Ing. Beliana de Cabello

Sus electrones más externos en un

átomo neutro son cedidos fácilmente.

› Conductividad eléctrica

› Conductividad Térmica

› Brillo

› Maleabilidad

Blandos

Propensos a la corrosión

La mayor parte de los materiales

metálicos comúnmente usados son

mezclas de dos o más metales

elementales.

Mezcla sólida homogénea de

dos o más metales, o de uno o

más metales con elementos no

metálicos, obtenida a

temperaturas superiores a su

punto de fusión.

Las aleaciones

ferrosas son las

sustancias que tienen

al hierro como su

principal metal y han

sufrido un proceso

metalúrgico.

Incluyen:

•Aceros al carbono

•Aceros aleados

•Aceros de herramientas

•Aceros inoxidables

•Hierros fundidos

El acero es la aleación de hierro y

carbono donde el carbono no supera el

2,1% en peso de la composición de la

aleación, alcanzando normalmente

porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%

El diagrama Hierro Carbono es una

gráfica que representa las fases y

estados en las que se encuentran dichas

aleaciones para una temperatura y

composición dadas.

Es importante su estudio debido a los

importantes cambios en las propiedades

mecánicas que pueden producirse por

las transformaciones del estado sólido.

Líquido

Sólido

Punto de

Fusión del

Hierro puro

1538ºC

1. Líquido

2. Líquido + Fase

3. Líquido + Fase

4. Fase

5. Fase + Fase

6. Fase

7. Fase + Fe3C

8. Fase α + Fase

9. Fase α

10.Fase α + Fe3C

Es una solución sólida intersticial de carbono en la red cristalina del hierro BCC.

En esta fase el Carbono alcanza su máxima solubilidad de un 0.025% a 723ºC.

Su solubilidad a la temperatura ambiente es tan pequeña que no llega a disolver ni un 0.008% de C. Es por esto que prácticamente se considera la ferrita como hierro alfa puro

Se caracteriza por una baja resistencia mecánica.

Tiene una dureza de 95 Vickers

Tiene una resistencia a la rotura de 28

Kg/mm2, llegando a un alargamiento

del 35 al 40%.

Presenta propiedades magnéticas

Este es el constituyente más denso de los

aceros, también conocida como Hierro

Gamma ( ), es una solución sólida

intersticial de carbono en la red

cristalina del hierro FCC.

Presenta mucha mayor solubilidad sólida

para el carbono que la Ferrita

La máxima solubilidad es del 2% a

1100ºC y disminuye a 0.8 a 723ºC

Tiene una dureza de 305 Vickers

Tiene una resistencia de 100 Kg/mm2 y

un alargamiento de un 30 %.

No presenta propiedades magnéticas.

Es una solución sólida intersticial de

carbono en la red cristalina del hierro

con celda BCC.

La máxima solubilidad sólida es de 0.1%

a 1450ºC. esta fase sólo está presente a

altas temperaturas y no se encuentra

presente en los aceros a temperatura

ambiente por lo que tiene poca

importancia a nivel industrial.

Es carburo de hierro y por tanto su

composición es de 6.67% de C y 93.33%

de Fe en peso.

Cristaliza formando un paralelepípedo

ortorrómbico de gran tamaño.

Es el constituyente más duro y frágil de

los aceros, alcanzando una dureza de

960 Vickers.

Es magnética hasta los

210ºC, temperatura a partir de la cual

pierde sus propiedades magnéticas

No se considera una fase estable

Tiene una dureza de aproximadamente

200 Vickers

Tiene una resistencia a la rotura de 80

Kg/mm2 y un alargamiento del 15%.

Cada grano de perlita está formado por

láminas o placas alternadas de ferrita y

cementita.

Peritéctica

Eutéctica

Eutectoide

Esta reacción

ocurre al 0.18%

de Carbono a

1450ºC

LíquidoLíquidoLíquido

Esta reacción

ocurre al 4% de

Carbono a

1100ºC

CFeLíquido 3

Esta reacción

ocurre al 0.8% de

Carbono a 723ºC

CFeLíquido 3

+ Fe3C

Recocido

Templado

Revenido

Normalizado

Consiste básicamente en un

calentamiento hasta una temperatura

que permite obtener plenamente la fase

estable (Austenitización) seguido de un

enfriamiento tan lento como para que

se desarrollen todas las reacciones

completas.

