Propiedades Mecánicas y Químicas de Los Metales

7/22/2019 Propiedades Mecnicas y Qumicas de Los Metales

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HORACIO NAVARRO C.90120761

C W I

CURSO PARA INSPECTORES DE SOLDADURA

Horacio Navarro Correa Certified Weldin In!"ector CWI 90120761

Capitulo 4

Propiedades Mecnicas y u!"icas de los Metales

#n la act$alidad e%i!ten &ile! de &etale! diferente! '$e !irven co&o &ateriale! de con!tr$cci(n) con

e!ta ran variedad de &etale!) el di!e*ador "odr+ eleir a'$el &etal '$e &e,or !e !it-e a !$! nece!idade!

"artic$lare!. #!to! &etale! no !olo !on diferente! en c$anto a !$ co&"o!ici(n) !ino en la for&a en '$e !on

faricado!.

#l "ro"(!ito de e!te ca"it$lo e! el de de!criir al$na! de la! "ro"iedade! &ec+nica! / '$&ica! de lo!

&etale! con el fin de '$e el in!"ector de !oldad$ra tena conoci&iento de !$ !inificado !in e&aro e!

i&"ortante '$e !e tena &a/or infor&aci(n acerca de e!ta! "ro"iedade!) con el fin de "redecir "role&a! '$e

"$dieran oc$rrir d$rante la a"licaci(n de la !oldad$ra.

#n al$no! ca!o! !e deer+n de $tiliar t3cnica! e!"eciale! de faricaci(n con el fin de evitar la deradaci(n de

la! "ro"iedade! &ec+nica! / '$&ica! de $n &aterial) en al$no! acero! co&o lo! te&"lado! / revenido! !e

tendr+ '$e &oniteorar la entrada de calor de la !oldad$ra) con el fin de "revenir la deradaci(n de la!

"ro"iedade! de e!to! &etale! "or el !orecalenta&iento.

Propiedades "ecnicas de los "etales

4odo! lo! &etale! caen dentro de do! cateora!) &etale! ferro!o! / no ferro!o!

Metales ferrosos 5 !on &etale! '$e contienen ierro) e!to! "$eden a"arecer en for&a de ierro de

f$ndici(n) acero al car(n) / acero de erra&ienta. #%i!ten vario! ti"o! de aleacione! de ierro) lo! c$ale! !e

derivan de !er !o&etido el ierro a cierto! "roce!o! / e!to! "$eden !er ierro de "ri&era f$!i(n) ierro ri!)

ierro lanco) ierro &aleale) ierro for,ado) acero al car(n / acero de aleaci(n. #!to! ti"o! de ierro) !on

&ecla! de ierro / car(n) &anane!o) a$fre) !ilicio / f(!foro) e%i!ten ta&i3n otro! ele&ento! "re!ente!)

"ero en cantidade! '$e no afectan la! caracter!tica! del &etal.

Metales no ferrosos5 !on a'$ello! lo! c$ale! no contienen ierro) la! aleacione! de al$&inio) core) n'$el)

&ane!io / titanio e!t+n entre lo! &etale! '$e "ertenecen a e!te r$"o.

8a! "ro"iedade! &ec+nica! de lo! &etale! deter&inan el rano de $tilidad del &etal / e!talecen el ti"o de

!ervicio adec$ado. 8a! "ro"iedade! &ec+nica! !on $tiliada! "ara e!"ecificar e identificar lo! &etale!) e!to e!

i&"ortante en la a"licaci(n de !oldad$ra deido a '$e e!ta deer+ "ro"orcionar la! &i!&a! o e%ceder la!

"ro"iedade! &ec+nica! del &etal a!e a !er !oldado.

Ca"it$lo 1


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Vea&o! aora al$na! de la! &a! i&"ortante! "ro"iedade! &ec+nica! de lo! &etale! no! li&itare&o!

!ola&ente a : cateora!

Re!i!tencia

;$ctilidad

;$rea

4enacidad


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Si $n &aterial e! e!forado &a! all+ de al-n li&ite) e!te /a no !e co&"ortara el+!tica&ente) e!to

!inifica '$e e!ta cond$cta e! aora "l+!tica) e! decir la relaci(n e!f$ero > elonacion /a no e! lineal. ?na ve

'$e la defor&aci(n "l+!tica oc$rre) el &aterial n$nca volver+ a !$ lonit$d oriinal al retirar la cara a"licada /

aora e%iir+ $na defor&aci(n "er&anente.

