189459_PREGUNTAS EXÁMENES

7/25/2019 189459_PREGUNTAS EXMENES

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T1. RECOCIDO. Factores que influyen:1.-Temperatura de calentamiento: entre 30-50C por encima de A3, A1 y Acm (segn el acero).2.-Tiempo de permanencia: una hora por cada 25 mm de espesor de la pieza.3.-Velocidad de enfriamiento: muy lento, dentro de un horno con o sin regulacin detemperatura o en baos de sales fundidas o de metales.4.-Terminacin del recocido.

Se aplica para homogeneizar la estructura, agrandar el grano, ablandar el acero para poderlomecanizar o conformarlo en fro (esto es debido a que en el enfriamiento del recocido seconsiguen estructuras ferritoperlticas, ms blandas que las bainticas y las martensticas),elimina la acritud y las tensiones internas, y modifica las propiedades fsicas y qumicas. Susconsecuencias son: Menor dureza y resistencia del acero. Mayor tenacidad y alargamiento.Tipos de recocido:a.-Recocido de regeneracin o austenizacin completa: se calientan a una teperatura superiora A3c, hasta lograr una estructura austentica completa. Se utiliza para disminuir el tamao delgrano y el efecto del calentamiento mal hecho. Solo se emplea en aceros hipoeutectoides, yaque para hiperutectoides tiene riesgos de sobrecalentamiento y/o quemado.b.-Recocido globular o de austenizacin incompleta: se calienta hasta una temperatura inferiora A3 y se mantiene la temperatura un tiempo menos que el necesario para obtener plenamentelas fases de equilibrio (oscilacin incompleta, oscilante y subcrtica)

-No presenta problemas de sobrecalentamiento.-La estructura resulta ms blanda que en el de regeneracin, lo que hace que sea ventajosopara efectuar despus operaciones de conformado en fro o por mecanizado.-Se aplica para aceros hiperutectoides.Tanto para el recocido de regeneracin como el globular, una vez obtenida la estructurapoltica, el enfriamiento dar igual como se haga (puede realizarse al aire).c.-Recocido de ablandamiento: se realiza a una temperatura entre 600-700C. Se aplicacuando hay que mecanizar piezas templadas y para rebajar durezas.d.-Recocido contra acritud: se eleva a una temperatura entre 500-650c. Es un recocido derecristalizacin. Sirve para eliminar tensiones internas y producir granos equiaxiales.e.-Recocido de estabilizacin-homogeneizacin: se aumenta a una temperatura por encima dela correspondiente al recocido de regeneracin. Se utiliza en aceros en lingotes para destruirsegregaciones de C, S, P

f.-Recocido isotrmico: el acero, desde las temperaturas de austenizacin parcial (incompleta)o total (completa), puede enfriarse en un bao de sales fundidas, cuya temperatura semantiene constante e inferior a la temperatura Ac.NORMALIZADO: consiste en austenizar el acero a una temperatura que supere entre 50-70C a A3 (con esto acortamos el tiempo total del tratamiento, pero debemos tener cuidado deno sobrepasar las temperaturas recomentadas a fin de evitar riesgos) y enfriar al aire (es igualque el recocido, pero con una velocidad de enfriamiento mayor). Se obtiene perlita fina, ypermite con un coste menor obtener unas propiedades suficientes para muchas aplicaciones(el lmite elstico, la carga de rotura, la dureza y la tenacidad (para el caso de una ceronormalizado, no necesariamente al aumentar la dureza disminuye la tenacidad) resultanmayores que para el acero recocido). Si el acero es autotemplable (se produce martensita porun enfriamiento en el aire desde el estado austentico), esto no se denomina normalizado, sinotemple al aire.

TEMPLE: es un tratamiento trmico cuya finalidad es lograr una estructura martenstica. Paraello es necesario austenizar la pieza y enfriarla de tal modo que en el centro de la pieza lavelocidad de enfriamiento supere a la velocidad crtica. Proporciona el mejor comportamientomecnico del producto (combinacin de resistencia y tenacidad).-Temperatura del temple: 50C por encima de A3 para aceros hipoeutectoides y 50C porencima de A1 para hipereutectoides.-Tiempo de permanencia: suficiente para eliminar los constituyentes blandos.-Velocidad de enfriamiento: superior a la velocidad crtica del temple.La velocidad crtica del temple es la menor velocidad que debemos tener para obtener unaestructura 100% martenstica. La curva de enfriamiento ser tangente al mentn baintico o a lanariz perltica, la que est ms a la izquierda en la curva TTT. La funcin del temple es la deaumentar las caractersticas mecnicas: mayor dureza, mayores resistencia, aumento de laresistencia elctrica, aumento del magnetismo remanente, aumento de la resistencia del aceroa ciertos cidos. Los factores que influyen en el temple: composicin, temperatura de temple,tiempo de calentamiento, velocidad de enfriamiento.

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TEMPLABILIDAD.-Capacidad del temple: facultad que tiene un acero para endurecerse con el temple. Dependede la composicin del acero.-Templabilidad: es la aptitud del acero para que el temple penetre. Es algo intrnseco del acero,independientemente del tamao y de la severidad del medio empleada. Viene definidanicamente por la curva TTT. Un acero es tanto ms templable cuanto ms alejada del origen

de tiempos est la curva TTT (depende exclusivamente de la composicin qumica del acero).Teniento en cuenta estas definiciones, un acero con una dureza muy alta en la superficie y muybaja en el interior, tendr una alta capacidad de temple, pero una baja templabilidad.Ensayos de templabilidad. Jominy:consiste en enfriar mediante un chorro de agua a 25C labase inferior de una probeta cilndrica de 25 mm de dimetro y 100 mm de longitud,austenizada previamente. El dispositivo cuenta con un elemento de fijacin y centrado de laprobeta, situado en la vertical del orificio de salida del agua, a fin de que el enfriamiento tengalugar exclusivamente por su base inferior. Templada as la probeta, las velocidades deenfriamiento de todos los puntos resultan fijas y perfectamente conocidas. Una vez enfriada, seplanean por rectificado dos generatrices situadas a 180 una de la otra, hasta una profundidadde 0,4 mm para poder medir las durezas que presenta la probeta a partir del extremo templado.Un acero resultar ms templable cuanto ms horizontal sea la curva Jominy de durezas(cuanto ms horizontal, ms uniforme ser la dureza en toda la pieza).

D crtico ideal: mayor redondo de dicho acero que, templado en un medio de severidadinfinita, presenta una estructura del 99% de martensita. D crtico real:severidad determinada.REVENIDO: su objetivo es quitar a las piezas la fragilidad y las tensiones internasocasionadas por el temple (si se realiza a una pieza un tratamiento de temple seguido de unrevenido, se dice que se le ha dado un tratamiento de bonificado). Para ello se calienta la piezaa una temperatura inferior al punto crtico Ac para provocar la transformacin de la martensitaen formas ms estables, y se enfra rpidamente. Los factores que influyen son: estructurainicial, velocidad de enfriamiento, dimensiones de la pieza, temperatura y tiempo decalentamiento.Si la martensita es sometida a un prolongado aumento de temperatura, se facilita la difusin delos tomos de carbono alojados en los espacios interatmicos. Algunos de ellos abandonas susposiciones y reaccionan con tomos de Fe para dar carburos. Por tanto, disminuir latetragonalidad de la martensita, ya que al disminuir el carbono disuelto, se modifican los

parmetros de la red (disminuye c y aumenta a). Si el calentamiento es el adecuado, elporcentaje de carbono en solucin slida puede llegar a ser nulo, lo que conduce a unaestructura plenamente cbica, y se obtendr un acero de estructura martenstica revenida.1 etapa: formacin del carburo (Fe2,4C): los tomos de carbono difunden desde susposiciones de insercin hacia numerosas dislocaciones existentes en la martensita, dondeprecipitan en forma de carburos hexagonales (Fe2,4C). La precipitacin ser ms rpida ycompleta a mayor temperatura.2 etapa: transformacin de la austenita residual: si en el acero queda una cierta proporcin deaustenita residual en el temple (quedar ms cuanto mayor sea el contenido en carbono), uncalentamiento por encima de Ms favorecer la transformacin de esa austenita residual enbainita con un aumento de volumen y dureza.3 etapa: transformacin del carburo : se produce una redisolucin de los carburos que vaacompaada de una reprecipitacin de cementita con morfologa de bastoncillos o varillas.

4 etapa: precipitacin de los carburos.FRAGILIDAD EN EL REVENIDO: la progresiva prdida de tetragonalidad de la martensitadurante la etapa de precipitacin del carburo va acompaada de una disminucin de latenacidad, que suele denominarse fragilidad a los revenidos bajos (250-400C). Para evitar lafragilidad a los revenidos bajos, resulta beneficioso todo lo que contribuya a retrasar latemperatura a la que tiene lugar la precipitacin de cementita cilndrica. Tambin resultabeneficiosa la presencia de Si en el acero (a altas temperaturas).Fragilidad de Krupp: a veces aparece en algunos aceros revenidos a ms alta temperaturadebido al debilitamiento de las juntas de grano por enriquecimientos locales de tomos. Seproduce una precipitacin de nitruros de Fe. Este fenmeno es reversible. Como remedio paraevitar esta fragilidad, se puede realizar un enfriamiento rpido tras el revenido para salvar elmximo vertical de la curva c de fragilidad, o tambin utilizando Mo como aleante. Se da enaceros al Mn y Cr-Ni.

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CIFRAS CLAVE DE LOS ACEROS: Dos aceros de composicin qumica diferente puedensustituirse el uno por el otro si tienen las cuatro cifras clave iguales:1.-Porcentaje de carbono (%C): dos aceros con el mismo porcentaje de carbono tienen igualtemplabilidad (una curva TTT similar) y adquieren la misma dureza al templar. Variacin de lamartensita al aumentar la temperatura de revenido. A%C=C1, B%C=C2, C1>C2. Con igualporcentaje de carbono:

D crtico ideal sustituto > D crtico ideal originalSe puede sustituir SINO No se puede sust.Ms, sustituto > Ms, originalMenos problemas de agrietamiento SINO Ms problemas de ag.Hp, sustituto > Hp, originalIgual revenido, obtenemos mayor dureza SINO menor dureza.2.-Dimetro crtico ideal (D critico ideal): el temple penetrar, para un mismo medio, hasta lamisma profundidad. Tendr la misma dureza en la misma zona de la pieza.3.-Temperatura (Ms): al templarlos, en un mismo medio, tendr la misma susceptibilidad aagrietarse.4.-Dureza potencia Hp: responder de la misma manera a los revenidos.MARTEMPERING (temple escalonado martenstico) Tratamiento isotrmico.Se calienta el acero a la temperatura de austenizacin y se mantiene el tiempo necesario parasu transformacin completa. Se enfra en un bao de sales a una temperatura superior a Mshasta que toda la masa adquiera una temperatura uniforme sin que se transforme la austenita.Se saca la pieza y se enfra rpidamente a temperatura ambiente.

