Album de propiedades de los materiales (aleaciones) (página 2)

Casi todos los tratamientos térmicos de un acero tienen como
fin originar una mezcla ferrita y de cementita.

Existen tratamientos térmicos simples y son:

Recocido intermedio: Se lleva a cabo a baja temperatura
(80°C a 170°C bajo cero), sirve para eliminar el efecto
de deformación en frío en los aceros.

Recocido normalizado: Produce una perlita fina con mayor
resistencia
mecánica, el recocido hace que el acero se
enfríe dando perlita gruesa y el normalizado provoca que
el acero se enfríe más rápido y produce
perlita fina.

Esferoidización: Transforma partículas
esféricas grandes con el fin de acortar la superficie de
bordes, para después producir las propiedades que se
requieren en el acero.

Los tratamientos térmicos isotérmicos son:

Revenido en la fase austenítica y recocido
isotérmico: El primero (revenido en la ….) se usa
para producir bainita, esto se logra con la
austenitización del acero a cierta temperatura y el
recocido isotérmico consiste en la austentización
con un enfriamiento veloz para que la austenia se convierta en
perlita.

Efecto del carbono sobre
el diagrama TTT:
Proporciona ferrita y austenita en equilibrio,
esto a partir de procesar acero.

Interrupción de la transformación
isotérmica: Al interrumpir el tratamiento térmico
isotérmico se crean microestructuras complicadas como:
alguna que tendrá perlita, ferrita, bainita y
martensita.

Tratamientos térmicos de templado y revenido.

Austenita retenida: Es la austenita que queda atrapada en la
estructura, no
logra transformarse en martensita durante el tratamiento de
templado en razón de la expansión
volumétrica asociada con la reacción.

Esfuerzos residuales y agrietamientos: Los esfuerzos
residuales se crean con el cambio de
volumen, si
estos esfuerzos rebasan el límite elástico aparecen
grietas de templado, el fin de esto es transformar acero en
martensita.

Rapidez de templado: Es la velocidad a la
que se enfría el acero, esto depende de la temperatura y
de las características térmicas del medio usado
para el temple.

Efectos de los elementos de aleación.

Templabilidad: Es la facilidad con la que se transforma acero
en martenista, la templabilidad no se refiere a la dureza del
acero.

Es importante mencionar que el diagrama TTT describe la
transformación austenita-perlita a una temperatura
constante. El diagrama TEC describe como se transforma la
austenita durante el enfriamiento.

Aplicación de la templabilidad.

Como para muchos aceros no existe el diagrama TEC se hace la
prueba Jominy que produce un rango de velocidades de enfriamiento
para obtener una curva de templabilidad.

Prácticamente cualquier acero se transforma en
martensita en el extremo templado.

En la práctica la curva de templabilidad se utiliza
para seleccionar o reemplazar aceros.

Aceros especiales.

Aceros para herramientas:
Mediante un tratamiento térmico de templado y revenido
obtienen gran dureza y en su mayoría son al alto carbono.
Se aplican en donde se necesite una combinación de gran
resistencia, dureza, tenacidad y resistencia a la temperatura,
también en herramientas de corte para operaciones de
maquinado.

La templabilidad y estabilidad a alta temperatura de los
aceros para herramienta son mejorados por los elementos de
aleación.

Aceros de fase dual: Tiene ferrita y martensita dispersa
uniformemente, lo que crea límites
elásticos, como son a bajo carbono, no tienen los
elementos de aleación necesarios para una buena
templabilidad, pero en el proceso de
templado al calentar austenita eleva el carbono y se transforma
en martensita.

Aceros níquel, de carbono, muy bajo: Para producir una
martensita blanda son templado y austentizados. Muchos se
recubren para tener protección contra la corrosión, están altamente
aleados.

Tratamientos de superficies.

Mediante estos tratamientos se producen estructuras
duras y resistentes en la superficie, resistente ala fatiga y al
desgaste.

Calentamiento selectivo de la superficie: Se calienta la
superficie del acero, ya que esta templada la superficie
será de martensita, la profundidad de la martensita es la
profundidad de cementado. Se puede endurecer solo ciertas
áreas, es más fácil en aquellas zonas
fatigadas o desgastadas.

Carburizado y nitruración: En el carburizado a cierta
temperatura se difunde el carbono desde la superficie, esta
tendrá un alto nivel de carbono al ser templado y revenido
la superficie cambia a martensita de alto carbono. En la
nitruración el nitrógeno se difunde en la
superficie a partir de un gas. En estos dos
procesos se
produce esfuerzo residual a la compresión en la
superficie.

Soldabilidad del acero

En el proceso de soldadura el
acero a cierta temperatura se transforma en austenita, un acero
originalmente templado y revenido presenta problemas en
la soldadura, por esto es que no se debería soldar.

Aceros inoxidables

Aceros inoxidables ferríticos: Tienen buena resistencia
mecánica, tienen estructura CC, ductilidad
moderada, son resistentes a la corrosión, conformabilidad
aceptable.