#l "$nto donde el co&"orta&iento del &aterial ca&ia de el+!tico a "l+!tico !e le conoce co&o punto de

cedencia) "or lo tanto el esfuerzo de cedenciae! el nivel de re!i!tencia en el c$al $n &aterial ceder+. #!te valor

e! e%tre&ada&ente i&"ortante /a '$e la &a/ora de lo! di!e*adore! lo $tilian co&o a!e "ara el li&ite &+%i&o

de cara de $n co&"onente e!tr$ct$ral.

Ca"it$lo @

Cara l!B

#lonacion inB

00

100

0.002

200

0.00

@00

0.006

00

00

100

200

@00

0.002 0.00 0.006


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Ductilidad

8a d$ctilidad e! $n ter&ino el c$al !e refiere a la ailidad de $n &aterial de defor&ar!e o

elonar!e !in fallar) entre &a! d-ctil !ea $n &aterial) &a! !e elonara) e!ta e! $na de la!

"ro"iedade! &a! i&"ortante! de $n &etal) /a '$e deter&ina !i $n &etal falla rad$al&ente o en

for&a re"entina.

Si $n &etal e%ie $na alta d$ctilidad) e!te fallara o !e ro&"er+ rad$al&ente) e!to e! deido a '$e) al

elonar!e el &etal) la cara no !e concentrara en $na +rea "e'$e*a !ino '$e !e di!tri$ir+ a trav3! de la "iea.

=or otro lado) !i el &etal e%ie $na a,a d$ctilidad) e!te fallara en for&a re"entina en $na &anera fr+il) e!to

oc$rrir+ deido a '$e el &etal no !e elonara lo !$ficiente "ara "revenir '$e la cara !e concentre en $na +rea

localiada) lo c$al re!$ltara en $na falla "re&at$ra del co&"onente.

8o! &ateriale! fr+ile! virt$al&ente no e%ien nin$na defor&aci(n ante! de la fract$ra) el vidrio e! $n

$en e,e&"lo de $n &aterial fr+il) $no de lo! &etale! &a! fr+ile! / &a! co&$ne! e! el ierro f$ndido)

e!"ecial&ente el ierro lanco.

Al$no! &ateriale! co&o la &adera tienen &$ca! "ro"iedade! direccionale!) al$na ve e&o! vi!to

co&o e! f+cil cortar la &adera a lo laro de la direcci(n de !$! rano!) co&"arado con lo difcil '$e e! cortarla a

trav3! de !$! rano!) lo! &etale! '$e an !ido !$,eto! al "roce!o de rolado) ta&i3n e%ien e!te fen(&eno.

#l "roce!o de rolado "rovoca '$e lo! rano! !e alar$en en la direcci(n del rolado) &$co &a! '$e en la

direcci(n tran!ver!al a la direcci(n del rolado. #!ta &i!&a acci(n red$ce el ta&a*o del rano a trav3! de la

Ca"it$lo


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direcci(n del e!"e!or) teniendo co&o re!$ltado '$e la re!i!tencia a la ten!i(n / la d$ctilidad !on &a/ore! en la

direcci(n del rolado.

#n la direcci(n tran!ver!al del rolado) la re!i!tencia a la ten!i(n !e "$ede red$cir a!ta en $n @0 / la

d$ctilidad !e vera red$cida a!ta en $n :0 con relaci(n a la! "ro"iedade! de la direcci(n del rolado) en al$no!

acero! la d$ctilidad en e!ta direcci(n e! virt$al&ente cero.

8a d$ctilidad de $n &etal e! deter&inada) co&o en el ca!o de la re!i!tencia a la ten!i(n) "or &edio de

$na "r$ea de re!i!tencia a la ten!i(n. 8a d$ctilidad "$ede !er e%"re!ada en c$al'$iera de la! !i$iente! for&a!

Porciento de Elongacion

Porciento de reduccin de Area

#l "orciento de elonacion !e refiere a la cantidad de elona&iento '$e a !$frido el e!"3ci&en d$rante la

"r$ea de re!i!tencia a la ten!i(n) e!te e! calc$lado al dividir la diferencia entre la lonit$d final / la oriinal

entre la lonit$d oriinal / &$lti"licarlo "or 100 "ara re"re!entar $n "orcenta,e.

C$ando $n e!"3ci&en e! !$,eto a $na "r$ea de re!i!tencia a la ten!i(n) $na "orci(n del e!"3ci&en

"re!entara $n DacuellamientoE co&o re!$ltado de la a"licaci(n de la cara de ten!i(n) !i calc$la&o! el +rea

final de e!te ac$ella&iento) la re!ta&o! del +rea oriinal) la dividi&o! el re!$ltado entre el +rea oriinal / lo

&$lti"lica&o! "or 100) otendre&o! el valor del "orciento de red$cci(n de +rea.

