CONSTRUCCIÓNMATERIAL CEDENCIA ELASTICIDAD

AISI 1040 40 000 Psi / 290 MPa 30E6 Psi / 2.07E11 PaAISI 4040 152 000 Psi / 1 050 MPa 30E6 Psi / 2.07E11 Pa

ALUMINIO 6061 40 000 Psi / 276 MPa 10E10 Psi

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INGENIERÍA: Es la actividad de transformar el conocimiento en algo práctico.

EFICACIA: Del latín efficacĭa,laeficacia es la capacidad de alcanzar el efecto que espera o se desea tras la realización de una y tiempo).

EFICIENCIA: Del latín efficientĭa),queserefiere al uso racional de los medios para alcanzar un objetivo predeterminado (es decir, cumplir un objetivo con el mínimo de recursos disponibles y tiempo).

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS: son los documentos en los cuales se definen las normas, exigencias y procedimientos a ser aplicados en todos los trabajos de construcción de obras, elaboración de estudios, fabricación de equipos, etc.

NORMA: Reglas, especificaciones, atributos, características, directrices que se aplican a un producto, instalación y procesos. Establecidas por diferentes organizaciones. Y cuando una empresa rige sus productos a una norma se le llama normalización

ASTM: Fundado el 16 de mayo de 1898 (AMERICAN SOCIETY FOR TESTING MATERIALS) Al principio solo controlaban la calidad de los materiales ferroviarios, su presidente Benjamín Dudley y setenta miembros de la antigua IATM ( INTERNATIONAL ASSOCIATION FOR TESTING MATERIALS) decidieron hacerse responsables del control de calidad de todos los materiales.

SAE: SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS es una sociedad la cual realiza las normas automotrices y aeroespaciales. Con las cuales se rigen en la actualidad la fabricación de partes y maquina de este tipo.

PROCESO: Conjunto de actividades mutuamente relacionadas o que al interactuar transforman elementos de entrada y los convierten en resultados

COMPETITIVIDAD: Capacidad de generar mayor satisfacción en los consumidores, esto en base a un precio y una calidad que no siempre son inversamente proporcionales. Esta a su vez dependerá en gran parte de la tecnología con que se cuente.

TECNOLOGÍA: es el conjunto de conocimientos TÉCNICOS, científicamente ordenados, que permiten diseñar y crear bienes y servicios que facilitan la adaptación al medio ambiente y satisfacer tanto las necesidades esenciales como los deseos de la humanidad

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EXACTITUD: es la capacidad de un instrumento de acercarse al valor de la magnitud real. La exactitud es diferente de la precisión.

PRECISIÓN: El grado de aproximación con un valor patrón.

DISEÑO: "diseñar" se refiere al proceso de creación y desarrollo para producir un nuevo objeto o medio de comunicación (objeto, proceso, servicio, conocimiento o entorno) para uso humano. El sustantivo "diseño" se refiere al plan final o proposición determinada fruto del proceso de diseñar: dibujo, proyecto, plano al resultado de poner ese plan final en práctica (la imagen, el objeto a fabricar o construir)

LOS METALES FÉRRICOS son aquellos que en su composición tienen principalmente hierro, como el acero (mezcla de hierro con un poco de carbono) o el hierro puro.

LOS METALES NO FERROSOS: son aquellos en cuya composición no se encuentra el hierro. Los más importantes son siete: cobre, zinc, plomo, estaño, aluminio, níquel y magnesio. Hay otros elementos que con frecuencia se fusionan con ellos para preparar aleaciones de importancia comercial.

Los metales no ferrosos se clasifican en tres grupos:

Pesados: son aquellos cuya densidad es igual o mayor de 5 kg/dm³.

Ligeros: su densidad está comprendida entre 2 y 5 kg/dm³. Ultraligeros: su densidad es menor de 2 kg/dm³.

ALEACIÓN. Producto homogéneo de propiedades metálicas, está compuesta de dos ó más elementos, en el cual al menos uno de ellos debe de ser metal.

El metal es mezclado con otros elementos como son=

Silicio, Magnesio, Cromo, Níquel, Titanio, Vanadio, Molibdeno y otros.

ACEROS AL CARBÓN. Se denominan así porque el principal elemento de la aleación después del Hierro es el Carbono, que dependiendo del porcentaje de este, se indicaran las propiedades mecánicas del acero.

