Materiales FerrososLos metales férricos son los derivados de
hierro. El hierro es muy abundante en la naturaleza
(forma parte del núcleo de la corteza terrestre) y es el metal más utilizado.
Características:
Elevada conductividad térmica y eléctrica.
Considerable resistencia mecánica.
Gran plasticidad (capacidad de deformación antes de rotura).
Elevada maleabilidad (capacidad de laminación).
Carácter reciclable.
1.Generalidades acerca de los metales
• 1.1 Estructuras cristalinas.
• 1.2 Mecanismos de endurecimiento en metales.
• 1.3 Tratamientos de los metales para mejorar sus propiedades.
1.1 Estructuras cristalinasLos cuerpos sólidos
se pueden presentar en dos
estados fundamentales:
Cristalino: cuando están
construidos por átomos
ordenados en el espacio.
Amorfo: cuando presentan
una ordenación espacial a corta
distancia.
1.2 Mecanismos de endurecimiento en metales Endurecimiento por deformación en fríoViene acompañado de una acusada fragilidad. Es la deformación del material a temperatura
ambiente.
Endurecimiento por afino de grano
Cuanto menor sea el tamaño medio del grano, mayor será el limite elástico del
material. Endurecimiento por solución sólida
Este endurecimiento se explica por la deformación mecánica
1.3 Tratamientos de los metales para mejorar sus propiedades
Tratamientos
Tratamientos térmicos
Tratamientos termoquímicos
Tratamientos Mecánicos
Procesos térmicos en los que varíasu estructura.
Se someten a enfriamientos
y calentamientos, se modifica la
composición química exterior.
Deformación mecánica,
con o sin calor.
Tratamientos superficiales
Mejora la superficie de los metales
sin variar sucomposición
química másica.
1.3.1 Tratamientos térmicos
Operaciones de calentamiento y enfriamiento de los metales que tienen
por objeto modificar su estructura cristalina. La composición química
permanece inalterada. Recocido: el metal se calienta durante cierto
tiempo a una temperatura determinada y se enfría lentamente.
Temple: el metal se calienta seguido de un posterior enfriamiento realizado de forma brusca.
Revenido: se aplica exclusivamente a los metales templados. Es un tratamiento complementario del
temple.
1.3.2 Tratamientos termoquímicos
Operaciones de calentamiento y enfriamiento de los metales,
completadas con la aportación de otros elementos en la superficie de las
piezas.Cementación: adición del carbono a la superficie de un acero que presente bajo contenido en este elemento.
Nitruración: absorción de nitrógeno a una temperatura determinada.
Cianuración: intermedio entre los dos anteriores.
Carbonitruración: absorción simultánea del carbono y nitrógeno a una temperatura determinada.
Sulfinización: inmersión del metal en un baño especial para la incorporación de una capa de carbono, nitrógeno y
azufre.
1.3.3 Tratamientos mecánicos
Mejoran las características de los metales por deformación mecánica, con o sin calor.
Tratamientos mecánicos en caliente o forja: consiste en calentar
un metal a una temperatura determinada para luego deformarlo
golpeándolo fuertemente.
Tratamientos mecánicos en frío: deformar el metal a la temperatura
ambiente, golpeándolo.
2. Metales Ferrosos
ELEMENTO BASE, EL HIERRO (Fe)
Material magnético,
Blanco azulado
Dúctil y maleable
Punto de fusión de 1535º C
Densidad es 7.87 g/cm3
Buen conductor del calor y de la electricidad.
Expuesto al aire se corroe, formando orín.
Aplicaciones limitadas industrialmente por
tener bajas propiedades mecánicas, por esto se
altera con carbono.
Acero
Algunas propiedades...
Dúctiles y maleables
Con el contenido en carbono aumenta su resistencia mecánica, dureza y fragilidad.
Se oxidan fácilmente.
El acero se puede obtener añadiendo carbono al hierro, o extrayéndolo de la fundición.
Dos tipos:
Aceros al carbono: su contenido en otros
elementos es bajo.
Aceros aleados: su contenido en otros elementos es alto.
FundicionesAleación de carbono, hierro y otros
elementos como silicio, manganeso, azufre y fósforo.
Fácilmente fusibles
Densidad menor que la del acero
Punto de fusión entre 1050 y 1300 º
C
No son dúctiles ni maleables.
Tres tipos:
Fundiciones ordinarias
Fundiciones aleadas
Fundiciones especiales.
Propiedades:
3. Proceso siderúrgico Obtención del
material de hierro Obtención del
carbón de coque Sinterización del
mineral de hierro Obtención del
arrabio (alto horno) Transformación del
arrabio en acero Metalurgia
secundaria
Colada continua Laminación del
acero en caliente Laminación del
acero en frío Decapado Recocido Temperizado Colada
convencional Recubrimiento de
los aceros