Dure#a

#!ta e! la "ro"iedad &ec+nica &a! co&-n&ente &edida / !e define co&o la habilidad de un material de

resistir a la indentacion) la re!i!tencia a la ten!i(n / la d$rea tienen $na relaci(n directa e!to e! al a$&entar la

d$rea) la re!i!tencia a la ten!i(n a$&enta / vicever!a) "or lo tanto !i la d$rea de $n &etal e! conocida

"ode&o! e!ti&ar !$ re!i!tencia a la ten!i(n.

=ode&o! deter&inar la d$rea de $n &aterial de $n !in fin de for&a!) !in e&aro la &a/ora de lo!

&3todo! $tiliado! o e&"lean al-n ti"o de indentador) el c$al e! forado acia la !$"erficie del &etal "or &edio

de $na cara a"licada.

Varia! "r$ea! "$eden !er $tiliada! $!ando e!ta t3cnica +!ica / difieren $na! de otra! en el ti"o /

for&a del indentador) a! co&o en la &anit$d de la cara a"licada. 8a d$rea del &aterial e! entonce!

deter&inada co&o $na f$nci(n de la "rof$ndidad / el ta&a*o de la indentacion.

?tiliando e!ta variedad de &3todo!) !er+ "o!ile deter&inar la d$rea de la !$"erficie de $n &etal o a$n

la d$rea de $n rano individ$al del &i!&o.

Ca"it$lo :


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Tenacidad

8a !i$iente "ro"iedad &ec+nica a di!c$tir e! la tenacidad) "or lo eneral e!ta !e de!crie co&o la

habilidad de un material de absorber energa . Si o!erva&o! el !i$iente diara&a esfuerzo deformacinel

c$al e! otenido de $na "r$ea de ten!i(n) la tenacidad de e!to! &etale! "odra !er deter&inada calc$lando el

+rea a,o la c$rva e!f$ero > defor&aci(n.

O!ervando e!ta! c$rva!) e! a"arente '$e el &onel e! $n &aterial con &a/or tenacidad '$e el acero

!$ave) deido a '$e el +rea a,o la c$rva e! &a/or. Otro ter&ino '$e e! co&-n&ente e!c$cado e! el de la

tenacidad de muesca) la c$al difiere de la tenacidad en '$e e!ta !e refiere a la habilidad de absorcin de energa

de un material cuando una falla se halla presente ) &ientra! '$e la tenacidad !e refiere a la ca"acidad de

a!orci(n de enera de $n &ie&ro li!o. Ade&+! difieren en '$e la tenacidad nor&al&ente define la cond$cta

del &aterial c$ando la cara e! a"licada lenta&ente) &ientra! '$e lo! valore! de la tenacidad de muescarefle,an

Ca"it$lo 6

Prue$a Indentador %uella


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la a!orci(n de enera) la c$al oc$rre a alta! velocidade! de cara. =or e!ta ra(n) co&-n&ente no! referi&o!

a la tenacidad de muescaco&o resistencia al impacto.

Inde"endiente&ente de ! ala&o! de tenacidad o tenacidad de muesca) el "$nto i&"ortante e!

conocer c$anta enera "$ede a!orer $n &aterial ante! de fallar. ?n &etal '$e e%ie $na a,a tenacidad)

fallara a $n valor &$/ a,o) con "oca evidencia de defor&aci(n) "or el contrario $n &etal de alta tenacidad fallara

a $n valor con!iderale&ente alto) con $na cantidad !inificante de defor&aci(n.

=or lo anterior no! da&o! c$enta '$e la diferencia entre &etale! de a,a / alta tenacidad) e! '$e lo!

valore! de a,a tenacidad "re!entan $na cond$cta fr+il) &ientra! '$e alto! valore! de tenacidad !e relacionan a

$na cond$cta d-ctil.

Co&o en el ca!o de la d$ctilidad) la tenacidad de $n &etal ca&ia al ca&iar la te&"erat$ra) "or lo

eneral !i la te&"erat$ra !e red$ce) la tenacidad ta&i3n !e red$ce con!ec$ente&ente no! referi&o! a la!

"ro"iedade! de tenacidad de $n &etal a $na e!"ecifica te&"erat$ra) !in e!ta infor&aci(n adicional el valor de la

tenacidad tiene $n &enor !inificado.

