Post on 12-Jul-2015
Ing. Beliana de Cabello
Sus electrones más externos en un
átomo neutro son cedidos fácilmente.
› Conductividad eléctrica
› Conductividad Térmica
› Brillo
› Maleabilidad
Blandos
Propensos a la corrosión
La mayor parte de los materiales
metálicos comúnmente usados son
mezclas de dos o más metales
elementales.
Mezcla sólida homogénea de
dos o más metales, o de uno o
más metales con elementos no
metálicos, obtenida a
temperaturas superiores a su
punto de fusión.
Las aleaciones
ferrosas son las
sustancias que tienen
al hierro como su
principal metal y han
sufrido un proceso
metalúrgico.
Incluyen:
•Aceros al carbono
•Aceros aleados
•Aceros de herramientas
•Aceros inoxidables
•Hierros fundidos
El acero es la aleación de hierro y
carbono donde el carbono no supera el
2,1% en peso de la composición de la
aleación, alcanzando normalmente
porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%
El diagrama Hierro Carbono es una
gráfica que representa las fases y
estados en las que se encuentran dichas
aleaciones para una temperatura y
composición dadas.
Es importante su estudio debido a los
importantes cambios en las propiedades
mecánicas que pueden producirse por
las transformaciones del estado sólido.
Líquido
Sólido
Punto de
Fusión del
Hierro puro
1538ºC
1. Líquido
2. Líquido + Fase
3. Líquido + Fase
4. Fase
5. Fase + Fase
6. Fase
7. Fase + Fe3C
8. Fase α + Fase
9. Fase α
10.Fase α + Fe3C
Es una solución sólida intersticial de carbono en la red cristalina del hierro BCC.
En esta fase el Carbono alcanza su máxima solubilidad de un 0.025% a 723ºC.
Su solubilidad a la temperatura ambiente es tan pequeña que no llega a disolver ni un 0.008% de C. Es por esto que prácticamente se considera la ferrita como hierro alfa puro
Se caracteriza por una baja resistencia mecánica.
Tiene una dureza de 95 Vickers
Tiene una resistencia a la rotura de 28
Kg/mm2, llegando a un alargamiento
del 35 al 40%.
Presenta propiedades magnéticas
Este es el constituyente más denso de los
aceros, también conocida como Hierro
Gamma ( ), es una solución sólida
intersticial de carbono en la red
cristalina del hierro FCC.
Presenta mucha mayor solubilidad sólida
para el carbono que la Ferrita
La máxima solubilidad es del 2% a
1100ºC y disminuye a 0.8 a 723ºC
Tiene una dureza de 305 Vickers
Tiene una resistencia de 100 Kg/mm2 y
un alargamiento de un 30 %.
No presenta propiedades magnéticas.
Es una solución sólida intersticial de
carbono en la red cristalina del hierro
con celda BCC.
La máxima solubilidad sólida es de 0.1%
a 1450ºC. esta fase sólo está presente a
altas temperaturas y no se encuentra
presente en los aceros a temperatura
ambiente por lo que tiene poca
importancia a nivel industrial.
Es carburo de hierro y por tanto su
composición es de 6.67% de C y 93.33%
de Fe en peso.
Cristaliza formando un paralelepípedo
ortorrómbico de gran tamaño.
Es el constituyente más duro y frágil de
los aceros, alcanzando una dureza de
960 Vickers.
Es magnética hasta los
210ºC, temperatura a partir de la cual
pierde sus propiedades magnéticas
No se considera una fase estable
Tiene una dureza de aproximadamente
200 Vickers
Tiene una resistencia a la rotura de 80
Kg/mm2 y un alargamiento del 15%.
Cada grano de perlita está formado por
láminas o placas alternadas de ferrita y
cementita.
Peritéctica
Eutéctica
Eutectoide
Esta reacción
ocurre al 0.18%
de Carbono a
1450ºC
LíquidoLíquidoLíquido
Esta reacción
ocurre al 4% de
Carbono a
1100ºC
CFeLíquido 3
Esta reacción
ocurre al 0.8% de
Carbono a 723ºC
CFeLíquido 3
+ Fe3C
Recocido
Templado
Revenido
Normalizado
Consiste básicamente en un
calentamiento hasta una temperatura
que permite obtener plenamente la fase
estable (Austenitización) seguido de un
enfriamiento tan lento como para que
se desarrollen todas las reacciones
completas.
Con este tratamiento se logra:
Aumentar la elasticidad
Disminuir la dureza facilitando el
mecanizado de las piezas
Eliminar la acritud que produce el
trabajo en frío.
Eliminar las tensiones internas.
Es un tratamiento térmico al que se
somete al acero, concretamente a
piezas o masas metálicas ya
conformadas en el mecanizado, para
aumentar su dureza, resistencia a
esfuerzos y tenacidad.
El proceso se lleva a cabo calentando
el acero en el cual la Ferrita se
convierte en Austenita, después la
masa metálica es enfriada
rápidamente. Se pretende la
obtención de una estructura
totalmente Martensítica. Después del
temple siempre se suele hacer un
revenido.
Martensita es una
solución sólida
sobresaturada de
carbono en Ferrita. Se
obtiene por
enfriamiento rápido
de la Austenita en los
aceros. Se presenta
en forma de agujas y
cristaliza en el Sistema
Tetragonal
Es un tratamiento térmico que sigue al
de templado del acero. Tiene como fin
reducir las tensiones internas de la pieza
originadas por el temple o por
deformación en frío.
Mejora las características mecánicas:
Reduciendo la fragilidad
Disminuyendo ligeramente la dureza.