*Bajo Carbono= es debajo de 0.3%

*Medio Carbono= 0.3% a 0.45%

*Alto Carbono= por encima de 0.45%

ACEROS INOXIDABLES. Aleación de acero con un mínimo de 10% al 12% de cromo contenido en masa, puede tener otros elementos como molibdeno ó níquel.

Estos elementos poseen gran afinidad. Esto quiere decir que el cromo reacciona con el oxigeno formando una capa pasivadora (capa inerte al material), por la cual el hidrogeno no podrá penetrar y causar oxido.

ACEROS INOXIDABLE FERRITICO: Contiene Cromo y Níquel inferior al 8% es magnético y tiene un porcentaje de carbono inferior al 0.1%, no se endurece por tratamiento térmico

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ACEROS INOXIDABLE MARTENSITICO: Contiene 0.1-1% de carbono y son templables ya que tienen martensita dura (nombre que recibe la fase cristalina BCC, estructura centrada en el cuerpo) contiene Ni 7% y Cr 13%.

ACEROS INOXIDABLE AUSTENITICO: Contiene gran cantidad de Ni y Cr y tiene una estructura formada básicamente por austenita. (No es magnético).

Austenita= Acero Gamma estructura FCC (centrada en las caras)

CLASIFICACION DE LOS ACEROS SEGÚN AISI/SAEAIS= American Iron and Steel Istitute.

SAE= Society of Automotive Enginner.

La clasificación es la identificación específica de cada grado, tipo ó clase de aceros dados por un número, letra, símbolo, nombre ó en dado caso su combinación.

• Cuatro dígitos

1.- Aleación principal.

2.- Porcentaje aproximado del elemento principal.

3,4.- Cantidad de carbono en centésimas.

5.- Cantidad de carbono (suelen ser aceros de alto carbono).

ACEROS PARA HERRAMIENTA: El Acero para herramientas es el acero que normalmente se emplea para la fabricación de útiles o herramientas.

Los aceros de herramientas tienen generalmente un contenido en carbono superior a 0.30%, aunque a veces también se usan para la fabricación de ciertas herramientas, aceros de bajo contenido en carbono (0.5 a 0.30%).

Principales tipos de aceros de herramientas

Aceros al carbono

ACEROS RÁPIDOS: la característica fundamental de estos aceros es conservar su filo en caliente, pudiéndose trabajar con las herramientas casi a l rojo (600º) sin disminuir su rendimiento.

ACEROS INDEFORMABLES: reciben este nombre los aceros que en el temple no sufren casi deformaciones y con frecuencia después del temple y revenido quedan con dimensiones prácticamente idénticas a las que tenían antes del tratamiento.

ACEROS AL CORTE NO RÁPIDOS: se agrupan varios aceros aleados, principalmente con cromo y wolframio, muy empleados para la fabricación de herramientas de corte que no deben trabajar en condiciones muy forzadas.

TRATAMIENTO TERMICO: Son operaciones de calentamiento y enfriamiento a temperatura y condiciones controladas a las que se somete el acero para poderlo utilizar.

Principales Tratamientos Térmicos:

*Temple, Cementación, Nitruración, Recocido.

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TEMPLE: Se calienta el metal y se enfría de forma brusca con esto se endurece toda la sección, se usa cuando se requieren aceros grado herramienta o donde se requiera resistencia al desgaste.

Enfriamiento en aceite, agua, aire.

No soporta impacto (duro pero frágil)

FRAGILIDAD: Capacidad de un material a fracturarse con escasa deformación.

DEFORMACIÓN PLASTICAIRREVERSIBLE O PERMANENTE. Modo de deformación en que el material no regresa a su forma original después de retirar la carga aplicada. Esto sucede porque, en la deformación plástica, el material experimenta cambios termodinámicos irreversibles al adquirir mayor energía potencial elástica. La deformación plástica es lo contrario a la deformación reversible

DEFORMACIÓN ELASTICA REVERSIBLE O NO PERMANENTE, el cuerpo recupera su forma original al retirar la fuerza que le provoca la deformación

ELASTICIDAD: Propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.

REVENIDO: Calentamiento a temperatura controlada, con finalidad de disminuir la dureza excesiva del material, dar tenacidad y conseguir la dureza adecuada.