Al realiar $na "r$ea "ara deter&inar la tenacidad de muescade $n &etal) nor&al&ente trata&o! de

deter&inar la te&"erat$ra a la c$al el co&"orta&iento de la fract$ra ca&ia de d-ctil a fr+il) e!ta te&"erat$ra !e

conoce co&o la temperatura de transicinde $n &etal.

#%i!ten vario! ti"o! de "r$ea! "ara deter&inar la tenacidad de &$e!ca de $n &etal) la! c$ale!

"rinci"al&ente difieren en la for&a en '$e la &$e!ca e! introd$cida / la for&a en '$e la cara e! a"licada) la

Ca"it$lo 7

De&or"aci'n in(in

Es&uer#o

de

Tensi'n

)***

psi


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&a/ora incl$/en al-n ti"o de cara de i&"acto) la c$al e! a"licada c$ando el &etal a !ido llevado a cierta

te&"erat$ra.

Al$na! de la! "r$ea! de tenacidad de &$e!ca o i&"acto incl$/en Car"/) Iod) ;WN;) de!arre

din+&ico) de e%"lo!i(n) / la de de!"laa&iento del e%tre&o de $na rieta C4O;B.

Resistencia a la &ati+a

=ara definir la re!i!tencia a la fatia) "ri&ero dee&o! entender lo '$e !inifica la fatia de $n &etal)

e!ta !e define co&o una accin mecnica cclica o repetitiva sobre un miembro e!to e!) la cara ca&ia

alternada&ente de alto! a a,o! e!f$ero!. #!ta acci(n "$ede oc$rrir r+"ida&ente co&o en el ca!o de la

viraci(n de $n &otor o lenta&ente donde lo! ciclo! "odran !er &edido! en da! $n e,e&"lo de fatia !eria el

dole re"etitivo de $n Dcli"E "ara "rod$cir !$ r$"t$ra.

=or lo tanto la re!i!tencia a la fatia de $n &etal !e define co&o el esfuerzo necesario para resistir a una

falla bajo aplicaciones de carga repetitivas. #l conoci&iento de la re!i!tencia a la fatia e! i&"ortante "or'$e la

&a/ora de la! falla! de lo! &etale! !on el re!$ltado de la fatia de e!to! &i!&o!. Nor&al&ente la re!i!tencia a

la fatia e!ta relacionada con el n$&ero de ciclo! re'$erido! "ara ca$!ar $na falla.

8a re!i!tencia a la fatia "$ede !er deter&inada a trav3! de $na "r$ea de fatia) la c$al "$ede !er

realiada en diferente! &anera!. 8a! "r$ea! de fatia !on nor&al&ente cond$cida! al a"licar $n e!f$ero a la

ten!i(n / "o!terior&ente $n e!f$ero a la co&"re!i(n al &i!&o nivel. Al a$&entar el e!f$ero) el n$&ero de

ciclo! re'$erido! "ara "rod$cir la falla !e red$cen. Si e!a! "r$ea! !on realiada! a vario! nivele! de e!f$ero!)

!e "$ede "rod$cir $na c$rva e!f$ero > ciclo!. #!ta c$rva e! !i&"le&ente $na de!cri"ci(n r+fica de c$anto!

ciclo! de fatia !on nece!ario! "ara "rod$cir $na falla a vario! nivele! de e!f$ero!.

Ca"it$lo F

10@ 10 10: 10F 101010910

7106

20

0

0

60

F0

Acero 107

Al$&inio 201546

8i&ite de fatia

N$&ero de Ciclo!

#!f$er2

o

1000=!i


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#!ta r+fica &$e!tra '$e el acero e%ie $n li&ite de fatia ien definido) &ientra! '$e el al$&inio no

&$e!tra e!ta cond$cta el limite de fatiga es el mximo esfuerzo en el cual ninguna falla ocurrir) no i&"orta

c$anto! ciclo! de cara !ean a"licado!. #!to !inifica '$e el al$&inio event$al&ente fallara !in i&"ortar '$e tan

a,o !ea el nivel de e!f$ero) !in e&aro el acero re!i!tir+ indefinida&ente) tanto tie&"o co&o el e!f$ero

"er&aneca dea,o de e!e li&ite de fatia. =or lo re$lar la re!i!tencia a la fatia de $n &etal e!

a"ro%i&ada&ente i$al a la &itad de !$ re!i!tencia a la ten!i(n

A$n c$ando la! falla! "or fatia "$eden !er el re!$ltado de di!contin$idade! interna! en la !oldad$ra) la!

di!contin$idade! !$"erficiale! tale! co&o !ocavado!) tra!la"e!) conve%idad e%ce!iva etc. re"re!entan $na

i&"ortancia &a! !inificante e!to e!) $na di!contin$idad !$"erficial tendera a "rod$cir $na falla "or fatia &a!

r+"ida&ente '$e $na di!contin$idad !$!$"erficial e! "or e!ta ra(n '$e el in!"ector ,$ea $na i&"ortante

f$nci(n en la "revenci(n de falla! "or fatia al realiar la in!"ecci(n vi!$al en for&a c$idado!a.