Aceros inoxidables martensíticos: Bajas en cromo, esto
permite que varíe el nivel de carbono, lo que produce
martensita con diferentes durezas. Al combinar dureza,
resistencia mecánica y resistencia a la corrosión,
genera un material de muy alta calidad.

Aceros inoxidables austeníticos: La austenita tiene
como estabilizador al níquel, este hace que crezca el
tamaño del campo de austenita y casi elimina la ferrita,
prácticamente todo es de austenita. Tienen buena
ductilidad, conformabilidad y resistencia a la corrosión.
No son ferromagnéticos.

Aceros inoxidables endurecidos por precipitación
(PH): Por el
calentado y templado se obtienen buenas propiedades
mecánicas con bajos contenidos de carbono. Le deben sus
propiedades al endurecimiento por solución sólida,
por envejecimiento, etc.

Aceros inoxidables dúplex: En su estructura tiene
mezclas de
fases, se obtienen con un control justo de
la composición y el tratamiento térmico con la
mitad de ferrita y austenita. Sus propiedades son: resistencia a
la corrosión, conformabilidad y soldabilidad.

Transformaciones de fase en los hierros fundidos

Las fundiciones o hierros fundidos son aleaciones
hierro-carbono-silicio que típicamente
contiene de 2% a 4% de C y de 0.5% a 3% de Si y que durante su
solidificación experimentan la reacción
eutética.

Existen 5 tipos de fundiciones:

Fundición gris

Fundición blanca

Fundición maleable

Fundición dúctil o esferoidal

Fundición de grafito compacto

La reacción eutética en los hierros fundidos
Fe-C A 1140°C es:

L y + Fe3 C

Si se produce un hierro fundido utilizando solo aleaciones H-C
esta reacción produce hierro fundido blanco.

Cuando ocurre la reacción eutética estable L y +
Grafito A 1146°C se forma la fundición gris, la
dúctil o de grafito.

En las aleaciones Fe-C el líquido se sobreenfría
fácilmente 6°C formándose hierro blanco. Al
agregar aproximadamente 2% de silicio, el grafito eutético
se nuclea y crece. Elementos como el cromo y el bismuto tienen un
efecto opuesto y promueven la fundición blanca.

El silicio también reduce la cantidad de carbono
contenido en el eutético.

La reacción eutectoide en los hierros fundidos.

Durante la reacción la austenita se transforma, esto
determina la estructura de la matriz y las
propiedades de cada tipo de hierro fundido, la austenita se
transforma en ferrita y cementita, con frecuencia se forma en
modo de perlita.

El silicio promueve la reacción eutectoide estable.

Características y producción de las fundiciones.

Fundición gris: Tiene celdas eutécticas de
grafito en hojuelas interconectadas. La inoculación
coopera a crear celdas eutécticas más chicas, para
mejorar la resitencia.

Se produce resistencia a la tensión baja, esto es por
las grandes hojuelas de grafito. Se pueden conseguir la
resistencia mayor reduciendo el equivalente de carbono por medio
de la aleación o tratamiento térmico.

Sus propiedades son: alta resistencia a la compresión,
resistencia a la fatiga térmica y amortiguamiento contra
la vibración.

Fundición blanca: Se utilizan hierros fundidos blancos
por su dureza y resistencia al desgaste por abrasión. Se
puede producir martensita durante el tratamiento
térmico.

Fundición maleable: Se crea al intentar
térmicamente la fundición blanca no aleada, a
partir de la fundición blanca se producen dos tipos de
fundición maleable: Fundición maleable
férrica se consigue enfriando la pieza fundida y
así se llega a la segunda etapa de grafitización,
esta fundición tiene buena tenacidad, la fundición
maleable perlita se crea al enfriar la austenita al aire o en
aceite para
así formar pelita o martensita.

Fundición dúctil o nodular: Para esta
fundición se requiere grafito esferoidal, para crear este
metal se siguen los siguientes pasos:

Desulfurización: El azufre provoca que el grafito
crezca en forma de hojuelas, al fundir en hornos que en la
fusión
eliminen el azufre del hierro.

Nodulación: Se aplica magnesio, este elimina cualquier
azufre y oxigeno que
haya quedado en el metal. De no ser vaciado el hierro
después de la nodulación, el hierro se convierte en
fundición gris.

Inoculación: Un estabilizador eficaz de carburos es el
magnesio y hace que en la solidificación se forme la
fundición blanca. Después de la nodulación
se debe inocular el hierro.

Hierro de grafito compacto. La forma de grafito es intermedia
entre hojuelas y esferoidal. El grafito compacto da resistencia
mecánica y ductilidad y el metal conserva una buena
conductividad térmica y propiedades de absorción de
la vibración.

Aleaciones ferrossas

ALEACIONES DE ACEROS- CROMO-
NÍQUEL

AUTOMOTRIZ

Descripción: se utiliza en bujes de
baleros para cremalleras, cajas de velocidades, etc.