TENACIDAD: Característica del material de soportar impactos ó esfuerzos puntuales y elevados.

Resistencia que presentan los cuerpos para romperse por tracción.

DUREZA: Oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes, entre otras. Por ejemplo: la madera puede rayarse con facilidad, esto significa que no tiene mucha dureza, mientras que el vidrio es mucho más difícil de rayar.

RESISTENCIA A LA TENSIÓN: Es la fuerza de oposición de un material al momento de aplicarle fuerzas que provoquen tensión sobre dicho material. Las cuales causaran en principio un estiramiento y posteriormente si la fuerza supera la resistencia ultima del material este se romperá

CEMENTACION: Endurecimiento superficial de no más de 1mm. De espesor, se aplica a aceros con igual ó mayor del 20% de carbono.

El proceso se produce por el calentamiento a la temperatura de cementación ó carbonización (donde se difunde el carbono).

Generalmente se aplica para aceros grado maquinaria.

NITRURACIÓN: Similar a la cementación solo se endurece la pieza superficialmente, a diferencia del cementado es el espesor de la placa la cual alcanza dimensiones de 0.3-0.4mm. En este caso el acero debe estar pre templado y debe ser un acero Cr-Al-Mo como mínimo.

Nota: Los aceros inoxidables no deben nitrurarse ya que pierden su resistencia a la corrosión.

RECOCIDO: Prioridad ablandamiento de los aceros (quitar dureza). Algunos ingenieros definen a este proceso como la liberación de esfuerzos dentro del acero.

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Se calienta el acero hasta cierta temperatura, se mantiene dicha temperatura por cierto tiempo y posteriormente se enfría lentamente, es importante mencionar que su enfriamiento debe ser dentro del horno, para que sea de forma progresiva.

Con esto se aumenta la plasticidad y ductilidad.

Nota: Los materiales templados o ricos en carbono son difíciles de trabajar mediante arranque de viruta o deformación en frio, por eso es necesario realizar el recocido

DUCTILIDAD: Es una propiedad de gran deformación antes de tener fractura que tienen algunos materiales

PLASTICIDAD: Propiedad mecánica de deformación permanente e irreversiblemente demateriales que están sometidos a tensiones que superan su límite elástico.

MALEABILIDAD: Propiedad de un material duro de adquirir una deformación acuosa mediante una descompresión sin romperse. A diferencia de la ductilidad, que permite la obtención de hilos, la maleabilidad favorece la obtención de delgadas láminas de material.

El elemento conocido más maleable es el oro, que se puede malear hasta láminas de una diezmilésima de milímetro de espesor

FORJA: Al igual que la laminación y la extrusión es un proceso de conformado por deformación plástica que puede realizarse en caliente o en frío y en el que la deformación del material se produce por la aplicación de fuerzas de compresión.

La deformación se puede realizar de dos formas diferentes: por presión, de forma continua utilizando prensas, o por impacto, de modo intermitente utilizando martillos pilones.

Nota: este proceso se realiza sin arranque de viruta.

SINTERIZACIÓN: Es un tratamiento térmico de un polvo o compactado metálico o cerámico a una temperatura inferior a la de fusión de la mezcla, para incrementar la fuerza y la resistencia de la pieza creando enlaces fuertes entre las partículas.

En la fabricación de cerámicas, se transforma un producto en polvo en otro compacto y coherente. La sinterización se utiliza de modo generalizado para producir formas cerámicas de alúmina, berilia, ferrita y titanatos

TREFILADO: Se entiende por trefilar a la operación de conformación en frío consistente en la reducción de sección de un alambre o varilla haciéndolo pasar a través de un orificio cónico practicado en una herramienta llamada hilera o dado. Los materiales más empleados para su conformación mediante trefilado son el acero, el cobre, el aluminio y los latones, aunque puede aplicarse a cualquier metal o aleación dúctil.

INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL: es el grupo de elementos que sirven para medir, convertir, transmitir, controlar o registrar variables de un proceso con el fin de optimizar los recursos utilizados en éste. Es el conocimiento de la correcta aplicación de los equipos encaminados para apoyar al usuario en la medición, regulación, observación, transformación, ofrecer seguridad, etc., de una variable dada en un proceso productivo.

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