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UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRINFACULTAD DE INGENIERIAESCUELA DE FORMACIN PROFESIONAL DE INGENIERA METALRGICA

ASIGNATURA: C O N F O R M A D O D E M E T A L E S

DOCENTE: Mg Ing. Uldarico USURIAGA LPEZ

Cerro de Pasco, Agosto

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1Debido a que los metales deben ser conformados en la zona de comportamiento plstico es necesario superar el lmite de fluencia para que la deformacin sea permanente. Por lo cual, el material es sometido a esfuerzos superiores a sus lmites elsticos, estos lmites se elevan consumiendo as la ductilidad. INTRODUCCIONOBJETIVOSLos objetivos que persigue la correcta realizacin de esta prctica son: Conocer algunos procesos de conformacin de metales (troquelado, doblado, embutido, laminado y extrusin), determinando sus generalidades, variablesinvolucradas y aplicaciones de cada proceso estudiado. Practicar el manejo adecuado de cada una de las partes de la prensa hidrulica. Conocer los dispositivos utilizados en los procesos: troquel, matrices y Punzones, etc. METALES

4Propiedades fsicasDureza resistencia a ser rayadosResistencia longitudinalResistencia a la rotura

Elasticidad capacidad de volver a su forma original

Maleabilidad posibilidad de cambiar de forma por el martillo

Propiedades fsicas Resistencia a la fatiga capacidad de soportar una fuerza continua

Ductibilidad deformacin sin roturas

MetalurgiaCiencia que incluye su extraccin a partir de los minerales Metlicos y el estudio de sus propiedades

Mecnicas

Qumicas

ElctricasExtraccin del mineral del hierroExplotacin del coqueAlto hornoEscoriaAireTransportePreparacin del mineralExplotacin de la piedra calizaArrabio

HISTORIA DEL USO DEL HIERROEn el segundo y tercer milenio antes de Cristo, comienzan a apareces objetos de hierro con mayor frecuenciaLa edad de hierro es el estudio de la etapa en el desarrollo de una civilizacin, en la que se descubre y populariza el uso el hierro como material para fabricar armas y herramientas.La Siderurgia(del griegosderos, "hierro") es la tcnica del tratamiento delmineraldehierropara obtener diferentes tipos de ste o de sus aleaciones. xidosHidrxidos

Carbonatos

El hierro se encuentra presente en la naturaleza en diferentes formas Hematita MagnetitaLimonita SideritaEstos minerales se encuentran combinados en rocas, las cuales contienen elementos indeseados denominados gangas.

ImantacinSeparacin por densidadConsiste en hacer pasar las rocas por un cilindro imantado de modo que aquellas que contengan mineral de hierro se adhieran al cilindro y caigan separadas de las otras rocas, que precipitan en un sector aparte. Se sumergen todas las rocas en agua, la cual tiene una densidad intermedia entre la ganga y el mineral de hierro. MINAS DE EXTRACCION HIERRO

Las reservas de Brasil arrojan un 53% en porcentaje promedio de hierro. A pesar de esto las minas producen mineral con ms de un 65% de pureza. Est constituido el mineral prcticamente de hematita, principalmente en Carajs, con un porcentaje que vara entre 60 y 68% de hierro hemattico, en Minas Gerais con porcentajes de variacin entre 50 y 60% de hierro. Las principales reservas son estimadas en 50 billones de toneladas y se encuentran especficamente en este estado y en el de ParBRAZIL

Pequeo productor de mineral de hierro a pesar de contar con grandes recursos. Los principales depsitos se ubican en el Cerro El Mutn al sudeste de este pas. Importante cantidad de ste se exporta a Argentina. El mineral en forma de finos de snter posee entre un 63 y 66% de Ley de Fe y es enviado a Paraguay pasando antes por puertos de Brasil. Este mineral consiste en hematita.BOLIVIAEsta mina est ubicada al interior del Valle del Huasco en la III Regin y reemplaz a la Mina EL Algarrobo, que est prxima a cerrar por agotamiento del mineral.Los Colorados tiene reservas por 245 millones de toneladas mtricas, con una ley media de 48% de fierro.La propiedad de este yacimiento se comparte en un 50% con Mitsubishi Corporation.

MINA LOS COLORADOSUbicada en la IV Regin, produce finos, granzas y pellets feed, tanto para el mercado nacional como para la exportacin.Sus reservas medidas alcanzan a 38,9 millones de toneladas con una ley media de 48% de fierro y una ley de corte de 30% de fierro.

MINA EL ROMERALUbicada en la III Regin, abastece de preconcentrados de hierro a la Planta de Pellets de Huasco. Esta mina est en sus ltimos aos de operacin, debido al agotamiento del mineral.Sus reservas medidas alcanzan a 2,6 millones de toneladas, con una ley media de 47,6% de fierro y una ley de corte de 26,0% de fierro magntico.