Propiedades: es un acero no muy duro, es
elástico, inoxidable y tiene un 8% de níquel y un
18% de cromo y una resistencia a altas temperaturas

INDUSTRIA

Descripción: se utiliza para la
fabricación de baldes para tractores entre otras muchas
cosas

Propiedades: es un acero no muy duro, es
elástico, inoxidable y tiene un 8% de níquel y un
18% de cromo y una resistencia a altas temperaturas.

LEACIONES DE ACEROS AL CROMO

AUTOMOTRIZ

Descripción: se utiliza en
cigüeñales en engranajes como
también

Propiedades: contienen de un 10 a un 20% de cromo
confiere una considerable dureza y una mayor resistencia a la
corrosión.

INDUSTRIA

Descripción: para la fabricación de
tijeras para cortar lámina y césped

Propiedades: contienen de un 10 a un 20% de cromo
confiere una considerable dureza y una mayor resistencia a la
corrosión.

ALEACIÓN DE
ACERO-NÍQUEL

AUTOMOTRIZ

Descripción: se utiliza en la
fabricación de bujías para motores
gasolina.

Propiedades: contiene de un 5 a un 15% de
níquel, son sumamente elásticos y resistentes a los
agentes atmosféricos.

INDUSTRIA

Descripción: se utiliza en la
fabricación de lava manos para baños o
cocinas.

Propiedades: contiene de un 5 a un 15% de
níquel, son sumamente elásticos y resistentes a los
agentes atmosféricos.

ALEACIONES NO FERROSAS

DURALUMINIO

AUTOMOTRIZ

Descripción: se utiliza en la
fabricación de amortiguadores

Propiedades: son un conjunto de aleaciones de
forja de aluminio,
cobre
(0,45%-1,5%) y magnesio (0,45%-1,5%) así como manganeso
(0,6%-0,8%) y silicio (0,5%-0,8%) como elementos secundarios.
Pertenecen a la familia de
las aleaciones aluminio-cobre Presentan una elevada resistencia
mecánica a temperatura ambiente, sin
embargo, su resistencia a la corrosión, Soldabilidad y
aptitud para el anodinado son bajas. Se emplean en la industria
aeronáutica y de automoción.

INDUSTRIA

Descripción: aislador
cilíndrico. Utilizado al principio y al final de cada
tramo de la cerca

Propiedades: son un conjunto de aleaciones de
forja de aluminio, cobre (0,45%-1,5%) y magnesio (0,45%-1,5%)
así como manganeso (0,6%-0,8%) y silicio (0,5%-0,8%) como
elementos secundarios. Pertenecen a la familia de las
aleaciones aluminio-cobre Presentan una elevada resistencia
mecánica a temperatura ambiente, sin embargo, su
resistencia a la corrosión, Soldabilidad y aptitud para el
anodinado son bajas. Se emplean en la industria
aeronáutica y de automoción.

LATON

AUTOMOTRIZ

Descripción: se utiliza en la
fabricación de electroválvulas

Propiedades: son aleaciones de cobre y zinc con
porcentajes de éste último entre el 3 y el 45%.
Ocasionalmente se añaden pequeñas cantidades de
otros elementos (Al Sn, Pb o As) para potenciar alguna de las
características de la aleación.

INDUSTRIA

Descripción: se utiliza para la
fabricación de acoples para tuberías de
regado.

Propiedades: son aleaciones de cobre y zinc con
porcentajes de éste último entre el 3 y el 45%.
Ocasionalmente se añaden pequeñas cantidades de
otros elementos (Al Sn, Pb o As) para potenciar alguna de las
características de la aleación.

CARBURO DE TITANIO

AUTOMOTRIZ

Descripción: se utiliza para la
fabricación de engranajes, ejes y
piñones.

Propiedades: (Ti C), es un sólido
cristalino, negro, brillante, muy duro que conduce la corriente
eléctrica y es estable frente a los ácidos.

INDUSTRIA

Descripción: se utiliza en la
fabricación de discos de cierras y brocas.

Propiedades: (Ti C), es un sólido
cristalino, negro, brillante, muy duro que conduce la corriente
eléctrica y es estable frente a los
ácidos.

CONCLUSIÓN

Se sabe que el tema de aleaciones es muy extenso pero
nosotros en este trabajo
tratamos de presentar lo más importante.

Existen dos grupos de
aleaciones los cuales son los siguientes: aleaciones ferrosas y
aleaciones no ferrosas.

Como pudimos observar en el trabajo
presentado se dieron a conocer ejemplos de aleaciones ferrosas y
no ferrosas aplicadas en el área automotriz y
industrial.

BIBLIOGRAFIA

Uso de páginas de internet:

• http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_ambiente
• http://es.wikipedia.org/wiki/Ductilidad
• http://www.aesa.es/
• 
  http://www.aleastur.com/global/index.php?estilo=co&lenguaje=en&main=principal&right=news,knowmore,env&top=menutop&left=mstatic

Autor:

Ayala Cortez, Miguel Angel

BONILLA SALGUERO, JOSE ALEXANDER

RIVAS ALAS, CARLOS SALVADOR