Propiedades u!"icas de los Metales

A! co&o la! "ro"iedade! &ec+nica! de $n &etal !e "$eden ver alterada! "or la a"licaci(n de

trata&iento! &ec+nico! / t3r&ico!) !i la co&"o!ici(n '$&ica de $n &etal ca&ia) ta&i3n !e "$eden "re!entar

ca&io! dr+!tico!.

Ade&+! de la! "ro"iedade! &ec+nica!) la co&"o!ici(n '$&ica de $n &etal tendr+ ta&i3n $n efecto en

!$ re!i!tencia a la corro!i(n / !oldadilidad la facilidad de $n &etal a !er !oldado e%ito!a&enteB) "or lo tanto $n

in!"ector de !oldad$ra) co&o "arte de !$! deere! deer+ incl$ir la verificaci(n de la co&"o!ici(n '$&ica de $n

&etal) co&"ar+ndola con lo! re'$eri&iento! de !$ e!"ecificaci(n.

,rupos de aleaciones

?n in!"ector de !oldad$ra) co&o "arte de !$! actividade! !e "odr+ ver env$elto en $na ran variedad de

aleacione! la! c$ale! "$eden e!tar ar$"ada! en varia! cateora!) de la! c$ale! la! &a! co&$ne! !on

Aleacione! de Hierro

Aleacione! de Acero

Aleacione! de Al$&inio

Aleacione! de Gane!io

Aleacione! de Nicel

Ca"it$lo 9


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Aleacione! de core

;eido a '$e n$e!tra atenci(n e!ta orientada "rinci"al&ente a la! aleacione! de acero) dividire&o! e!te

r$"o en tre! cateora! acero! al car(n) acero! de a,a aleaci(n / acero! de alta aleaci(n.

Aceros al car$'n

#l ter&ino de acero al car(n c$re $n r$"o de acero! en lo! c$ale! el car(n CB a!ta en $n 1.0)

&anane!o GnB a!ta en $n 1.6: / el !ilicio SiB a!ta en $n 0.60) !on lo! ele&ento! aleante! "rinci"ale!.

8o! acero! al car(n !on cla!ificado! de ac$erdo a !$ nivel de car(n) co&o acero! de a,o car(n) acero!

!$ave!) acero! de &edio car(n / acero! de alto car(n.

Tipos de Acero al Car$'n

No"$re co"-n Contenido de

Car$'n

Uso Solda$ilidad

8inote de ierro 0.0@ &a%. 4ira! / o,a! alvaniada! / e!&altada! #%celenteAcero de a,o car(n 0.1: &a%. #lectrodo! "ara !oldar) "laca!

e!"eciale!) "erfile!) tira! / o,a! #%celenteAcero !$ave 0.1: a 0.@0 =erfile! e!tr$ct$rale!) "laca! / arra! $enaAcero al &edio car(n 0.@0 a 0.:0 =arte! "ara &a'$inaria GedianaJAcero al alto car(n 0.:0 a 1.00 Re!orte!) dado!) riele! de ferrocarril =oreJJ

J frec$ente&ente e! re'$erido el $!o de "recalenta&iento / trata&iento t3r&ico "o!t > !oldad$raJJ difcil de !oldar !in $n adec$ado "recalenta&iento / trata&iento t3r&ico "o!t > !oldad$ra

Aceros de $a.a aleaci'n

8o! acero! de a,a aleaci(n contienen "e'$e*a! adicione! de otro! ele&ento! co&o !on nicel) cro&o)

&anane!o) !ilicio) vanadio) col$&io) al$&inio) &olideno / oro. 8a "re!encia de e!to! ele&ento! en varia!

cantidade! "$ede re!$ltar en $na &arcada diferencia en la! "ro"iedade! &ec+nica!) e!to! ade&+! "$eden !er

cla!ificado! en acero! e!tr$ct$rale! de a,a aleaci(n / de alta re!i!tencia HS8AB) acero! "ara &a'$inaria /

"arte! a$to&otrice!) acero! "ara !ervicio a a,a! te&"erat$ra! o acero! "ara !ervicio a alta! te&"erat$ra!