Se usa para obtener martensita en aceros de media templabilidad sin riesgo de defectos. Esnecesario conocer con precisin la temperatura Ms. T1 debe ser unos grados mayor que Ms.Se enfra al aire hasta la temperatura ambiente.AUSTEMPERING (temple escalonado baintico) Tratamiento isotrmico.Mismas condicione que el martempering, pero permanece isotrmicamente entre unatemperatura de 450C y Ms. Se mantiene el tiempo necesario para su transformacin baintica(ser ms tenaz para igual dureza que la lograda por el temple). Se enfra por cualquier mediohasta la temperatura ambiente, ya que la bainita no sufrir ninguna transformacin posterior.PATENTING (Tratamiento isotrmico)Se calienta el acero a la temperatura de austenizacin y se mantiene el tiempo necesario parasu transformacin completa. Se enfra en un bao de Pb fundido o en sales a una temperaturacorrespondiente a la zona baja perltica de la curva TTT del acero. Se transforma la austenitaen perlita muy fina.Se utiliza como tratamiento intermedio (contra acritud) durante el trefilado, para aumentarRm y adems facilitar el trefilado del alambre. En aceros binarios eutectoides se puedenobtener cargas de rotura de 6000MPa, combinando la estructura perltica fina con ladeformacin en fro de esta.AUSFORMING: Deformar la austenita a T


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ACEROS ALEADOS: un acero aleado puede definirse como aquel cuyas propiedadescaractersticas se deben a algn elemento diferente del carbono. Segn el contenido total dealeantes tenemos de baja aleacin (contenido total de aleantes inferior al 5%), de mediaaleacin (5-8%) y de alta aleacin (>8%).Efectos que estos elementos pueden ocasiones sobre la estructura y sus propiedades.a.-Temperatura de transformacin: la presencia de los elementos de aleacin cambia el

intervalo crtico, la posicin del punto eutectoide y la localizacin de los campos alfa y gamma.Todos los elementos tienden a reducir el contenido de carbono del eutectoide. Distinguimos:-Elementos gammgenos (Mn, Ni, etc): cuando aumenta la temperatura A4 y disminuye la A3,aumentando la existencia de la fase gamma.-Elementos alfgenos (Al, P, Cr, Mo, W, V, etc): A4 se desplaza a temperaturas ms bajas y A3hasta temperaturas ms altas.No puede valorarse la accin conjunta de varios por la accin de separada de cada uno d ellos.b.-Formacin de carburos: los elementos de aleacin pueden clasificarse en dos grupos:-Solubles en la ferrita del acero: tienen menor tendencia a formar carburos de hierro.-No solubles en la ferrita del acero: tienen a combinarse con el carbono formando carburos.El efecto de formacin de carburos hace que sean ms duros y frgiles. Adems, la presenciade carburos influye en la temperatura de endurecimiento y el tiempo necesario para obtener uncalentamiento total y uniforme.

c.-Crecimiento de grano: durante el tratamiento trmico, el grano austentico aumenta. Algunoselementos, como el Cr, aceleran este efecto (aumentando la fragilidad), mientras que otroscomo el Ni y el V, retardan el crecimiento (se les conoce como afinadores de grano).d.-Templabilidad: todos los elementos, a excepcin del Co, tienden a reducir la velocidad crticade enfriamiento necesaria para la obtencin de martensita. Esto se refleja en undesplazamiento hacia la derecha del diagrama TTT.e.- Resistencia mecnica: para ciertos niveles de resistencia, los aceros de baja aleacinpresentan mejores combinaciones de resistencia, tenacidad y ductilidad que los aceros alcarbono ordinadiores. Sin embargo, con ms caros y su utilizacin debe reservarse paranecesidades especficas.f.-Resistencia a la corrosin. Existen algunos elementos que tienen a formar pelculassuperficiales de xido que protegen el interior del material contra posteriores corrosiones(ejemplo, AlAl2O3). El Al, Cr y Si aumentan la resistencia a la corrosin de los aceros.

ACEROS AL MANGANESO:el Mn es uno de los elementos menos costosos, acta comodesoxidante y tambin neutraliza los elementos nocivos del S (fragilidad), facilitando lalaminacin, moldeo y otras operaciones de trabajo en caliente. Disminuye el intervalo crtico yel contenido en carbono en el eutectoide. Solo cuando excede el 0,9% se puede clasificarcomo aleado. Es un dbil formador de carburos. Aumenta su dureza y resistencia y tiene unefecto moderado sobre la templabilidad. Los aceros de grano fino al Mn alcanzan grandureza y tenacidad, y se utilizan para engranajes, flechas ranuradas, ejes, cilindros de fusiles,etc. Cuando excede el 10% Mn, el acero ser austentico y despus de un enfriamiento lento.Un acero especial es el acero Hadfield (12% Mn): despus de un tratamiento trmicoadecuada, se caracteriza por su alta resistencia, ductilidad y desgaste. Destaca por su granresistencia a la abrasin y al desgaste, y se utiliza para dientes de excavadores mecnicas,mquinas de esmerilar y triturar, rales de trenes, etc.Tambin est el acero Hadfield al Si: tiene excelentes propiedades magnticas para

emplearlos en los ncleos y polos de motores elctricos.ACEROS AL NIQUEL: ilimitada solubilidad en el hierro gamma y es altamente solubre enferrita, contribuyendo a la resistencia y tenacidad de esta fase. Disminuye las temperaturascrticas del acero, retarda la descomposicin de la austenita y no forma carburos que puedandisolverse durante la austenizacin. Reduce el contenido de C del eutectoide, por lo quecontiene mayor porcentaje de perlita. No afecta a la templabilidad. Como la perlita se forma auna temperatura menor, es ms fina y tenaz, con lo que permite obtener mayor resistencia conmenor %C, mayor tenacidad, plasticidad y resistencia a la fatiga. Los aceros al Ni sonaltamente adecuados para aceros estructurales de gran resistencia, utilizndose en lacondicin de laminado. Aplicaciones:-3,5% Ni: para carburizar engranajes de transmisin, tornillos de bielas, pernos, etc.-%% Ni: tienen mayor tenacidad, para engranajes para camiones, levas, cigeales, etc.-Invar: es una aleacin que contiene un 36% Ni y menos del 0,1%C. Por su pequeocoeficiente de dilatacin se emplea en la fabricacin de piezas de precisin (relojera, aparatosde fsica, etc) y en instrumentos para medir longitud, tales como los empleados en topografa.

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ACEROS MICROALEADOS:son aceros de baja aleacin y alto lmite elstico (HSLA: HighSteng Low Alloy). Tienen mayor lmite elstico y tenacidad a bajas temperaturas, por lo queaumenta el lmite elstico sin aumentar el porcentaje de carbono.1 generacin: se basaba exclusivamente en su resistencia mecnica. Por ello se empleabanaceros con elevado contenido en carbono, y se endureca la ferrita en solucin slida medianteMn o Si. El empleo de la soldadura como tcnica de unin exigi bajar el contenido de carbono.

2 generacin: pretende lograr que la ferrita tenga tamao de grano. Para ello:-Se disminuye el porcentaje de carbono.-Los tamaos de los ncleos de ferrita disminuyen con la temperatura de transformacin degamma a alfa.-Se produce adicin de Al, N o Nb.3 generacin: producir endurecimiento estructural de la ferrita mediante precipitacinnanomtrica de nitruros o carbonitruros de Ti, Nb o V. Se conseguan tambin mayores valoresdel lmite elstico (al disminuir la solubilidad con la temperatura se produce la precipitacin decarburos y nitruros, permitiendo aumentar la resistencia). El problema era que la tenacidad alimpacto no era suficientemente buena, ya que el grano no era suficientemente fino.4 generacin: laminacin controlada, ya que finalizndolo a temperaturas inferiores a lasusuales, junto a un tamao de grano fino, se mantienen las posibilidades de endurecimientopor precipitacin:

-Nb: dificulta la recristalizacin, como consecuencia de la precipitacin sobre los bordes de lasubestructura deformada de la austenita.-Ti y V: dificultan el crecimiento de grano.ACERO CORTEN:es un tipo de acero realizado con una composicin qumica que hace quesu oxidacin tenga unas caractersticas particulares que protegen la pieza realizada con estematerial frente a la corrosin atmosfrica sin perder prcticamente sus caractersticasmecnicas. En la oxidacin superficial del acero corten crea una pelcula de xido impermeableal agua y al vapor de agua que impide que la oxidacin del acero prosiga hace el interior de lapieza. Esto se traduce en una accin protectora del xido superficial frente a la corrosinatmosfrica, con lo que no es necesario aplicar ningn otro tipo de proteccin al acero como laproteccin galvnica o el pintado. El acero corten tiene un alto contenido de cobre, cromo ynquel que hace que adquiera un color rojizo anaranjado caracterstico. Este color vara detonalidad segn la oxidacin del producto sea fuerte o dbil, oscurecindose hacia un marrn

oscuro en el caso de que la pieza se encuentre en ambiente agresivo como a la intemperie. Eluso de acero corten a la intemperie tiene la desventaja de que partculas del xido superficialse desprenden con el agua, quedando en suspensin y siendo arrastradas, lo que resulta enunas manchas de xido muy difciles de quitar en el material que se encuentre debajo del acerocorten. En ambientes agresivos el acero corten se puede corroer a mayor velocidad (zonascosteras, reas industriales, etc.), por lo que sera necesario aplicar un tratamientoanticorrosivo, con objeto de evitar dicha corrosin.CARCTER ALFGENO Y GAMMGENO DE LOS ELEMENTOS SOLUBILIZADOSEN HIERROa.- Alfgenos (Si, W, Mo, Ti): son elementos que solubilizados en Fe estabilizan a lavariedad alotrpica del Fe BCC (Fey Fe). Esta estabilidad se manifiesta en:-Disminucin de la temperatura A4 en la transformacin FeFe. -Estabilidad de latransformacin FeFe, por lo que A3 y A1 aumentan. -Lnea A3 se desplaza a la izquierda.-Aumento de la temperatura del eutectoide. -Disminucin del %C del eutectoide. -Disminucindel %C mximo que solubiliza austenita.b.-Gammgenos (C, N, Mn, Ni, Co):elementos que solubilizados en el hierro estabilizan lavariedad alotrpica del Fe FCC (Fe).-Aumento de la temperatura A4 en la transformacin FeFe. -Disminucin de lastemperaturas A3 y A1 en la transformacin FeFe. -Lnea A3 se desplaza a la izquierda.-Disminucin de la temperatura del eutectoide. -Disminucin del %C del eutectoide.ENDURECIMIENTO POR PRECIPITACIN: La dureza de algunas aleaciones puedeaumentarse por la formacin de partcular pequeas y uniformemente dispersas en unasegunda fase dentro de la original fase matriz.Este procedimiento se llama endurecimiento porenvejecimiento pq se desarrolla con el tiempo.Tpico de aleaciones Al-Cu, Al-Si Distinto alrevenido. Condiciones: -Que la solubilidad mxima de un componente en otro sea

considerable.Que el lmite de solubilidad del componente principal disminuya rpidamente aldescender la temperatura. -Que la composicin de la aleacin endurecible sea menor que lacorrespondiente a la solubilidad mxima.