MINA EL ALGARROBO

Los principales yacimientos se encuentran cerca de Paz del Ro en Boyac a 220 km al noroeste de Bogot. El mineral es del tipo de mina asociado con sedimentos con un porcentaje promedio de 44% de Fe, 11% de Slice y 1% de fsforo. Sus reservas fueron estimadas en 73 Mt el ao 1990. Su produccin bordea las 600.000 toneladas.COLOMBIA

La produccin de mineral de hierro, plets y granzas de Mxico es para consumo domstico exclusivamente. La produccin de plets se da en Monclava de propiedad de AHMSA, Pea Colorada, Alzada y Lzaro Crdenas de Villacero,. La empresa minera ms grande de Mxico es GAN (Grupo Acerero del Norte), que adquiri los derechos de AHMSA para la explotacin de sus operaciones en 1991. Estos incluyen las minas de La Perla y Hrcules, ambas conectadas a travs de tuberas que llegan a las plantas de snter y de plets de AHMSA en Monclava. MXICO

El hierro es una sustancia relativamente abundante en este pas; sin embargo, sus depsitos no fueron explotados en la poca incaica, ni durante la Colonia. La explotacin de hierro en el Per se inicia en 1953 con los trabajos emprendidos en el depsito Marcona. A la fecha es la nica mina de hierro en produccin, con un promedio anual, del orden de 10 millones de toneladas mtricas.

PERU

En Venezuela el mineral de hierro es extrado de las minas y comercializado exclusivamente por la Corporacin Venezolana de Guayana (CVG) y Ferrominera del Orinoco (FMO), las minas se encuentran en la regin de Guayana. Las reservas de mineral de hierro que poseen CVG y FMO estn estimadas en alrededor de 1,7 billones de toneladas de reservas comprobadas y 13 billones de reservas totales que incluyen los estimados de los depsitos probables y posibles. Venezuela puede suplir la demanda futura de metlicos por ms de un siglo, basndose en la demanda actual y en las reservas comprobadas.

VENEZUELAESTAN FORMADOS DE HEMATITA DE ALTO GRADO Y QUE CONTIENE DEL 30 AL 65 % DE HIERRO.

DEPOSITOS DEL LAGO SUPERIOR DE AMERICAOTRAS MINASDEPOSITOS DE LA U.R.S.S.DEPOSITOS DE LA COSTA ORIENTAL DE GRAN BRETAADEPOSITOS LORONESESDEPOSITOS DE TIERRA DE SOL DE MEDIA NOCHELOS DEPOSITOS EN LA CUENCA DEL AMAZONAS

Para la produccin de hierro son necesarios cuatro elementos fundamentales:

Mineral de hierro Coque

Piedra caliza Aire

PREPARACIN Y ENRIQUECIMIENTO DEL MINERALTrituracin

Clasificacin

Calcinacin

Lavado

Separacin electromagntica

Tostacin

Intemperizacin

SinterizacinCOMBUSTIBLECOQUECOMBUSTIBLE VEGETAL-Alto poder calorfico 7000 a 8000 Kcal/kg

-Porosidad

-Resistencia

-Bajo costo

-Considerable desgaste-Poder calorfico 6500 a 8000 Kcal/kg

-Ausencia de azufre

-Bajo porcentaje de ceniza

-Alto costo

-Baja resistencia

ALTO HORNO

C + 02= CO2 + 97 650 cal.CO2+ C = 2CO 37 710 cal.3Fe2O3 +CO= 2Fe3O4 + CO2 + 8870 cal.2Fe3O4 + 2CO =6FeO+ 2CO2- 9980 cal6FeO+ 6CO = 6Fe +6CO2+ 19500 cal.* FeO +C = Fe + CO -34 460 cal.3Fe + 2CO = Fe3C+ C02DISTRIBUCIN GENERAL DE UN ALTO HORNO Y PLANTA AUXILIAR

Composicin final de arrabioHierro

10 %

3-4 % CarbnCarbonoSilicioMagnesioFosforoAzufre*Aumenta cantidad de grafito*Aumenta el silicio y manganeso*Aumenta la tenacidadHierro gris, cristal grandeHierro gris, cristal medioHierro gris finoHierro blanco*Aumenta el azufre*Aumenta la cantidad*Aumenta la fragilidad

PRODUCTOS DE ALTO HORNOSe utilizan para moldear objetos y piezas en los talleres de fundicin 1.25-4.25%Mn0.5-1.3% P0.3% SObtencin del acero. Ferroaleaciones; hierros fundidos con alto contenido de silicio manganeso.Se utilizan como adiciones especiales para producir acero y piezas de hierro fundidoSe utilizan en produccin de ladrillos, bloques y hormign; material de asilamiento trmico, balasto para vas de ferrocarril o se reviste de asfalto para carreterasSe utiliza como combustible en los recuperadores, calderas de vapor y otras instalaciones de produccin. Fundicin grisArrabioFundicin especialEscoriaGasEL ACERO

Qu es el Acero?

Qu es el Arrabio y como se obtiene?