&$co! de e!to! acero! !on cla!ificado! de ac$erdo a !$ co&"o!ici(n '$&ica co&o !e &$e!tra en la !i$iente

tala.

Ca"it$lo 10


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Desi+naciones nu"/ricas de aceros al car$'n y de $a.a aleaci'n de AISI 0 SAE

Desi+naci'n de series Tipos y clases10%%11%%1@%%2@%%2:%%@1%%@@%%0%%1%%

@%%6%%7%%F%%:0%%:1%%:%%%%61%%F6%%F7%%92%%9@%%9%%97%%9F%%

Krado! de acero al car(n !in a$freKrado! de acero al car(n con a$freGanane!o 1.7:Nicel @.:0Nicel :.00Nicel 1.2: 5 cro&o 0.6: a 0.F0Nicel @.:0 5 cro&o 1.::Golideno 0.2:Cro&o 0.:0 > 0.9: &olideno 0.12 o 0.20

Nicel 1.F0 cro&o 0.:0 o 0.F0 &olideno 0.2:Nicel 1.:: &olideno 0.20 o 0.2:Nicel 1.0: cro&o 0.: &olideno 0.2:Nicel @.:0 &olideno 0.2:Cro&o 0.2F o 0.0Cro&o 0.F0) 0.90) 0.9:) 1.00 o1.0:Car(n 1.00 cro&o 0.:0) 1.00 o 1.0:Cro&o 0.F0 o 0.9: vanadio 0.10 o 0.1: &in.Nicel 0.:: cro&o 0.:0 o 0.6: &olideno 0.20Nicel 0.:: cro&o 0.:0 &olideno 0.2:Ganane!o 0.F: !ilicio 2.00Nicel @.2: cro&o 1.20 &olideno 0.12Ganane!o 1.00 nicel 0.: cro&o 0.0 &olideno 0.12Nicel 0.:: cro&o 0.17 &olideno 0.20Nicel 1.00 cro&o 0.F0 &olideno 0.2:

Aceros de alta aleaci'n

#!te $lti&o r$"o de acero! !on lo! del ti"o de alta aleaci(n) co&o e! el ca!o de lo! acero! ino%idale! /

acero! "ara erra&ienta!.

Aceros ino1ida$les

Acero ino%idale e! el no&re dado a $n r$"o de acero! re!i!tente! a la corro!i(n / a la! alta!

te&"erat$ra!) !$ &arcada re!i!tencia a la corro!i(n !e dee $na "elc$la de o%ido rica en cro&o) la c$al !e

for&a en la !$"erficie. 8a co&"o!ici(n +!ica de e!to! acero! e! Hierro HeB / Cro&o CrB.

C$ando el acero al car(n ordinario e! e%"$e!to a la ll$via) "or e,e&"lo) e!te !e corroe for&ando $n

o%ido de ierro de color caf3 !ore la !$"erficie) co&-n&ente lla&ado &oo o err$&re. #!ta ca"a '$e !e

for&a no e! "rotectora / nor&al&ente toda la "iea de acero !e corroe a!ta convertir!e en err$&re.

=ero c$ando $na !$ficiente cantidad de cro&o &a! del 12B e! a*adida al acero ordinario el o%ido en la

!$"erficie !e tran!for&a.

Ca"it$lo 11


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8a ca"a '$e !e for&a e! &$/ delada) virt$al&ente invi!ile / "rotectora en $n a&"lio rano de &edio!

corro!ivo!. A e!to e! lo '$e lla&a&o! acero ino%idale / e%i!ten vario! ti"o! / rado! diferente!.

Tipos de aceros ino1ida$les

lo! acero! ino%idale! !e dividen en c$atro r$"o! '$e !on

A$!tenitico!


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Acero ino1ida$le Martensitico

#!to! acero! contienen $n contenido de Cr &oderado) con a,o contenido de Ni) "ero lo &+! i&"ortante

e! '$e tiene $n alto contenido de car(n. 8a aleaci(n &+! co&-n de e!te acero e! el ti"o 20 S2000B) el c$al

e! &an3tico / !olo "$ede !er te&"lale "or trata&iento t3r&ico. #!to! acero! tienen $na alta re!i!tencia / $na

alta d$rea) "ero !on fr+ile! / difcile! de !oldar o for&ar) "or lo re$lar !e $tilian en la faricaci(n de

c$cillera) nava,a! de ra!$rar / roda&iento! re!i!tente! a la corro!i(n.