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T2. ACEROS INOXIDABLES FERRTICOS. Son magnticos y tienen como aleanteprincipal el cromo. El contenido de carbono es muy pequeo con el fin de obtener unaestructura totalmente ferrtica, por tanto, no responden a tratamientos trmicos. Los aceros conun contenido superior al 20%Cr no se pueden someter a calentamientos a temperaturasintermedias, por peligro de la aparicin de la fase (del diagrama Fe-Cr). Cuanto el contenidode carbono es grande, se forman carburos de cromo, dando lugar a un empobrecimiento de

cromo en la matriz y disminuyendo por tanto su resistencia a la corrosin. Resistencia a lacorrosin buena, buen comportamiento en atmsferas oxidantes rurales y urbanas, se aplicanen refineras y plantas qumicas.Inconv:baja soldabilidad y tenacidad. Tipos de corrosin.CORROSIN POR PICADURA: son muy sensibles a la corrosin por picadura, una vezdetectada, se puede decir que el material est roto. Es un caso extremo de ataque localizado,que se concentra en zonas extremadamente pequeas de la superficie metlica, mientras queel resto permanece inalterada. Se produce una formacin de cavidades en la superficie, debidoa la existencia de intersticios, zonas de acritud y defectos, que resultan andicas con respectoa la superficie, que se muestra catdica. Son difciles de detectar: poca prdida de peso,aparecen cubiertas por productos de la corrosin, son difciles de medir cuantitativamente y decomparar la extensin del dao. Se evitan aumentando el Cr o Mo (este ltimo no debe superarel 0,2%). Es una forma de corrosin muy destructiva: austennitos < Ferrticos > MartensticosCORROSIN INTERGRANULAR:es un ataque localizado en los lmites de grano, debidoa la existencia de impurezas en los lmites de grano o por enriquecimiento o empobrecimientode uno de los elementos de la aleacin en las zonas adyacentes. Ocurren debido al gradientede concentraciones entre los lmites de grano y el resto del material. Se debe a la precipitacinde carburos de cromo de tipo Cr23C6 cuando el acero se expone, durante un cierto tiempo, atemperaturas comprendidas entre 450-800C, a lo que se denomina zona de sensibilizacin.Esto produce el empobrecimiento en cromo de las zonas adyacentes de los lmites de grano,las cuales quedan as mucho menos resistentes a la corrosin frente a medios agresivos. Si alacero le ocurre esto, se dice que est sensibilizado, y si se expone a un medio agresivo,sucede la corrosin intergranular. La sensibilizacin puede ocurrir como consecuencia de untratamiento trmico o soldadura. Para evitar la corrosin intergranular:-Para que sean inmunes %Cr - %C > 16,8. -Darles un tratamiento de hipertemple:calentamiento a 1050-1100C seguido de un enfriamiento brusco. El tratamiento a estatemperatura disuelve los carburos de cromo precipitados, mientras que el enfriamiento rpidoevita que vuelvan a formarse, con lo que se obtiene una estructura puramente autentica.-Reducir el contenido de carbono, de manera que haya muy poca tendencia a la formacin decarburos. Ello ocurre con el empleo de los aceros L.-Aadir Ti o Nb para provocar la formacin de carburos de estos dos elementos de aleacin yas evitar la formacin de carburos de cromo. A estos aceros se les denomina estabilizados.CORROSIN INTERCRISTALINA: se da en aceros inoxidables estabilizados. Aparececomo una lnea delgada y recta a lo largo de la unin metal base-metal de aportacin en lasuniones soldadas. En estos aceros, los carburos de Ti y de Nb se forman a temperaturassuperiores. Cuando dichos aceros se sueldan, una franja muy estrecha, inmediatamenteadyacente al cordn de soldadura, alcanza temperaturas superiores a 1150C, con lo que enesta zona los carburos de Ti y Nb se disuelven, volviendo a estar el carbono en solucin. Si lavelocidad de enfriamiento es lenta, en el rango de temperaturas comprendido entre 450-800C,pueden precipitar los carburos de Cr, produciendo la sensibilizacin del acero en una zona muyestrecha. El remedio para evitarlo es calentar el acero a temperaturas comprendidas entre1050-1150C, con lo que se disuelven los carburos de Cr y precipitan de nuevo los de Ti y Nb.ACEROS INOXIDABLES AUSTENTICOS. Son no magnticos, con composicin: 16-25%Cr, 0,06-0,1%C, 7-20%Ni (el Ni se puede sustituir por Mn sin alterar su estructuraaustentica). El ms conocido es el que posee un 18%Cr y un 8%Ni (18/8).Tipos de corrosin.CORROSIN BAJO TENSIN: es la fractura que se produce en un material comoconsecuencia de la accin conjunta de un medio corrosivo y un esfuerzo mecnico. Esproducida por una carga externa o tensiones residuales no eliminadas en el proceso defabricacin. Produce rotura frgil. Puede ser mejorado mediante:-Disminucin de elementos intersticiales en el acero (Cy N).-Aumentando el contenido de Ni por encima del 10%.

-Existencia de fase delta dispersa en la matriz.CORROSIN INTERGRANULAR:tambin son susceptibles a este tipo de corrosin.

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ACEROS INOXIDABLES DUPLEX: son aceros austenticos que contienen un 50% deferrita delta y un 50% de austenita. Ventajas:-Son insensibles a la corrosin intergranular y bajo tensin.-Poseen RE y Rm altos.Inconvenientes: -Precio.-Sensibles a la formacin de fase sigma a temperaturas entre 800-900C.

ACEROS INOXIDABLES PH (precipitacin hardening):-Se adicionan elementos (Al, Ti, Mo y Cu) que dan lugar a compuestos intermetlicos demanera controlada.-Aceros en cuyo revenido la martensita endurece estructuralmente por precipitacinnanoscpica de segundas fases.-La dureza se consigue sin precipitacin de carburos, q disminuyen la resistencia a corrosin.-Pueden ser martensticos o austenticos, dependiendo de la relacin Cr/Ni.La transformacin en martensita y el endurecimiento estructural puede hacerse siguiendoalguna de las dos posibles modalidades:-Tratamiento trmico por transformacin indirecta sin temple subcero de un acero inoxidablemartenstivo de endurecimiento estructural.-Tratamiento trmico por transformacin indirecta con temple subcero de un acero inoxidablemartenstico de endurecimiento estructural.

Resistencia a la corrosin:-Es pobre en relacin con los aceros inoxidables austenticos y ferrticos.-El porcentaje de cromo es el mnimo requerido (12%) para la pasividad. Se formara ferrita aexpensas de la austenita. Otros elementos de aleacin pueden inhibir la formacin demartensita.Aplicaciones: labes de turbinas, maquinaria, cuchillera, bolas de rodamientos, bombas deaceite.ACEROS MARAGING: (martensite+aging) son aleaciones frreas de Fe y Ni, con 18-25% Ni. Sus propiedades provienen de:-Posibilidades de transformacin martenstica de sistema Fe-Ni para ms de 8%Ni.-Endurecimiento estructural por maduracin de la martensita si contiene Ti, Al, Mo o Co.Debido a sus caractersticas (alta tenacidad y alta relacin resistencia/densidad), se utiliza enla aeronutica y con fines militares.

Se les puede someter a tres tipos de tratamientos trmicos, donde utilizar uno u otro se verreflejado en sus propiedades:a.-Austenizacin completa a 820C durante una hora. Maduracin durante tres horas a 480C.b.-Austenizacin completa a 820C durante una hora. Maduracin durante doce horas a 480C.c.-Austenizacin completa a 815C durante una hora. Maduracin durante cinco horas a 480C.ACEROS ESTABLES O INESTABLES (TRIP): se puede obtener martensita pordeformacin mecnica de la austenita. La temperatura a la que se realiza debe ser intermedia,entre Md (temperatura a la cual se puede obtener un 1% de martensita al deformarmecnicamente) y Ms. Md30 es la temperatura a la que se puede obtener el 50% de martensitaal aplicar una deformacin () igual a 0,3.

Md30=497-463(%C+%N)-9,2(%Si)-8,1(%Mn)-13,7(%Cr)-20(%Ni)-18,5(Mo)Para obtener resultados satisfactorios de esa deformacin, es preciso que no haya nada demartensita formada por salto trmico (martensita trmica) antes de iniciar la transformacintermomecnica a la temperatura ambiente. Por ello, Ms es inferior a 25C. Algunos acerosplenamente austenticos a 25C, cuya temperatura Ms es inferior a la ambiental, tienen latemperatura Md30 superior a 25C, por tanto as se conforma esa austenita a temperaturaambiente, obtenindose martensita. De esta manera se obtiene una estructura doble,martensita y austenita, con altos valores de RE, Rm y A% (alargamiento).-Si un acero inoxidable austentico presenta Ms inferior a 25C y Md30 superior a dichatemperatura, se dice que es inestable. Resulta austentico a temperatura ambiente, pero puedeproducirse martensita por transformacin mecnica (TRIP).-Si un acero inoxidable austentico presenta Ms inferior a 25C y Md30 tambin menor a dichatemperatura, se dice que es estable. Ser tanto ms estable cuanto menor sea la temperaturaMd30, o lo que es lo mismo, cuanto ms aleado est el acero.

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ACEROS PARA HERRAMIENTAS. La principal aplicacin de estos aceros es lafabricacin de tiles para conformar otros materiales, ya sea por deformacin o por corte,debido a sus caractersticas: alta resistencia al desgaste, alta indeformabilidad, dada suelevada dureza, muchos de ellos estn pensados para que mantengan sus caractersticashasta los 600C. Clasificacin:-Medio de temple: agua, aire, aceite.

-Porcentaje de aleantes: baja, media, alta.-Utilizacin: herramientas de arranque de virutas, herramientas de corte por efecto cizalla,herramientas que actan sobre materiales por deformacin.Tipos: Los 4 a continuacin. (aceros poco templables, templables, para matrices, y rpidos).ACEROS POCO TEMPLABLES: son aceros que contienen hasta un 1,5% de C y queestn dbilmente aleados con Mn, Si y V, por lo q su templabilidad no difiere mucho de la deotros aceros comunes (a mayor porcentaje de carbono, mayor dureza y menor tenacidad).Debido a su baja templabilidad pueden sufrir deformacin durante el temple, pudiendo darse elcaso de que la accin del temple se limite solo a la superficie. Esto tiene sus ventajas, ya quepueden conseguirse altas durezas superficiales con un ncleo tenaz. Este efecto no se puedeconseguir en aceros de calidad, lo que requiere un adecuado diseo de herramientas y controlde los tratamientos trmicos. Algunos de estos pueden resolverse con V, que retrasa elcrecimiento de grano en el proceso de calentamiento del temple. Si lo que interesa es