Obtencin del Acero

Mtodo Bessemer

Mtodo Martin-Siemens

Horno Elctrico

ASPECTOS GENERALES DEL ACERO

Propiedades del acero:

Estructura cristalina compacta y homognea: Material estructural ms cercano a la isotropa. Densidad muy alta: 8t/m3 Resistencia muy alta tanto a la traccin como compresin. Alto ratio resistencia / peso. Material dctil. Material frgil.Conductividad trmica muy elevada.Impurezas presentes en el acero:

Azufre: forma con el hierro sulfuro, da lugar a un eutctico. Se controla la presencia de sulfuro mediante el agregado de manganeso.

Fsforo: Disminuye la ductilidad. Forma un eutctico frgil con bajo punto de fusin y transmite al acero su fragilidad.

Oxgeno: el contenido de oxigeno es mayor en el acero en estado liquido que en estado slido. Para evitar burbujas de gas atrapadas en el metal, el oxigeno debe eliminarse.

2. Principales Productos del AceroBARRAS

Barras para hormignBarras para moliendaAlambrnPLANOS

Planchas gruesasRollos y planchas laminadas en calienteRollos y planchas laminadas en froTUBULARES

Tubos soldados por arco sumergidoLOS ACEROS AL CARBONO

El carbono aumenta la dureza y la resistencia del acero.

La composicin qumica, Fe y C (principales), Mg y Si (necesarios) y S, P, O e H (impurezas).

Mquinas, carroceras de automvil, cascos de buquesAcero al CarbonoLOS ACEROS INOXIDABLES

Jeringa de alta presin de Acero InoxidableAceros que no son aceros al carbono o convencionales.

Adems de Fe y C poseen altos contenidos en Cr y Ni.

Pueden contener otros metales tales como Mo, Ti, Mn, Cu en pequeas proporciones.

Fe Cr (10-20%) Ni (8-10%) C es el ms bsico.ACERO INOXIDABLESe producen por acera elctrica a partir de chatarra de acero inoxidable.

Siderurgia no Integral

Adems de las cargas habituales se introduce Cr como ferrocromo y Ni mecnico.

Se realizan los procesos habituales de fusin, conversin, desulfuracin, ajuste de composicin, afino y colada continua.Cmo se Producen?Provenientes del CrProvoca un efecto anticorrosivo en condiciones ambientales

Crea un capa protectora con cierta debilidad

Provenientes del NiProtege la capa pasivante, es decir, la accin anticorrosiva del Cr

Mejora sus propiedades mecnicas Es importante aclarar que los aceros denominados inoxidables no se oxidan en condiciones atmosfricas pero si pueden hacerlo en otras condiciones de temperatura y presin.

Propiedades de los Aceros InoxidablesAustenticosLos ms empleados:16-26% de Cr y un mnimo de 7% de Ni. No magnticos, elevada ductilidad y soldabilidad. Aadiendo Mo se aumenta la resistencia qumica.Ferrticos12-17% de Cr. Resistencia a la corrosin aceptable, magnticos.MartensticosCon un 11-13% de Cr. Presentan alta dureza y tenacidad.DuplexAceros austeno-ferrticos: 17-30% de Cr, 6-12% de Ni y 2-5% de Mo. Mejores propiedades mecnicas y anticorrosivas.Clasificacin de los Aceros InoxidablesAPLICACIN DE LOS ACEROS

Acero Cortex El uso intensivo que tiene, y ha tenido, el acero para la construccin de estructuras metlicas ha conocido grandes xitos, como la Torre Eiffel, construida en Pars en 1889, que es hoy da uno de los monumentos ms visitados del mundo.

Alambres y Cordones de Acero Los alambres y cordones de acero de alta resistencia son utilizados en construccin con el objetivo principal de incrementar la resistencia a traccin de las estructuras de hormign y crear unos estados de tensin y deformacin adecuados

Barras para HormignSe usan en la confeccin de armaduras de cualquier elemento de hormign armado.Las corrugas o resaltes permiten una alta adherencia al cemento o al hormign. Entre sus aplicaciones tenemos: columnas, vigas, losas, tanques de agua, viviendas, edificios, puentes, etc.

Barras para Molienda Uso como medio de molienda en la minera. Las barras para molienda de minerales poseen propiedades de elevada resistencia a la abrasin (dureza), elevada tenacidad y desgaste uniforme.

Laminados en CalienteSe usa en la fabricacin de tubos y perfiles para construccin estructural, caeras y tubos soldados para la conduccin de fluidos, cilindros, etc.

Laminados en FroEste material es usado en muebles metlicos, cocinas, refrigeradoras, tubos, partes externas de vehculos y en general donde se requiera un buen acabado superficial.

Aluminio y Aleaciones: Piezas para aviones, cuerpos de vlvulas, cabezas de cilindros, cajas de cambio de automviles, zapatas de freno, etc.2. Cobre y Aleaciones: Se emplea en conductos y maquinaria elctrica.3. Aleaciones de Magnesio: Maquinaria porttil, herramientas neumticas, mquinas de escribir y coser, etc.4. Aleaciones de Zinc: Piezas para la industria automotriz, accesorios para edificios, piezas de mquinas para oficina y juguetes.AleacionesLa corona de acero inoxidable ha probado ser un medio eficaz y prctico para restaurar los dientes demasiado degradados .

Curva de esfuerza - deformacin

PROCESO DE TRABAJO EN CALIENTE