Acero ino1ida$le D-ple1

#!to! acero! tienen $na e!tr$ct$ra de do! fa!e! ca!i en "ro"orcione! i$ale! de a$!tenita / ferrita)

!iendo la co&"o!icion &+! co&-n de e!to! acero! de 22 5 26 de Cr) > 7 Ni / 0 > @ Go) con "e'$e*a!

cantidade! de Nitr(eno 0.1 > 0.@B "ara e!tailiar la a$!tenita. #l nitr(eno) "ro"orciona &a/or !oldailidad)

a$&enta la re!i!tencia a la corro!i(n e incre&enta la re!i!tencia. Son $tiliado! en a"licacione! donde !e

re'$iere $na alta re!i!tencia / $na alta re!i!tencia a la corro!i(n.

Co"posici'n 3u!"ica y propiedades "ecnicas de al+unos aceros ino1ida$les

Krado No. ?NS 4i"o Cr Ni Go N

C

&a%B otro

#!f$ero de

cedencia

Re!i!tencia a

8a ten!i(n

@0 S@000 ferritico 17 0.12 20: G=a :0 G=a20 S2000 Garten!itico 1@ 0.1: &in. 1F0 G=a 1720 G=a

@0 S@000 a$!tenitico 1F 9 0.0F 20: G=a :1: G=a

@08 S@0@0@ a$!tenitico 1F 9 0.0@ 170 G=a F: G=a

@16 S@1600 a$!tenitico 17 11 2.1 0.0F 20: G=a :1: G=a

@168 S@160@ a$!tenitico 17 11 2.1 0.0@ 170 G=a F: G=a

908 NOF90 a$!tenitico 20 2: .: 0.02 1.: C$ 220 G=a 90 G=a

220: S@1F0@

S@220: ;-"le% 22 : @ 0.1: 0.0@ :0 G=a 620 G=a

Allo/

2: S@12:

S$"er

a$!tenitico 20 1F 6 0.20 0.02 0.7: C$ @00 G=a 6:0 G=a

Allo/

2:07 S@27:0

S$"er

d-"le% 2: 7 0.2F 0.0@ :F0 G=a 79: G=a

E&ectos de los ele"entos 3u!"icos en el acero

Ca"it$lo 1@


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Car$'n C5

#l car(n e! el ele&ento aleante &a! i&"ortante en el acero / "$ede e!tar "re!ente en e!te a!ta $n

2.00) e!te "$ede e%i!tir di!$elto en el ierro o en for&a co&inada co&o car$ro de ierro


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#!te ele&ento e! $n "odero!o for&ador de car$ro! / nor&al&ente e!ta "re!ente en cantidade!

&enore! al 1.00) e! a*adido "ara incre&entar la d$rea / la re!i!tencia a la ten!i(n. #!te ele&ento e! $tiliado

frec$ente&ente "ara a$&entar la tenacidad del acero a a,a! te&"erat$ra!.

N!3uel Ni5

#l n'$el e! a*adido a lo! acero! con el fin de incre&entar !$ d$rea) al$na! vece! "ro"orciona la

d$ctilidad / tenacidad al acero) a$n con el incre&ento de la d$rea / la re!i!tencia. #!te ele&ento e! $tiliado

frec$ente&ente "ara a$&entar la tenacidad del acero a a,a! te&"erat$ra!.

Alu"inio Al5

#!te ele&ento e! a*adido al acero en "e'$e*a! cantidade! co&o $n de!o%idante) e! ta&i3n $n

refinador de rano con el fin de incre&entar la tenacidad.

6anadio 65

8a adici(n de vanadio re!$lta en $n incre&ento en el end$reci&iento del acero / e! alta&ente efectivo

"or lo '$e e! a*adido en "e'$e*a! cantidade!. #n cantidade! &a/ore! del 0.0: "$ede tender a "rovocar

frailidad en el acero d$rante trata&iento! de relevado de e!f$ero! t3r&ico!.

Colu"$io C$5

#!te ele&ento e! con!iderado "ara incre&entar el end$reci&iento del acero) !in e&aro) deido a !$

f$erte afinidad con el car(n) !e "$ede co&inar con e!te) lo c$al dara co&o re!$ltado en $na red$cci(n total

del end$reci&iento.