aumentar la profundidad del temple, se puede controlar aumentando el contenido de Mn hastaun 0,8%, o de Cr hasta un 0,6%. Utilizacionen herramientas de corte y cuchillos.ACEROS TEMPLABLES O INDEFORMABLES: su templabilidad se ha mejorado por elempleo de mayores proporciones de Mn (0,9%C y 2%Mn), y eventualmente con adiciones deCr, W o V. Son aceros que, debido sobre todo al Mn, se templan en aceite presentando menosriesgos de transformacin que los anteriores cuando se someten a tratamientos trmicosposteriores. Denominacin AISI: Tipo 0. Son muy sensibles al revenido, de ah que latemperatura de tratamiento ms empleada sea 200C. Son sensibles al crecimiento de granodurante el calentamiento de temple, por lo q se les adiciona V, q da lugar a carburos insolublesa la temperatura de temple. Con el mismo fin, en determinados caso, parte del Mn es sustituidopor Cr, que adems eleva la resistencia al desgaste. Utilizacin:para piezas complicadas querequieran estabilidad dimensional como calibres, galgas, punzones, etc.ACEROS PARA MATRICES.Podemos distinguir matrices de trabajo en fro y en caliente.a.-Aceros para matrices de trabajo en fro: poseen gran tenacidad (sobre todo si van atrabajar por choque) y baja deformabilidad. Para el troquelado en fro, el acero debe poseeruna dureza apreciable a fin de asegurar su resistencia al desgaste, aunque su tenacidad debeser aceptable. Esto se consigue con adiciones de Si y, adems, pequeas cantidades de Mo,Cr y V. Si van a sufrir un calentamiento, se le suele aadir W. Aplicaciones:troquel, buriles-Aceros resistentes a impactos (S): se usan en herramientas que estn sometidas a impacto y,por tanto, deben tener buena tenacidad. No necesariamente deben alcanzar mxima dureza.-Aceros para trabajo en fro, templables al aire (A): utilizados donde se requiere excepcionalresistencia al impacto y buena resistencia a la abrasin, como por ejemplo en matrices deestampado, de extrusin y trefilado.b.-Aceros para matrices de trabajo en caliente: son empleados en operaciones de forja yestampacin con temperaturas de trabajo de hasta 400C. Caractersticas: resistentes a lacorrosin, resistentes al desgaste, resistentes al choque trmico, deben poseer tenacidad ytemplabilidad.Los elementos ms empleados son el Cr, W y Mo, para conseguir dureza en caliente,resistencia al desgaste y templabilidad (son elementos alfgenos, por eso dan posibilidad derevenir la martensita a altas temperaturas).-El Vanadio se usa para afinar el grano.-El Nquel se utiliza para aumentar la tenacidad.ACEROS RPIDOS: se emplean en herramientas para mecanizar aceros por arranque deviruta a gran velocidad, lo que produce un gran calentamiento en servicio. Deben mantener suresistencia a altas temperaturas y resistir el desgaste a dichas temperaturas para mantener losbordes afilados.Si se aaden elementos como W, Mo, Cr y V en una cantidad tal que sea suficiente para fijarcasi todo el carbono en forma de carburos especiales (M6C), se consiguen que sean

resistentes a altas temperaturas.

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T3. INFLUENCIA DE LA VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO-Enfriamientos lentos favorecen la formacin de los constituyentes ms estables del sistemaFe-C: ferrita y grafito.-Enfriamientos rpidos favoreces la formacin de cementita (metaestable).-Influye en el tamao, forma y distribucin de las lminas de grafito: a mayor velocidad, sonms finas.

-Piezas de igual composicin y distinto grosor presentan distinta constitucin despus de lasolidificacin. El porcentaje de grafito es mayor donde el grosor de la pieza es mayor. Para quela constitucin sea la misma, se deben colocar placas metlicas (enfriadores) para que por sumayor conductividad aumenten la velocidad de enfriamiento.1.-Enfriamiento rpido: fundicin blanca (cementita + perlita)2.-Enfriamiento moderadamente rpido: fundicin atruchada (Grafito + cementita + perlita)3.-Enfriamiento moderado: fundicin perltica (grafito + perltica)4.-Enfriamiento moderadamente lento: fundicin gris (grafito + ferrita + perlita)5.-Enfrimiento lento: fundicin ferrtica (grafito + ferrita)CLASIFICACIN DE LAS FUNDICIONES-Composicin: Eutcticas. Hipoeutcticas. Hipereutcticas. Aleadas.-Proceso de elaboracin: Fundicin de primera fusin o arrabio. Fundicin de segunda fusin.Fundiciones sintticas.

-Forma de presentarse el carbono: Fundicin blanca. Fundicin gris: (Ferrtica o hipoeutectoide.Perltica o eutectoide).Fundicin atruchada. Fundicin maleable. Fundicin dctil o con grafitoesferoidal.FUNDICIONES DCTIL O DE GRAITO ESFEROIDAL:los elementos de la aleacin sonCe o elementos alcalinos o alcalinotrreos que se aaden en el momento de la colada. Lafabricacin de piezas es ms econmica que en acero. Etapas: Desulfuracin. Esferoidizacin.Inoculacin.Bajo coeficiente de rozamiento, alta resistencia de fatiga, buena resistencia a la corrosin,buena aptitud para el moldeo y para ser soldada. Se emplea para fabricacin de engranajes,levas, ruedas o para cadenas, piezas difciles de obtener sacas con acero moldeado.FUNDICIN DE GRAFITO DIFUSO: son fundiciones de grafito esferoidal finamentedisperso de caractersticas mecnicas muy superiores a las de grafito esferoidal. Obtencin:-Se somete la fundicin blanca a temple martenstico y a revenido a 500C (implica nucleacinde grmenes de grafito), seguida de recocido a 730C que provoca grafitizacin.-El grafito difuso produce una discontinuidad muy pequea en la matriz, siendo comparableslas fundiciones con los aceros de composicin eutectoide.

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T4. LATONES:Aleaciones de Cu-Zn, con un mximo del 50% de Zn. Puede ser dctil omaleable, o frgil o duro, en funcin de la fase que solidifique. Se comportan bien contracorrosin estacional.Admite tratamientos trmicos (templo, recocido) y mecnicos (deformacin en fro, forja, etc).Aplicaciones:tornillera, bisutera color prximo al oro, cartuchera.Otra caractersticas: tamao de grano grande superficie piel de naranja, tamao de grano

pequeo poco maleable, buena resistencia a la corrosin estacional.Descripcin de las fases: Intervalo de solidificacin reducidoaleaciones homogneas.-Fase Sistema FCC a Tambiente y hasta 33% Zn sloexiste esta fase. Fase dctil y maleable.-Fase Sistema solucin slida por sustitucin desordenada (tomos de Zn situados al azar)Fase dctil, cristaliza en BCC con nmero similar de tomos de ZN que Cu-Fase Solucin Slida por sustitucin ordenada, un tomo de Zn se sita en el centro y lostomos de Cu ocupan los bordes de la celda unidad. fase dura y frgil-Fase Compuesto qumico Cu8Zn8Es una fase muy dura y frgil sin utilidad industrial.- La fase es mas maleable que la Tratamientos: Trmicos: - Temple. - Recocido Mecnicos: -Deformaciones en fro. -ForjaCaractersticas de los latones alfa.Latones +

-Principales aleaciones con hierro, plomo, estao y aluminio-Aplicaciones en arquitectura (productos extruidos)-Qumica y marina (placas tubulares para condensadores e intercambiadores de calor)-Mecnica (Productos forjados y recalcados en caliente)Latones -Contenido en Zn 50%-Es un buen aporte econmico para soldadura (principal problema la volatilidad del Zn)-Se le aade del 5 a 6% de Al, 1% de Fe y 15% de manganeso para obtener piezasmoldeadas de elevada resistencia mecnica 75 kg/mm2-Son muy resistentes a la corrosin bajo tensin al agua de mar y soluciones cloradas.Latones al Pb -Facilidad de mecanizadoLatones al hierro-manganeso Latones para soldadura-Hlices de barco, tuberas -Soldadura fuerte

BRONCES:Aleaciones Cu-Sn, con un 32% mximo de Sn. Su diagrama de fase es muy difcilde obtener, dada su inestabilidad. Vara mucho con la velocidad de enfriamiento. Admite eltratamiento trmico de recocido.Aplicaciones: adornos, engranajes, cojinetes, vlvulas, muelles, bronces porosos (filtros),moldes, forja, matrizado, extrusin, etc.Descripcin de las fases:Amplio intervalo de solidificacin- Fase Estructura FCC, es dctil y deformable en frio aunque en menor medida que el Cu-Zn- Fase Estructura BCC- Fase Solucin slida de Sn en Cu red BCC- Fase Compuesto intermetlico Cu3Sn8, es sumamente dura y frgil- Fase Compuesto intermetlico Cu3Sn- Fase Compuesto intermetlico Cu6Sn5-Contenido mximo de Sn en los bronces 32%

Tratamientos: Trmicos: - Recocido (muy lento para contenidos de Sn < 13%)Aplicaciones: - Bronces al cinc se emplea en objetos de arte. - Bronces al P engranajes,vlvulas, correderas y cojinetes. - Bronces al Pb (bolas de cojinetes). - Casquillos y asientos devlvulas (Pb). - Muelles (de uso elctrico se aade silicio). - Moldeados en arena. - Forja ymatrizado. - Extrusin. - Bronces porosos (filtros)AL-CU (Cuproaluminios): El Al y el Cu tienen ambos temperaturas altas de fusin. Elintervalo de solidificacin es muy pequeo. Pueden endurecerse por precipitacin, ya que lasolubilidad de algunas fases disminuye con la temperatura. Admite casi todos los tratamientostrmicos y mecnicos. Es reflectante, conductor trmico y elctrico, etc.-Fase : solucin slida FCF, es plstica y dctil, admite trabajo mecnico en fro.-Fase : solucin slida BCC, es fcilmente deformable en caliente.-Fase 2: esta fase es de carcter no metlico, es duraa, frgil y poco conductora.Caracterist. generales:Elevado punto de fusin de las aleaciones Cu-Al. Estrecho intervalode solidificacin. Variacin de los lmites de solubilidad () y (+) con el decrecimiento de latemp. Transf. eutectoide que se presenta para ciertos contenidos de Al hacia los 565C.

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MADURACIN, ENVEJECIMIENTO, BONIFICACIN: El estado de solucin slida,sobresaturada obtenido en el tratamiento de temple, se caracteriza por ser de mximaplasticidad y presentar una estructura inestable, a partir de la cual tienden a precipitarse losconstituyentes endurecedores. Esta precipitacin puede tener lugar a la temperatura ambiente,despus de transcurrido cierto tiempo, denominndose entonces maduracin natural oenvejecimiento, o bien, por un calentamiento a la temperatura adecuada, denominndose

maduracin artificial. Al tratamiento de temple y precipitacin de los constituyentesendurecedores, en general, se conoce con la denominacin de bonificacin.

El endurecimiento por envejecimiento o precipitacin exige que la solubilidad en estado slidodisminuya con la temperatura.

A: Recocido para

eliminar acritudB: Recocido paraablandar lasaleaciones tratadastrmicamenteC: Tratamiento dedisociacinD: Eliminacin detensionesE:Envejecimiento

Mejorar los efectos del temple, llevando al acero a un estado de mnima fragilidad. Disminuirnsiones internas de transformacin, que se originan en el temple. Modificar las

ractersticas mecnicas en las piezas templadas produciendo los siguientes efectos: -por traccin, el lmite elstico y la dureza. -Aumentar lasmiento por estriccin y las de tenacidad; resiliencia.

las te

caDisminuir la resistencia a la roturacaractersticas de ductilidad; alarga

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T5. VIDRIOS DE SILICATOS:estn basados en la slice (SiO4) al igual que los silicatosen una forma amorfa, es decir, una ordenacin no cristalina de tetraedros.

a red ordenada de ndice de coordinacin 3, dando lugar a unura de reblandecimiento (1200C), gran resistencia y estabilidad,

ica, pero difcil de trabajar debido a su alta viscosidad. Para solucionarloe introducen modificadores de red para disminuir la viscosidad, se trata de xidos

stales

de

cristalinos, peroFigura: La silice pura forma unvidrio con una alta temperatbaja dilatacin trms

metlicos, Na2O y CaO, que aaden iones positivos a la estructura y rompen la red.Vidrio comn = 70% SiO2 700CPyrex = 80% SiO2 800CMICROESTRUCTURAS DE LOS CERMICOS: presentan una microestructurapolicristalina. Cada grano es ms o menos un cristal perfecto, separados de otros crivecinos por los lmites de grano. Muchos cermicos no son completamente densos, es decir,presentan porosidad (20%). Los poros debilitan el material, aunque la concentracintensiones sea pequea, si son redondeados (si tienen forma alargada, que es lo habitual,enfragiliza an ms la pieza). Ms peligrosas son las grietas, ms difciles de ver yocasionadas por fallos ene l proceso por estrs trmico, etc. La presencia de grietas y porosdeterminar la resistencia final del material.Creep en cermicos:como los metales, los cermicos fluyen a temperaturas altas, por tanto la

los metales. Grfico:curva de fluencia es similar a la de En el periodo primero, la deformacin

iendo a un estado estacionario de deformacin, que corresponde aldecrece con el tiempo, tend

periodo secundario, donde: Donde n y A son constantes, y Q es laenerga de activacin de fluencia. Finalmente, en el periodo terciario, la deformacin se aceleray termina rompiendo. El creep es un problema cuando se llega a una temperatura de trabajo deTm/3, siendo Tm el punto de fusin.

cacin.