Tiene por objeto dejar un material en
estado normal, es decir, ausencia de
tensiones internas y con una distribución
uniforme del carbono. Se afina el grano
disminuyendo su tamaño medio y
consiguiendo al mismo tiempo mayor
uniformidad en ese tamaño. Se suele
emplear como tratamiento previo al
temple y al revenido
La corrosión de los metales, y en particular
el hierro, es un proceso electroquímico
debido a que sobre la pieza del metal que
se corroe existen zonas anódicas y
catódicas, en el cual el hierro se oxida con
el oxígeno del aire en presencia de
humedad, para dar un producto que
carece de las propiedades estructurales del
hierro metálico, como lo es el óxido de
hierro(III) hidratado (Fe2O3. x H2O) de color
café rojizo que se llama en lo cotidiano
herrumbre.
Es un acero que contiene el cromo, u
otros metales, que poseen gran afinidad
por el oxígeno y reaccionan con él
formando una capa
pasivadora, evitando así la corrosión del
hierro.
Contiene, por definición, un mínimo de
10,5% de cromo.
El acero inoxidable es un material sólido
y no un revestimiento especial aplicado
al acero común para darle
características “inoxidables”
Las aleaciones no férreas tienen grandes
diferencias entre sí:
Temperaturas de fusión.
Resistencias mecánicas.
Densidades
Peso
Costo
El aluminio es el segundo metal más abundante sobre la tierra Las aleaciones de aluminio se conocen por su baja densidad (2.7 g/cm3) que corresponde a una tecera parte de la densidad del acero aproximadamente y que es un factor clave de la popularidad de los materiales no metálicos.
Resistencia a la corrosión
Conductividad eléctrica
Conductividad térmica
Comportamiento no magnético
Fácil fabricación
Fácil reciclado
Apariencia
Costo
Falla por fatiga incluso en bajos
esfuerzos.
Temperatura de fusión relativamente
baja.
Baja dureza lo que lleva a una mala
resistencia al desgaste.
Fe Incrementa la resistencia mecánica
Si Combinado con Mg, mayor resistencia mecánica
CuIncrementa la resistencia mecánica
Reduce la corrosión
M
nIncrementa la resistencia mecánica
Cambia calidad de embuticiónM
g Alta resistencia tras conformado en frío
Cr Mayor resistencia combinado con Cu, Mn, Mg
Ti Incrementa la resistencia
Cu Reduce la resistencia a la corrosión
Aleaciones
Principales elementos
Aplicaciones
99% Aluminio Hoja, chapas para litografía.
Cobre Industria aeronáutica.
Manganeso Latas, radiadores de edificios.
Silicio Intercambiadores de calor e ingeniería.
Magnesio Latas, automóviles,construcción,
transporte.
Magnesio y Silicio Automóviles, construcción, transporte.
Zinc Industria aeronáutica, radiadores.
Otros elementos Hoja (Fe)
Industria aeronáutica (Li).
Desde el punto de vista físico, el cobre
puro posee muy bajo límite elástico y
una dureza escasa.
El cobre no aleado se usa en
abundancia por su:
› Conductividad eléctrica,
› Resistencia a la corrosión,
› Buen procesado
› Costo relativamente bajo.
› El cobre unido en aleación con otros elementos adquiere características
mecánicas muy superiores.
› Existe una amplia variedad de aleaciones
de cobre, de cuyas composiciones
dependen las características técnicas que
se obtienen, por lo que se utilizan en multitud
de objetos con aplicaciones técnicas muy
diversas.
También conocido como cuzin, es una
aleación de cobre, zinc (Zn) y, en menor
proporción, otros metales.
El latón es más duro que el cobre, pero
fácil de mecanizar, grabar y fundir
Es resistente a la oxidación, a las
condiciones salinas
Es dúctil, por lo que puede laminarse en
planchas finas.
Su maleabilidad varía según la
composición y la temperatura.
Son aleaciones en cuya composición
predominan el cobre y el estaño (Sn) y
son conocidas desde la antigüedad
Es de mejor calidad que el latón, pero más difícil de mecanizar y más caro.
El bronce se emplea especialmente en aleaciones conductoras del calor
Algunas aleaciones de bronce se usan en uniones deslizantes
Se usa en aplicaciones donde se requiere alta resistencia a la corrosión
En algunas aplicaciones eléctricas es utilizado en resortes.
También llamada plata alemana es una
aleación de cobre, níquel (Ni) y zinc
(Zn). en una proporción de 50-70% de
cobre, 13-25% de níquel, y del 13-25% de
zinc.
Sus propiedades varían en función de la proporción de los elementos en su composición
Si se les añaden pequeñas cantidades de aluminio o hierro, constituyen aleaciones que se caracterizan por su resistencia a la corrosión marina.
Se consigue una buena resistencia a la corrosión
Buenas cualidades mecánicas.
Son aleaciones relativamente nuevas que
poseen una extraordinaria combinación de
propiedades. El metal puro tiene una
relativamente baja densidad (4.5 g/cc) y
alto punto de fusión (1668ºC) y alto modulo
elástico. Las aleaciones de titanio son
extremadamente fuertes y altamente
dúctiles y fácilmente forjadas y
maquinadas.
La principal limitación del titanio es su
reactividad química con otros materiales a
elevadas temperaturas, Esto hace
necesario el desarrollo de técnicas no
convencionales de refinado, fusión y
colado. Consecuentemente las aleaciones
de titanio son muy costosas.
Entre sus propiedades destacan:
A temperatura ambiente la
resistencia a la corrosión del titanio es
inusualmente alta.
Son virtualmente inmunes al ambiente
marino, y una amplia variedad de
ambientes industriales..
Buenas propiedades a altas
temperaturas
Excelentes propiedades mecánicas