,ases disueltos

#l idroeno H2B) o%ieno O2B / el nitr(eno N2B todo! di!$elto! en el acero f$ndido "$eden "rovocar

frailiacion del acero !i e!to! no !on re&ovido!. Con el fin de re&over lo &a! '$e !ea "o!ile e!to! a!e!) !e

an di!e*ado "roce!o! de refina&iento del acero) a! &i!&o !e $tilian f$ndente! e!"eciale! o a!e! de

=rotecci(n con el fin de "revenir !$ !ol$ilidad en el &etal de !oldad$ra.

Aleaciones no &errosas

Aleaciones de Alu"inio

Son "roale&ente el r$"o &a! rande de aleacione! no ferro!a! $tiliada! en la ind$!tria &etal

&ec+nica. #l al$&inio e! re'$erido en a"licacione! donde !e re'$iere $na $ena re!i!tencia) "e!o liero / $ena

re!i!tencia a la corro!i(n. #!te "o!ee $na re!i!tencia a la ten!i(n de cerca de 1L: '$e la del acero e!tr$ct$ral) el

traa,o en fro / la aleaci(n con otro! ele&ento! co&o el core) !ilicio o inc) "er&ite la a"licaci(n de

trata&iento! t3r&ico! "ara incre&entar !$ re!i!tencia en for&a con!iderale. #n al$no! ca!o! la re!i!tencia e!

incre&entada a $n "$nto co&"arale a la del acero al car(n.

Ca"it$lo 1:


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#%i!ten do! cateora! de aleacione! de al$&inio) tratables trmicamente/ no tratables trmicamente.

8o! "ri&ero! otienen !$ re!i!tencia / d$rea "or &edio de $n "roce!o conocido co&o !Endurecimiento por

Precipitacin". 8o! no tratale! t3r&ica&ente otienen !$ re!i!tencia !olo "or &edio de end$reci&iento "or

defor&aci(n traa,o en froB / la adici(n de ele&ento! aleante!.

,rupos de aleaciones de la Asociaci'n del Alu"inio

Mayor ele"ento

aleante

No7 de la Asociaci'n

del Alu"inio

Al$&inio "$ro J 1%%%Core 2%%%Ganane!o @%%%Silicio %%%Gane!io :%%%

Gane!io / Silicio 6%%%inc 7%%% J99 &ni&oB

Aleaciones de N!3uel

#l n'$el e! $n &etal "lateado de alta tenacidad con $na den!idad ca!i !i&ilar a la del core. 4iene $na

e%celente re!i!tencia a la corro!i(n / o%idaci(n a$n a alta! te&"erat$ra!) e! f+cil&ente aleale con &$co!

&ateriale! / e! a!e de $n n$&ero de aleacione! en co&inaci(n con el ierro) cro&o / core. G$ca! de la!

aleacione! re!i!tente! a la corro!i(n / "ara alta! te&"erat$ra! tienen "orcenta,e! de n'$el en el rano del 60

al 7:) tal e! el ca!o del Gonel 00 M) Inconel 600M / Ha!tello/ C5276M. #!ta! aleacione! !on f+cil&ente

!oldale!.

Aleaciones de Co$re

#l core e! &e,or conocido "or !$ alta cond$ctividad t3r&ica) e! "or e!o '$e e! $tiliado a&"lia&ente

"ara a"licacione! el3ctrica!. #! a"ro%i&ada&ente tre! vece! &a! den!o '$e el al$&inio / tiene $na

cond$ctividad t3r&ica / el3ctrica 1.: vece! &a! rande '$e e!te &i!&o.

#l core e! re!i!tente a la corro!i(n en te&"erat$ra! "or dea,o de lo! 200C) en a$a "$ra / !alada)

!ol$cione! alcalina! lire! de a&oniaco / &$co! '$&ico! or+nico!. #l core / !$! aleacione! !on $tiliada!

a&"lia&ente en t$era! de a$a) v+lv$la! / acce!orio!) interca&iadore! de calor / e'$i"o! de "roce!o.

8a! aleacione! de core !e dividen en oco r$"o! &a/ore!

Core!

Alta! aleacione! de Core

Ca"it$lo 16


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8at(n C$5nB

ronce C$5SnB

C$"roni'$el C$5NiB

Aleacione! de Core5Ni'$el5inc =lata N'$elB

Core "lo&ado

Aleacione! e!"eciale!

A$n c$ando la &a/ora de la! aleacione! de core !on !oldale! a!ta cierto rado) !$ alta

cond$ctividad t3r&ica "re!enta al$no! "role&a!) e!te factor tiende a di!i"ar r+"ida&ente el calor de la

!oldad$ra de la $ni(n.

Ca"it$lo 17

Propiedades Mecánicas y Químicas de Los Metales

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