ELASTMEROS. Procesos de fabri proceso mediante el cual se consigue la reticulacin controlada.

e los elastmeros sea slo de tipo elstico por lotemente pequea como para permitir el alineamiento deslicen. Es una reaccin no reversible, que normalmente

mperatura. En muchos casos, la vulcanizacin se lleva aente entre las cadenas del polmero descomponiendo

VULCANIZACIN: es unTiene como fin procurar que la deformacin dque la reticulacin debe ser lo suficienlas cadenas, pero impidiendo que se dese realiza con la ayuda de presin y tecabo aadiendo azufre, que hace de pulos enlaces dobles insaturados.Vulcanizacin del poliisopreno:el grado de reticulacin (grado de flexibilidad) se controla porla cantidad de azufre que se adiciona.-Grandes deformaciones, sin que se rompan los enlaces primarios de las cadenas (~1,2% de S

enlace covalente entre cadenas contiguas por

oxgeno ambiente (sobre todo por el ozono), dar lugar a un

en peso). El grado de reticulacin ser de uncada 100-200 monmeros.-Conforme aumentamos la reticulacin (~5% de S en peso), el caucho cambia progresivamentede ser un material gomoso, a una sustancia elstica firme como, por ejemplo, en losneumticos para automviles.-Para mayors reticulaciones (30-40% S en peso), el caucho se hace ms duro y frgil (ebonita).Normalmente, y una vez vulcanizado el elastmero, quedarn todava muchos enlaces doblessin saturar que pueden, por elaumento en el grado de reticulacin, lo que reduce la elasticidad del elastmero, provocandoel envejecimiento del mismo.

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POLMEROS TERMOPLSTICOS. Procesos de fabricacin.MOLDEO POR INYECCIN:el mbolo de inyeccin se mueve rpidamente hacia delante yhacia atrs para empujar el plstico ablandado por el calor a travs del espacio existente entre

indro sea grande y el espesor de la capa plstica calentada sea

coidal. El polmero esento, hasta la boca de

pande el material hasta llenar la cavidad. El molde es

las paredes del cilindro y una pieza recalentada y situada en el centro de aqul. Esta piezacentral se emplea, dada la pequea conductividad trmica de los plsticos, de forma que lasuperficie de calefaccin del cil

pequeo. Bajo la adicin combinada de calor y la presin ejercida por el pistn de inyeccin, elpolmero es lo bastante fluido como para llegar al molde fro donde toma forma la pieza encuestin. El polmero llenar el molde fro. El plstico solidifica, el molde se abre y la pieza esretirada.MOLDEO POR EXTRUSIN:se utiliza un transportador de tornillo helitransportado desde la tolva, a travs de la cmara de calentamidescarga, en una corriente continua. A partir de los grnulos slidos, el polmero emerge de lamatriz de extrusin en un estado blando. Como la abertura de la boca de la matriz tiene laforma del producto que se desea obtener, el proceso es continuo. Posteriormente se corta a lamedida adecuada.MOLDEO POR INSUFLASIN DE AIRE:es un proceso usado para hacer formas huecas(botellas, recipientes, etc). Un cilindro hueco de plstico de paredes delgadas es extruido ycortado en el largo que se desea. Luego, el cilindro se coloca en un molde que se cierra sobre

el polmero ablandado y le suprime su parte inferior cortndola. Una corriente de aire o vapores insuflada por el otro extremo, y exenfriado para el fraguado.MOLDEO POR VACO: mediante este proceso se comprime una chapa de resinatermoplstica, ablandada por el calor, contra un molde fro. La chapa toma y conserva la formadel molde. Este mtodo se emplea para revestimientos interiores (puertas heladeras,gabinetes, etc).CALANDRADO:el proceso se emplea para la fabricacin de chapas y pelculas plsticas.Consiste en pasar un polmero convertido en una masa blanda entre una serie de rodillascalentados. A medida que el polmero pasa a travs de los rodillos se forma un productouniforme. El ltimo par de rodillos se ajustan para dar el espesor deseado. El sistema derodillos de enfriamiento da a las chapas o pelculas su estructura molecular permanente.

TERMOESTABLES. Procesos de fabricacin.MOLDEO POR COMPRESIN:el molde consta de dos piezas, el molde superior e inferior,siendo el mvil slo uno de los dos. La resina precalentada se carga dentro del molde inferiorcaliente, que contiene una o ms cavidades. A continuacin, se juntan los moldes presionandola resina contenida entre ambos, fundindose la resina por efecto de la presin aplicada y delcalor, llenando laresina termoestable, y despus se extrae la pieza del molde. El exceso de rebaba de la piezase recorta posteriormente.MOLDEO POR TRANSFERENCIA:combina el moldeo por compresin y por inyeccin. Elmaterial es fundido y mezclado en una cmara caliente auxiliar para luego transferirlo bajopresin a la cmara del molde a travs de un sistema de conectores y entradas dentro

cavidad. Se contina calentando para completar el entrecruzamiento de la

de lasn resulta ms econmico que el decavidades del molde. Aunque el moldeo por compresi

transferencia, a veces es preciso recurrir a ste en piezas de geometra complicada. Las piezas

obtenidas por transferencia tienen menos rebabas, mayor precisin y un curado mshomogneo que en el moldeo por compresin.

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PROPIEDADES MECNICAS POLMEROS: las propiedades mecnicas pueden sufrirna mejora muy importante cuando el peso molecular rebasa un cierto umbral (por debajo deste no son tan tiles). La resistencia mecnica suele ir mejorando, pero ya ms gradualmente,medida que aumentamos el peso molecular. Cuando iniciamos la estriccin, la seccin

ansversal ms pequea hace que la tensin en la zona de estriccin aumente, y sta secelera. Sin embargo, durante un ensayo de traccin, las cadenas de la estructura amorfa se

nderezan y el polmero se hace ms cristalino. Al aparecer la estriccin, las cadenas en ese

uatra

esitio se alinean y ese punto del polmero queda suficientemente resistente como para seguirdeformndose. En consecuencia, la deformacin contina en el resto del polmero y laestriccin crece hasta que sta desaparece. La resistencia mecnica se ve favorecida con elgrado de cristalinidad. En los polmeros amorfos la estriccin no es estable debido a que laalineacin local endurece la regin del cuello, lo que reduce la velocidad de deformacin. Latenacidad del polmero la aportan las zonas amorfas y las fuerzas intermoleculares. Unainfluencia notable la ejercen los enlaces de hidrgeno entre cadenas. La tenacidad del materialse ver disminuida en presencia de las cadenas de grupos qumicos que introducen rigidez enla estructura, como es el caso de los anillos. La gran ventaja de los polmeros es que es posibletodo tipo de comportamientos. (blando y dbil, duro y frgil, blando y tenaz, duro y fuerte, duroy tenaz)

-Viscoelasticidad y viscoplasticidad: la capacidad de una tensin para provocar el deslizamientode cadenas est relacionada con el tiempo y la velocidad de deformacin. Si la tensin seaplica lentamente, las cadenas se deslizan fcilmente una al lado de la otra. Si se aplican conrapidez, no ocurre deslizamiento y el polmero se comporta de manera frgil. A bajastemperaturas o altas velocidades de carga, el polmero se comporta como cualquier otromaterial slido (metales o cermicos). Sin embargo, a altas temperaturas o bajas velocidades,el material se comporta como lquido viscoso (esto ayuda a explicar por qu el polmero sedeforma permanentemente bajo carga y permite formar los plsticos). El efecto de la

temperatura sobre la viscosidad es: 0eQn/RT

Siendo Qn la energa de activacin. Conformese aumenta la temperatura, el polmero es menos viscoso y se deforma con mayor facilidad. Elproceso de fabricacin suele hacerse a partir del polmero fundido, y la viscosidad creceexponencialmente con el peso molecular, por lo que los pesos moleculares elevados requierenmayores esfuerzos y ms altos consumo de energa.-Fluencia: los polmeros amorfos, al tener baja energa de activacin y viscosidad, se deformancon tensiones reducidas. Esta deformacin sigue aumentando con el tiempo a medida que lascadenas se deslizan unas al lado de otras. Este fenmeno se da a temperaturas ambiente,pero se incrementa a altas tensiones y temperaturas (a diferencia de los metales y cermicos,la deformacin no llega a un valor constante).-Mtodos para medir propiedades de un polmero a alta temperatura y a la fluencia:a.-Curva de tensin de rotura: para una tensin aplicada y una temperatura de operacinconocida, se puede determinar el tiempo de servicio antes del fallo.b.-Representacin de datos de fluencia: se mide la deformacin en funcin del tiempo y de latensin aplicada. El efecto del tiempo sobre las curvas de fluencia se puede representar como

(t)=atnAl predeterminar la tensin mxima permisible durante la vida til del polmero es posible

calcular la tensin mxima aplicada y disear el componente.c.-Temperatura de deflexin: ensayo HDT

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CLASIFICACIN MATERIALES COMPUESTOS.CLASIFICACIN SEGN LA FORMA DE LOS CONSTITUYENTES

Aumentan

mite la fuerza a las fibras,

-COMPOSITES FIBROSOS: el refuerzo es una fibra. Ej: epoxi con fibra de vidrio.las propiedades mecnicas (resistencia al esfuerzo, fatiga, rigidez) y la relacin resistencia-peso al introducir fibras fuertes, rgidas y frgiles. La matriz transotorgando al compuesto ductilidad y tenacidad, donde las fibras soportan la mayor parte d la

fuerza aplicada. Influencia de la longitud de la fibra:al aplicar un esfuerzo de traccin, en losextremos de la fibra no hay transmisin de carga desde la matriz, se genera un patrn dedeformacin. Existe una longitud de fibra crtica (lc) para aumentar la resistencia y rigidez del

compuestoc

f

cl

d= donde fes la resitencia a la traccin de la fibra; d es el dimetro de la

fibra y c es el esfuerzo de corte de la matriz (resistencia de la unin fibra-matriz).

externas o caras, de mayor resistencia, y entre ellas una capa de material menos densobaja rigidez y

hapada, aley en el ncleo se pueden usar polmeros espumosos, cauchos sintticos, cementos

ico s externas,

-COMPOSITES PARTICULADOS:el refuerzo son partculas equiaxiales. Ej: caucho reforzadocon negro de humo. El grado de aumento de las prop. de la matriz depende de la fuerza decohesin en la interfase matriz-partcula. En la mayora de los compuestos la fase dispersa esms dura y resistente que la matriz (blanda y dctil). Las partculas tienden a restringir elmovimiento de la matriz. Las prop. mecnica aumentan al incrementar la cantidad d partculas.

