Post on 01-Nov-2015
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MODULO 2PRINCIPIOS DE METALURGIA
Metalurgia de los materiales de Fabricacin
- Estructura de Los Metales
- Procesos de Fabricacin- Tratamientos Trmicos- Defectos de Fabricacin
de los Metales
- Refinado de Los metales
Hierro
Procesamiento
Fallas
Procesamiento
Estructura de los metales
Lmites deGrano
Inclusiones
Grano
Estructura de los metales
Estructura Celular
Cubo de cuerpo Central
% de Carbn Clasificacin0% Hierro Puro
0,025% a 0,25% Acero de Bajo Carbono0,25% a 0,5% Acero de Medio Carbono
0,5% a 2% Acero de Alto Carbono2% a 6% Hierro Fundido
Clasificacin segn % de Carbono
Propiedades de los Metales
RockwellRc
Brinell
65 73960 65455 56050 48145 42140 37135 32730 28625 253
Dureza
(Fortaleza y alta resistencia al desgaste)
Fragilidad
El metal se quiebra facilmente
A mayor dureza mayor fragilidad
TenacidadAlta resistencia a absover energa (golpes, impacto) sin fracturarse
DuctibilidadTolerar considerable estiramiento sin romperse
Los materiales frgiles muestran ausencia deductibilidad
Propiedad de materiales blandos
Resistencia a la FatigaCapacidad para soportar repetidas
cargas cclicas sin romperse
Procesos de Manufactura
Hierro Fundido Acero FundidoPropiedades
Usado ampliamente y debajo costo.
Reduce vibracin y ruido. Es de fcil maquinado. Resistente al desgaste.
Resistente a cargas dechoque.
Ms fcil de soldar que losproductos de hierro fundido.
Ms fuerte que el hierrofundido.
Aplicaciones Bloques de Motor Cajas de ejes
Fundicin
Metal Pulverizado
Alta resistencia de tensin y dureza.Resistencia a cargas de choque.Ms fcil de soldar que productos de hierro fundido.Ms resistente que el hierro fundido.
LaminadoTemperatura de proceso 2200 a 2300 FLos granos se alargar formando lneas de flujoMs duro y resistente que el hierro fundido.
ForjadoTemperatura de proceso 2200 a 2300 FLneas de flujo siguen el contorno de la piezaAlta resistencia a la propagacin de fisuras
ExtrusinLa deformacin del metal puede hacerse en frio o en caliente, dependiendo del tamao del materialSuperficies de buen acabado superficialLneas de flujo ms finas proveen mayor dureza
Tratamientos Trmicos
Hacer la superficie de una pieza tan dura que pueda resistir el desgaste por largo tiempo.
Endurecer la pieza hasta una cierta profundidad para mejorar la resistencia a la fatiga.
Objetivos:
Templado
Agua
0,5%C - Total
Austenizado 1500FSeleccin de Material
Revenido - Alivio de
Tensiones 1200 a 300F
Carburizacin
Provee capa endurecidaAplicable a aceros con % Carbono entre el 0.025 a. 0.5%Horno con atmsfera rica en carbnTemperatura de calentamiento 1700 FCantidad de carbn absorbida en funcin al tiempo de permanencia en el hornoAumento de dimensiones
Provee capa endurecidaAplicable a aceros con % Carbono entre el 0.025 a. 0.5%Horno con atmsfera rica en carbnTemperatura de calentamiento 1700 FCantidad de carbn absorbida en funcin al tiempo de permanencia en el hornoAumento de dimensiones
Carbonitruracin
Provee capa endurecida a travs de la absorcin de carbn y nitrgenoHorno con atmsfera de gas natural y amoniacoTemperatura de calentamiento 1450 FMenor distorsin en medidas que el carburizado
Provee capa endurecida a travs de la absorcin de carbn y nitrgenoHorno con atmsfera de gas natural y amoniacoTemperatura de calentamiento 1450 FMenor distorsin en medidas que el carburizado
NitruracinProvee capa endurecida a travs de la absorcin nitrgeno, formando nitruros al mezclarse con los elementos aleacin.Horno con atmsfera de gas de nitrgeno y amoniacoTemperatura de calentamiento 1000 FMuy baja distorsin en medidas Alta dureza
Provee capa endurecida a travs de la absorcin nitrgeno, formando nitruros al mezclarse con los elementos aleacin.Horno con atmsfera de gas de nitrgeno y amoniacoTemperatura de calentamiento 1000 FMuy baja distorsin en medidas Alta dureza
Problemas de Material y Proceso
Problemas de Material y Proceso
Bolsas de contraccin Agrietamiento Tubos
Escamado Quemaduras de Forja
Solapa de Forja Agrietamiento por
Templado
Fisura por Enderezamiento
Inclusiones
Costura Piezas blandas
Problemas de Maquinado
Suciedad, partculas de escoria y ladrillo remanentes del refinado
Inclusiones
Ojo de buey Venas
Bolsas de Contraccin
Excesiva temperatura de la colada en el vaciado en molde.Insuficiente metal para llenar el molde
Excesiva temperatura de la colada en el vaciado en molde.Insuficiente metal para llenar el molde
En el enfriamiento se pueden formar oquedades por contraccin del material colado
En el enfriamiento se pueden formar oquedades por contraccin del material colado
AgrietamientoPartes fundidas pueden agrietarse por mala manipulacin durante el proceso de fabricacin.
Las grietas pueden cambiar de color si se exponen a calor o a medios corrosivos
TubosBurbujas de gas atrapadas en el proceso de fundicin, se transforman en tubos luego de procesos de laminado, forjado o extrusin
CosturaSi el metal no mantiene las temperaturas de laminado, forjado o extrusin correctas, se puede plegar en si mismo produciendo costura
EscamadoEn procesos de altas temperaturas tales como refinado, laminado, forjado, etc, el acero absorve hidrgeno si est en contacto conhumedad. Si luego el acero es enfriado demasiado rpido, el hidrgeno atrapado crea presiones internas muy altas que pueden crear grietas internas.
Quemadura de Forja
Cuando el metal esta demasiado caliente, los granos se funden enlos lmites. Luego del forjado y a medida que la pieza se enfri, los lmites permanecen separados, dejando grietas internas que puedellegar a ser grandes
Cuando el metal est demasiado fro para fluir apropiadamente, la pieza se adhiera al troquel y se pliega sobre si misma, pudiendoinducir un agrietamiento en condiciones de servicio
Solapa de Forja
Agrietamiento por templadoSi la templabilidad del material es demasiado alta, la pieza desarrolla un endurecimiento de mucha profundidad. Esfuerzos internos elevados agrietan la pieza.Si el fluido enfriador remueve el calor demasiado rpido, causar contracciones repentinas que pueden ser suficientemente severas para agrietar la pieza.
Piezas Blandas
El templado a una temperatura excesivamente alta, causa liberacin de demasiado carbn de la estructura del grano
Cuando la pieza no esta totalmente inmersa en el lquido de enfriamiento, o cuando se interrumpe el flujo del fluido
Prdida de dureza y resistencia al desgaste
Fisura por EnderezadoDistorsiones dimensionales como flexin, a menudo se presentan en los tratamientos trmicos. Si las piezas han sufrido esfuerzos excesivos en esta operacin, es posible que comiencen a agrietarse donde hay un concentrador de esfuerzos
Radios de curvatura y cambios de seccin en ejes
Agujeros y canaleschaveteros
Ranuras
Problemas de Maquinado