-COMPOSITES ESTRUCTURALES: son materiales constituidos por la combinacin demateriales compuestos y materiales homogneos. Material compuesto por dos lminas

(ncleo), de baja resistencia. Las lminas externos pueden estar constituidas pormadera enc aciones de aluminio, plsticos reforzados con fibras, titanio, acero, etc,

inorgn s, madera, papel, etc. Las funciones del ncleo son: separar las cararesistir la deformacin perpendicular al plano de la cara, y dar cierto grado de resistencia a lacizalladura a lo largo de los planos perpendiculares a las caras.CLASIFICACIN SEGN LA NATURALEZA DE LOS CONSTITUYENTES-COMPOSITES DE MATRIZ ORGNICAS (polmeros): presentan baja densidad, posibilidadde obtencin de piezas complicadas, son los ms utilizados en la actualidad. Entre susdesventajas se incluye la poca resistencia frente al fuego.-COMPOSITES DE MATRIZ METLICA (aleaciones de aluminio, titanio y magnesio): mayor duracin, elevada conductividad trmica y elctrica, no absorben humedad, mayorresistencia al desgaste. Su principal desventaja es su alto precio.-COMPOSITES DE MATRIZ MINERAL (cermica): almina, CSi,...: destacan pq resistentemp. elevadas y su principal desventaja su fragilidad y baja resistencia a choques trmicos.CLASIFICACIN SEGN EL TAMAO DE LA FASE DISPERSA-MICROCOMPOSITES O COMPOSITES CONVENCIONALES:el tamao del refuerzo es delorden de la micra (10-6 m). A pesar de las mejores propiedades mecnicas de estoscomposites, tambin presentan problemas: -Dificultad de procesado. No se puedenprocesar para obtener lminas o fibras. Estos problemas son consecuencia de la diferencia detamao entre el refuerzo y los componentes de la matriz (cadenas de polmero en el caso delos composites de matriz orgnica). Esta diferencia da lugar a interacciones dbiles entre la

matriz y la interfase. Para evitar este problema y mejorar las interacciones se ha desarrolladoun nuevo tipo de composite:-NANOCOMPOSITES: el tamao del refuerzo es del orden del nanmetro (10 -9 m = 10-3micras). En este caso, las interacciones matriz-refuerzo se dan a nivel molecular.Prop. mecnicas: aumento de las propiedades mecnicas con una pequea proporcin de

s y por lo tanto sonrefuerzo. Su densidad es menor que la de los composites convencionalemenos dainos con el medio ambiente.Prop. trmicas: mayor estabilidad trmica debido a que las cadenas de polmero estnconfinadas entre las lminas. Aumentos en la HDT hasta 100C. aumentan la inflamabilidad yaq dan lugar a la formacin de una capa carboncea q mejora el comportamiento frente al fuego.Prop. barrera: la incorporacin de nanolminas disminuye la permeabilidad de los materialespq restringe la movilidad de las cadenas polimricas. La disposicin en zig-zag de las lminasde arcilla, suponen un camino tortuoso, lo que se refleja en un considerable incremento de las

propiedades barrera. Utilizacin en envasado y embalaje.Prop. pticas:se consiguen materiales reforzados transparentes ya que las partculas son tanpequeas que no pueden dispersar la luz.

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T6. PROCESOS DE COLADA POR GRAVEDAD:COLADA EN ARENA: Es un proceso rpido, fcilmente automatizable, que proporciona

realizado para cada pieza pues requiere su destruccin

eda colarse el metal. Hacemos girar,

s. A muy largo plazo el modelo debe ser cambiado,nto.

ue se considere rentable la produccin de coquilla deben

buenos acabados as como una buena precisin dimensional, y permite obtener espesoresfino. Podemos encontrarnos procesos con modelos o moldes permanentes. Para el caso demodelo permanente, el molde debe serextraerla. Se emplea en piezas de formas complejas y grandes, y material de alto punto de

fusin, de aleaciones metlicas, que permiten alcanzar por el lquido los puntos ms alejadosslo por la accin de la gravedad.MOLDEADO EN CSCARA:Constituye una variante de la colada con modelo permanente. Elproceso consiste en hacer una cscara delgada de arena aglomerada con resina, alrededor, deun modelo de metal. Despus se separa la cscara del modelo y se le sujeta a otra cscaracoincidente para formar un molde completo, en el cual puy la arena con el aglomerante adhesivo se queda pegada, dando la forma del modelo.Esperamos a que solidifique y despegamodebido al desgaste de este por la accin de la arena y del cemeCOLADA A LA CERA PERDIDA:Compactamos con el modelo de cera y calentamos lo queprovoca que ste se derrita(se procede a su eliminacin). El molde quedar con la forma delmodelo, con lo que se puede hacer una colada para obtener la pieza (se debe romper el moldepara obtenerla). El problema estriba en que tanto el modelo como el molde son desechables.

Adems, tiene un alto grado de imperfecciones y necesita una colocacin estratgica debebederos y respiraderos.COLADA EN COQUILLA: Para qconseguirse series de al menos mil piezas. El coeficiente de cohesin debe ser nulo para evitarque la pieza arranque partes del molde. El acabado superficial es muy bueno, ya que es demetal. Este acabado ser an mejor si el lquido se introduce a presin.COLADA CONTINUA: Para ste se utilizar un horno de cubilete, ya que es continuo.Podramos utilizar otro tipo de horno, pero para que fuese continuo necesitaramos al menosdos hornos.PROCESOS DE COLADA POR PRESION:INYECCIN DE METAL FUNDIDO.De cmara fra: El horno dende se funde el metal y la unidad de inyeccin estn totalmenteseparados.

De cmara caliente: El horno y la unidad de inyeccin forman un nico elemento.Este proceso se utiliza para fabricar piezas con metales de bajo y medio punto de fusin comoel Al, Zn, etc. Pueden obtenerse piezas de forma complicada de manera econmica. Los

te muy caliente, lo que provoca que aumente la temperatura del molde y ste seor tanto se contraer.

moldes son bastantes costosos, por lo que para que el sistema sea rentable, se requierenseries de ms de mil piezas. Para obtener piezas con gran precisin es imprescindible tener encuenta las dilataciones del molde y la contraccin del a pieza. Para conseguir que la pieza seahomognea, debemos refrigerar continuamente el molde.POR FUERZA CENTRFUGA: Se pueden fabricar tubos o piezas cilndricas huecas formadaspor capas de distinto material. El proceso de extraccin de la pieza es muy sencillo, ya que elmetal se vierdilatar. Mientras que la pieza se enfriar y p

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VARIABLES DEL PROCESO QUE DEFINEN SUS CARACTERSTICASICROESTRUCTURA DE LAS PIEZAS DE COLADA: MORFOLOGA DE LOS GRANOS:travs de las micrografas se observa que domina el tipo de grano dendrtico distribuido porda la periferia y con el eje principal de la dendrita con orientacin perpendicular a las curvasotermas de enfriamiento.odos los granos dendrticos son caractersticos de piezas obtenidas por solidificacin de

etales puros.os granos dendrticos muestran sus ejes longitudinales normales a las curvas isotermas queuceden en el enfriamiento del lquido.os ejes longitudinales de las dendritas corresponden a determinadas direccionesristalogrficas de la estructura (orientacin preferente).USTIFICACIN DE LA FORMA DENDRTICA:os embriones de slidos se forman con una direccin preferente especfica normal a lasotermas.

preferente especfica

MAtoisT

mLsLcJLisLa velocidad de crecimiento de los embriones es mayor en la direccinque en las restantes.La forma dendrtica se justifica por la mayor velocidad de crecimiento de los embriones en lasdirecciones preferentes en la estructura cristalina.

1) El subenfriamiento (T) es consecuencia directa de la velocidad de enfriamiento (ve),que es

n

d

d d

d d d df4CURVA DE ENFRIAMIENTO: Fusin:

la variable del proceso (T) =f1(ve)2) La velocidad de nucleacin (v ) est controlada por el grado de subenfriamiento

(T)vn=f2 (T)3) El nmero de dendritas (n ) es consecuencia directa de la nucleacin de embriones

estables (vn)nd=f3(vn)4) La velocidad de enfriamiento (ve) del molde gobierna el tamao de las dendritas (a ,l ) a

travs del numero de dendritas (n )

(a ,l )= n Calentamos hasta la temperatura de fusin,manteniendo sta constante hasta que toda la pieza se funde. Si seguimos calentando, latemperatura seguir aumentando.Enfriamiento: En algn lugar puede una pequea agrupacin de tomos, ncleos homogneos,con la ordenacin cristalina. Su transformacin en cristal provoca inmediatamente un aumentode la temperatura por causa de la liberacin del calor latente correspo e. Con ello se

ene ues una condicin necesaria es que el embrina con el

den ubenfriamiento, T.

term olidificacin, si hay nucleacin homognea, es:

ndientproducir la rotura de la estructura cristalina del embrin que se forma al transformarse esta

rga latente en energa cintica. As pformado se encuentre a temperatura inferior a la de fusin, lo que se cuantific

ominado grado de sPara que termodinmicamente haya solidificacin ha de haber subenfriamiento. La relacin

odinmica de s

Siendo G la energa libre de Gibbs,L el calor latente de fusin, Tel grado de subenfriamiento y TE la temperatua de equilibrio entre las dos fases. Lasvelocidades de nucleacin de embriones amuentan con el grado de subenfriamiento pordisminucin del dimetro crtico estable.- Nucleacin homognea: Generacin espontanea de cristales en el seno del lquido.- Nucleacin heterogenea: Con agentes nucleantes que favorecen su

generacin;ejemplo:paredes del molde, inclusiones, agrietacin, elementos aadidos,etc.- Crecimiento de cristales: Condiciona la forma de los granos, el germe tiendo a crecer

haca el lquido, que es ms inestable.Puede haber un crecimiento celular o plano, aunque es muy raro, lo normal, crecimientodendrtico y grano equiaxial. En el centro hay grano equiaxial, y en la periferia se observa elcrecimiento dendrtico. Las micrografas de la figura se obtuvieron con diferentes porcentajesde afinador de grano de carburo de circonio en masa fundida de Zinc.

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EFECTO

CORING:Ser la diferencia de concentraciones de los componentes en las sucesivas

capas desde el ncleo hac

ia el exterior en un grano monofsico (distintas capas con distintasconcentraciones de constituyentes). El grano ms rico del componente de mayor punto defusin est en el ncleo, y el ms rico del componente de menor punto de fusin, en la corteza.INFLUENCIA DE LA FORMA Y TAMAO DE GRANO SOBRE LAS CARACTERISTICASRESISTENTES.

La forma de grano tiene una influencia decisiva sobre la isotopa, facultad de resistir con losmismos requisitos en cualquier direccin a las solicitaciones externas.a) Una estructura cristalina equiaxial es isotrpica (homognea).b) Una estrucura cristalina dendrtica es anisotrpica (depende de la direccin de la pieza y

las propiedades).Las caractersticas resistentes son mayores en los ejes de las dendritas ,por lo que algunas tcnicas recurren a la solidificacin unidireccional para conseguir lacoincidencia entre la mxima resistencia y las mximas solicitaciones externas.

El tamao de grano tiene una relacin inversa con la carga de rotura, el lmite elstico y la

tenacidad, a travs de la ecuacin de Petch:SEGREGACIN DENDRTICA: A mayor velocidad de enfriamiento, mayor grado desubenfriamiento, mayor velocidad de nucleacin, mayor velocidad de crecimiento de grano yaparece, en los espacios interdendrticos, slido muy rico del metal con menor punto de fusin:%C4=T4L4/C4L4=75% ; %L4=T4C4/C4L4=25%El enfriamiento rpido genera un intervalo mayor de temperatura en el cual el lquido y el slidoestn presentes al mismo tiempo. La ltima solidificacin ocurre a una temperatura mas bajaque la predicha por el diagrama de equilibrio. El ltimo lquido en solidificar tendr una

c fusicon entracin mayor del metal que presenta el menor punto de n. En estado solido se

-

diferenciar su composicin, no su estructura:- Solidificacin bifsica: es mas probable que aparezca grano equiaxial que dendrtico. El

ancho de solidificacin facilita la formacin de granos equiaxiales.Solidificacin eutctica: al contrario que el caso anterior.

CONTRACCIONES-RECHUPES.En los cambios de volumen especfico durante la solidificacin se distinguen tres etapas queson estado lquidos, proceso de solidificacin y estado slido. En el proceso de enfriamiento,en cada una de las etapas se produce una contraccin. El cambio de volumen se puedecompensar si se vierte material adicional en los bebederos y mazarotas del molde, conforme seva perdiendo en el proceso. Hay que asegurarse de que no existen zonas que solidifican eimpiden el paso de metal fundido procedente del alimentador.Rechupes: Se deben parcialmente a la contraccin y a la produccin de gases de metal fundidoal solidificarse. Puede reducirse colando el acero en un molde de extremo grande arriba,provisto de una mazarota caliente, pero no se pueden eliminar por completo.

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T7.CONFORMADO EN CALIENTE: Se realiza por encima de la temperatura decristalizacin, por lo que no se pierde plasticidad. Niveles altos de temperatura posibilitan una

uencia continua, una velocidad constante, por lo que las fuerzas de deformacin sononstantes durante todo el proceso: fluencia sin endurecimiento.ONFORMADO FRO: Se realiza por debajo de la temperatura de recristalizacin, por lo queana acritud, siendo los esfuerzos aplicados crecientes durante el proceso: fluencia con

critud.ROCESOS DE CONFORMADO EN CALIENTE:) Se deben establecer los controles de calidad en todos los puntos del proceso.) Se trata de aproximar al lingote a las medidas requeridas por el proceso especfico.) A las temperaturas requeridas por el proceso en atmsferas que eviten procesos dexidacin.) Segn se estudiar en el tema.) De acuerdo con el tamao de grano y acritud final requeridos.A las medidas comerciales contratadas.

reflcCg

aPabcodef)g) Se empaqueta para evitar deterioros en la manipulacin y transporte.DEFECTOS DEL LINGOTE:1 ) RECHUPES:

2) SOPLADURAS: Son grandes poros producidos por los gases disueltos o por reaccindistinguen varios tipos:

nte desoxidado. El inconveniente del exceso deticas resistentes y de

te, rebajando el contenido de carbono del acero, de acuerdo a la

+ CFe + COLo que incide a disminuir tambin las caractersticas resistentes. La desoxidacin se consigueagregando elementos como Si, Mn o Al, por la reaccin genrica: FeO + MnMnO + Fe-Acero semicalmado: Grado intermedio de desoxidacin.-Acero efervescente: El de menor grado de desoxidacin. Para muchas aplicaciones, comoparticularmente en aceros suaves en el que la calidad de la superficie del producto es msimportante que la del interior, se usa el proceso efervescente.Las sopladuras que se forman deliberadamente en la produccin de lingotes semicalmados oefervescentes ayudan a reducir la extensin del rechupe.3) INCLUSIONES:

interna de productos como el oxgeno, carbono, hidrgeno etc. Se-Acero calmado: El que est prcticameoxgeno es queda oxidando el metal, aportando prdidas de caracterstenacidad. O, alternativamen

siguiente expresin: FeO

Las inclusiones no metlicas surgen principalmente d los productos de la

s

edesoxidacin. Cuando los xidos son insolubles en el acero fundido, y despus desuformacin, emergen a la superficie lentamente. Esto se reduce desoxidando la cara lo mpronto posible, antes de colar, de manera que los xidos tengan mayor oportunidad de flotar a

la superficie.4) COSTRAS: Cuando los lingotes se cuelan por arriba puede salpicarse metal a los lados delmolde, donde solidifica y se oxida rpidamente. El metal que se eleva cubre finalmente estassalpicaduras, que forman costras sobre la superficie del lingote.

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PROCESO DE FORJA :Consiste en la conformacin de piezas mediante la aplicacin defuerzas de compresin unidireccionales por presiones realizadas con prensas hidrulicas, o porla energa descargada en los golpes proporcionados por mquinas de impacto o a martillo.

lasificacinC :piezas acabadas: como bielas o manivelas, la forja permite dotarlas de su forma definitiva. --

piezas de desbaste: como ejes y cigeales. Se le da una forma aproximada a la definitiva,

posteriormente se mecaniza.e puede realizar:anual: Con un yunque y un martillo. Para series pequeas y artesanas. Seartillea la pieza a temperatura de fluencia sobre el yunque.rensas hidrulicas o neumticas: Para grandes series. Pueden realizarse

ases del proceso

-A-A

ySMmP

F :) Calentamiento: Debe hacerse de forma suave para evitar un gradiente de temperatura altontre la periferia y el interior de la pieza. En la forma manual, esta operacin tiene lugar en la

1efragua, y en procesos industriales en hornos especiales.2) Operaciones mecnicas: Su objetivo es producir deformacin plstica.3) Enfriamiento y recocido: Dependen de las cualidades mecnicas finales de laOPERACIONES DE FORJA:

a) Estirado: Una vez caliente, se golpea y va perdiendo espesor y alargndose.

b) Degello: para cortar la barra.c) Recalcado: calentamos y mantenemos presin en la zona deseada.d) Punzonado: para hacer orificios.

con matrices

s:

e) Corte.f) Doblado.

Adems del proceso manual de forja, se detallan los procesos realizadoscerradas y recalcado.a) Matrices cerrada Se utiliza una matriz de impresin cerrada para formar una pieza de

un rebaje suficiente para formar unar del rebaje para la

o fluya por el

significar que el metal fluya con demasiada facilidad y que laspartb) R

metal caliente en la cavidad interna.Para asegurarse el llenado completo de todas las partes dela matriz durante la forja, debe usarse una masa mayor de metal. Esta masa ser expulsada dela cavidad. Por ello, alrededor de la impresin, se les dacavidad para rebaba a la cual puede fluir el exceso de ste.El espesorebaba es importante: si es delgado, el metal puede enfriarse de modo que n

rebaje, y si es grande, puedees ms complicadas de la matriz no se llenen correctamente.ecalcado: Es una variante de la forja en matriz, en la que solo es conformado un extremo

de n una estructura.PRO

la pieza, de gran longitud. Es equiparable al trabajo a pandeo eCESO DE EXTRUSINConsiste en hacer fluir un metal a presin a travs de orificios

prov as determinadas. Dependiendo de la ductilidad del material, puede en frioplo , desde 150C para el Zn a 1200C para acero dulce.

o.

o tiende a permanecer en el

istos de formmo o en caliente

Mover el mbolo proporciona menores rendimientos que mover el cilindro, pero se usa elprimero por ser ms sencilla) Extrusin directa. b) Extrusin inversa. c) Extrusin de tubos. d) Extrusin de perfiles.CINTICA DE LA EXTRUSINEs importante investigar el modo de fluir el metal plstico en el recipiente. Supongamos que unlingote ha sido tratado trmicamente a una temperatura superior a la que se requiere

normalmente para la extrusin correcta de la aleacin. Cuando se coloca en el recipiente, lasuperficie externa se enfra con respecto al ncleo, debido al contacto con las paredes delrecipiente. Por tanto, el centro del lingote es extruido con mayor facilidad que la periferiaexterna, que se ha vuelto relativamente dura y que por este motivrecipiente.Conforme procede la extrusin, la cubierta exterior comienza a fallar en forma de acorden yfinalmente es empujada por el chorro de metal extruido. Se puede eliminar controlando latemperatura y dndole una forma inclinada a la salida para facilitar la evacuacin.

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ESTIMACIN DE LA PRESIN DE CONFORMADOLa presin de laminacin es funcin del coeficiente de rozamiento, la relacin del radio delcilindro con el espesor y la relacin de la reduccin de la seccin.

Para disminuir las presiones de laminacin y mejorar los rendimientos (en definitiva, paraejorar el proceso) se incorporan las siguientes soluciones:) El coeficiente de rozamiento puede rebajarse usando rodillos muy pulidos o elementos

imos la fuerza impulsora del laminado a

2) El cociente r/h obliga a reducir el dimetro del rodillo, pero esto perjudica a la resistencia del

rodillo a flexin, por lo que no se puede garantizar las tolerancias de espesor del laminado.Este inconveniente puede subsanarse con el empleo de rodillos de respaldo.3) Para disminuir h/h, en altas producciones se suele distribuir la reduccin total en variosrodillos en serie.Recristalizacin en el proceso de laminacin.a)Recristalizacin dinmica en el momento de la deformacin.b)Recristalizacin esttica posterior al momento de la deformacin.DEFECTOLOGA DE LOS PRODUCTOS CONFORMADO PLSTICAMENTE

e ladican o provocan la aparicin de

m1engrasantes (lubricacin). El problema es que disminula salida, que a su vez puede eliminarse usando unas tensiones de salida y entrada en labanda de laminacin.

SLos procesos de conformacin plstica presentan menor casustica de defectos qufundicin y ofrecen la ventaja de que los propios procesos indefectos intrnsecos.Sobrecalentamiento: El sobrecalentamiento o mantener el metal caliente durante demasiadotiempo puede provocar oxidacin excesiva de la superficie. Procesos subsecuentes de limpieza

pueden eliminar las escamas de la superficie, dejando depresiones poco profundas en la pieza.Grano grande: Puede presentarse al final del proceso de forjado si la temperatura es alta y semantiene durante largo tiempo. Esto ser menos importante en el caso del acero si al final delproceso sigue un tratamiento de normalizado.Pliegues fros: Se va a encontrar sobretodo en la forja. Son causados generalmente por undiseo incorrecto de la matriz o por una posicin incorrecta de la pieza de trabajo en la cavidad

tc.de la matriz. Se pueden originar por rebabas, eAlineacin de inclusiones: Los procesos de deformacin plstica disminuyen la seccin de las

ccin del esfuerzo, puedemediante un

inclusiones en la direccin de la textura, pero dependiendo de la direproducir desgarro laminar en la direccin de las inclusiones. Se puede evitarcontrol de calidad antes de iniciar el proceso (por ejemplo, el ndice de Fox)Piel de naranja: Es una superficie rugosa manifestada en los procesos de estampacin debidoa un tamao de grano inicial demasiado grande. Para evitar este fenmeno es necesario

controlar el tamao de grano en todo el proceso, evitndose la formacin de granos grandes enel proceso de recocido.Desgarro por embuticin: Se produce por exigirle al metal una deformacin mayor de la que escapaz de soportar. El desgarro se produce en direccin transversal a la embuticin. Paradeterminar las cualidades de un material para embuticin se utiliza la prueba de acopladoErichsen.

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T8. FASES PRINCIPALES DEL CONFORMADO POR SINTERIZACIN

y tiempo del tratamiento mecnico. Puede obtenerse tamao de grano del ordene diez micras.

) Aleacin mecnica (tcnica mecnica) :ste es un proceso de tipo mecnico que emplea unolino de bolas de alta energa. Est destinado a la obtencin de granos polvosde aleacine los componentes elementales.n este caso, al tiempo que se fracturan las partlas metlicas, se forman soldaduras entre losleantes, se rompen y se vuelven a formar, obtenindose al final un polvo de aleacin.) Tcnica Electroltica: sta tcnica se usa para obtener polvos de Cu, Pd, Fe, Zn, Mn y Ag.os parmetros de densidad de corriente y composicin del electrolito se ajustan de maneraue obtenemos en depsito una capa dendrtica y esponjosa sobre el ctodo. Raspamos elepsito y cae el fondo del tanque. El precipitado se retira peridicamente del fondo del tanque.

amiza y se muele el

OBTENCIN DE POLVOSa) Molienda (tcnica mecnica) :Se aplica para materiales frgiles como las cermicas tipoxidos, carburos, nitruros, etc. La reduccin obtenida sobre el tamao del polvo es funcin dela velocidadd

bmdEacLqdSe centrifuga para extraerle el electrolito, se lava, seca en horno, se tmaterial de tamao excesivo.d) Tcnica de reduccin qumica: Se somete un xido metlico a una corriente degas.

e) Tcnica de descomposicin qumica: Algunos metales pueden hacerse combinar conhidrgeno, formando hidruros estables a temperatura ambiente, pero a 350C empieza adescomponerse obtenindose un polvo metlico muy puro.f) Tcnica de atomizacin: Se hace pasar un chorro de metal fundido frente a una corriente deun gas inerte comprimido.ACONDICIONAMIENTO DEL POLVOTiene por objeto facilitar la compactacin y controlar las propiedades del producto. Consiste en:-Control del tamao y forma del polvo por tratamiento mecnico.-Decapado del grano de polvo si hubiera sufrido oxidacin.

geneizacin estadstica de los granos-Homo-Mezcla de componentes y homogenizacin de su distribucin.-Adicin de lubricantes, ligantes y activadores del sinterizado.MEZCLADOLos distintos componentes de la materia prima son dosificados informticamente e introducidosen el mezclador, con el fin de obtener una mezcla homognea de todos sus componentes.

u complejidad y volumen. En esta

entro de la planta. Se inicia el proceso con el llenado del molde conque define la densidad aparente para una presin de

COMPACTADOSe realiza en prensas automticas a temperatura ambiente utilizando utillajes especiales, a unacadencia entre 200 y 1.000 piezas hora dependiendo de soperacin, el polvo metlico adquiere la forma del molde y una resistencia en verde quepermite una manipulacin duna masa Mm rellenando un volumen Vmcompactacin nula. Esta densidad es menor que la intrnseca de la materia prima (por laexistencia de huecos).

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a) La forma de grano (fg).ara tamaos homogneos de partculas, la mxima densidad aparente se consigue con

formas de mayor simetra esfrica, siendo esta independiente del tamao.P

b) El tamao de grano (dg).c) La distribucin estadstica de formas y tamaos (g).Puede aumentarse la densidad aparente aadiendo partculas que rellenen los huecos entrepartculas grandes.

Crecimiento de la densidad del compacto: El control de la densidad en verde se realiza con

Acoplamiento y ordenacin de interpartculas:a) Simetra de las partculas: las partlas con mayor simetra, muestran caras menos angulosasque permiten el deslizamiento entre ell

ubr slizamiento entre partculas como el deslizcuamiento entre

cuando se ha agotado el posibledeslizamiento o el deslizamiento est impedido. El mecanismo de acoplamiento tiene mayorincidencia a presiones bajas, con lo que se reduce el volumen de huecos. El mecanismo deplastificacin tiene mayor incidencia a presiones elevadas, disminuyendo tambin el volumende huecos segn aumenta s presiones.

la presin Pc, cuando se inician los mecanismos de acoplamiento entre partculas y dedeformacin plstica que tienden a reducir el volumen de huecos Vh que quedaron presentestras el proceso de llenado.

as.b) L icacin: facilitan tanto el departlas y molde ya que se reduce el coeficiente de rozamiento.Deformaciones localizadas: Para cada una de las uniones intergranos, las deformacioneslocalizadas suceden

laRelacin entre el volumen de huecos Vh y la presin de compactacin Pc:

Relacin entre la densidad en verde y la presin:Densidad en verde en funcin de la altura: Hasta ahora hemos considerado que las presionesse transmiten con la misma intensidad en toda la masa de partculas, como si se tratase de unlquido ideal, pero ya sabemos que existen rozamientos entre las partculas y entre stas y lasparedes del molde.La presin puntual efectiva, Pe, decrece exponencialmente con la profundidad h del puntoconsiderado y el coeficiente de rozamiento y crece con el dimetro de compacto y forma

compleja de la matriz:Modelizacin de la resistencia en verde: El aumento de presin causa deformaciones locales

en laldaduras:

a) No existen capas contaminantes en el contacto.b) Se incrementan las superfic contacto a consecuencia de:

Calor puntual del trabajo de plastificacin.

en los granos de polvo, haciendo que aumente la superficie de contacto y rompcontinuidad de la capa de lubricante. Todo esto permite la realizacin de so

ies de-

-Continuidad cristalina entre los diversosgranos.-Las altas presiones efectivas.La tensin resistente a compresin en verde, v, es funcin de la superficie de contacto, Sr,entre partculas, si tenemos en cuenta la superficie de la pieza Sa y el esfuerzo cortante:

Suponiendo que la sup c erficie de conta to normalizada Srn es funcin lineal de la presin S =rn

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CivP

c

Las tensiones cortantes estn relacionadas con las tensiones de fluencia, Y, de la manera

Nos queda como tensin resistente en verdeSiendo Cv indicador de las condiciones de contacto en la pieza. La resistencia en verde es

contremos en la pieza ya que las presiones efectivas varan con

unos coeficientes K mayores, es decir, alcanzan altas densidades del compacto con menorespresiones.

a velocidad de compactacin est controlada por el factor 1/Y, que es indicador de la

ncia de la temperatura de compactacin:Si realizamos el proceso de compactacin a

T

El coeficiente KT que deriva del lmite de fluencia YT a la temperatura de compactacin TC

funcin del punto donde nos enla profundidad.Influencia de las caractersticas resistentes de las partculas: El coeficiente K estrelacionado inversamente con el lmite de fluencia de manera que materiales blandos muestran

Lcaracterstica de plasticidad del material.Influetemperatura superior a la ambiente, ganamos en plasticidad. Si conocemos el lmite defluencia, Y en funcin del incremento de temperatura:

est dado por:

Nos permite reducir las presiones de compactacin para la misma densidad esperada.

s y sufren ligeras alteraciones dimensionales. Consiste en someter la pieza

si lo hubiera.

SINTERIZADO: Las piezas compactadas se someten a un tratamiento trmico, en hornos deatmsfera controlada, consiguiendo una cristalizacin en estado slido denominadasinterizacin. Durante este proceso de sinterizacin, las piezas compactadas adquieren suspropiedades fsicaen verde a un tratamiento isotrmico durante un tiempo ts y una temperatura Ts menor que latemperatura de fusin o cambio alotrpicoEl horno debe permitir un excelente control sobre la temperatura, el tiempo de proceso y laatmsfera interior permitiendo el uso de gases (Ar, He, N2, CO, NH3, etc), pudiendoproporcionar adems un tratamiento termoqumico.

Las caractersticas dependen de p Densidad e

vn verde. T

s Temperatura de sinterizado. t

s Tiempo de sinterizacin. At

c

Atmsfera controlada.c) y elInfluencia del tiempo de sinterizado: Relacin entre la resistencia a la compresin (-

tiempo de sinterizado (ts). La influencia de ts sobre la resistencia del compacto est motivadapor la forma y tamao de los poros. stos tienden a formar esferas a la vez que aumentan lasuniones entre granos.Influencia de la densidad en verde sobre la compactacin: Se muestra el modelo conjuntode resistencia de compacto en funcin del tiempo de sinterizacin y la densidad en verde:

La densidad en verde tiene influencia directa en el valor de la resistencia mxima, asntota dela funcin exponencial y en el crecimiento de la resistencia en el proceso de sinterizacin.

Causas de la evolucin de la resistencia con las variables de sinterizado:ncho 2a.a) La forma del poro indicado por el ab) La seccin de unin entre granos, g.c) El radio del fondo de la entalla del poro, rf.Con el aumento del tiempo de sinterizado aumenta la resistencia debido al aumento de seccinde la unin entre granos. La mxima resistencia se alcanza cuando los granos son

esfricos

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Datos para la seleccin de la matriz: Entre el polvo y la matriz debe minimizarse el rozamientoiento de la fuerza aplicada y la mayor transmisin de

diendo del tipo de polvo:

c) Gran capacidad de absorcin de lubricante: debe ser poroso.

d) Baja rugosidad: pero tenemos unas bolas pegadas a otras. Si se quiere que la pieza tengaun buen acabado superficial, habr que drselo.CALIBRADOCuando las exigencias dimensionales y de acabado superficial son elevadas, las piezassinterizadas se someten a la operacin de calibrado, consistente en una deformacin plstica aaltas presiones. El calibrado se realiza con utillajes de alta precisin que confieren a la pieza unacabado superficial superior al de las superficies rectificadas y unas tolerancias dimensionales

n del campo de milmetros a las micras, dependiendo de la resistencia, dureza y

mentarse con la

ir y proteger a las piezas

camente a todas las operaciones clsicas de

a fin de conseguir el mayor aprovechampresin a todas las capas del compacto. Depena) No deben tener la misma estructura cristalina: para evitar que se peguen.b) Alto mdulo de elasticidad: debemos estar lejos del punto lmite.

que varacomplejidad geomtrica de la pieza. El proceso de sinterizado produce una contraccindimensional en la muestra, en funcin del tiempo, al favorecer la unin entre los granos y portanto la disminucin del tamao del poro.IMPREGNACIN EN ACEITE

e cumpliEn funcin de las exigencias de la pieza, el proceso pued

enimpregnacin en aceite (casquillos autolubricados) o para prevcontra la oxidacin.TRATAMIENTOS TRMICOS SUPERFICIALES

terizadas pueden someterse prctiLas piezas sintratamiento, tanto trmicos como superficiales. En caso de acabados superficiales por elproceso de galvanotecnia, se deben sellar los poros con anterioridad.Tratamientos termoqumicos:-Carbonitruracin, -Temple, -Revenido, -Recocido en atmosferagaseosa,Oxidacin en vapor de agua. -Etc

189459_PREGUNTAS EXÁMENES

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