Con este tratamiento se logra:

Aumentar la elasticidad

Disminuir la dureza facilitando el

mecanizado de las piezas

Eliminar la acritud que produce el

trabajo en frío.

Eliminar las tensiones internas.

Es un tratamiento térmico al que se

somete al acero, concretamente a

piezas o masas metálicas ya

conformadas en el mecanizado, para

aumentar su dureza, resistencia a

esfuerzos y tenacidad.

El proceso se lleva a cabo calentando

el acero en el cual la Ferrita se

convierte en Austenita, después la

masa metálica es enfriada

rápidamente. Se pretende la

obtención de una estructura

totalmente Martensítica. Después del

temple siempre se suele hacer un

revenido.

Martensita es una

solución sólida

sobresaturada de

carbono en Ferrita. Se

obtiene por

enfriamiento rápido

de la Austenita en los

aceros. Se presenta

en forma de agujas y

cristaliza en el Sistema

Tetragonal

Es un tratamiento térmico que sigue al

de templado del acero. Tiene como fin

reducir las tensiones internas de la pieza

originadas por el temple o por

deformación en frío.

Mejora las características mecánicas:

Reduciendo la fragilidad

Disminuyendo ligeramente la dureza.

Tiene por objeto dejar un material en

estado normal, es decir, ausencia de

tensiones internas y con una distribución

uniforme del carbono. Se afina el grano

disminuyendo su tamaño medio y

consiguiendo al mismo tiempo mayor

uniformidad en ese tamaño. Se suele

emplear como tratamiento previo al

temple y al revenido

La corrosión de los metales, y en particular

el hierro, es un proceso electroquímico

debido a que sobre la pieza del metal que

se corroe existen zonas anódicas y

catódicas, en el cual el hierro se oxida con

el oxígeno del aire en presencia de

humedad, para dar un producto que

carece de las propiedades estructurales del

hierro metálico, como lo es el óxido de

hierro(III) hidratado (Fe2O3. x H2O) de color

café rojizo que se llama en lo cotidiano

herrumbre.

Es un acero que contiene el cromo, u

otros metales, que poseen gran afinidad

por el oxígeno y reaccionan con él

formando una capa

pasivadora, evitando así la corrosión del

hierro.

Contiene, por definición, un mínimo de

10,5% de cromo.

El acero inoxidable es un material sólido

y no un revestimiento especial aplicado

al acero común para darle

características “inoxidables”

Las aleaciones no férreas tienen grandes

diferencias entre sí:

Temperaturas de fusión.

Resistencias mecánicas.

Densidades

Peso

Costo

El aluminio es el segundo metal más abundante sobre la tierra Las aleaciones de aluminio se conocen por su baja densidad (2.7 g/cm3) que corresponde a una tecera parte de la densidad del acero aproximadamente y que es un factor clave de la popularidad de los materiales no metálicos.

Resistencia a la corrosión

Conductividad eléctrica

Conductividad térmica

Comportamiento no magnético

Fácil fabricación

Fácil reciclado

Apariencia

Costo

Falla por fatiga incluso en bajos

esfuerzos.

Temperatura de fusión relativamente

baja.

Baja dureza lo que lleva a una mala

resistencia al desgaste.

Fe Incrementa la resistencia mecánica

Si Combinado con Mg, mayor resistencia mecánica

CuIncrementa la resistencia mecánica

Reduce la corrosión

M

nIncrementa la resistencia mecánica

Cambia calidad de embuticiónM

g Alta resistencia tras conformado en frío

Cr Mayor resistencia combinado con Cu, Mn, Mg

Ti Incrementa la resistencia

Cu Reduce la resistencia a la corrosión

Aleaciones

Principales elementos

Aplicaciones

99% Aluminio Hoja, chapas para litografía.

Cobre Industria aeronáutica.

Manganeso Latas, radiadores de edificios.

Silicio Intercambiadores de calor e ingeniería.

Magnesio Latas, automóviles,construcción,

transporte.

Magnesio y Silicio Automóviles, construcción, transporte.

Zinc Industria aeronáutica, radiadores.

Otros elementos Hoja (Fe)

Industria aeronáutica (Li).

Desde el punto de vista físico, el cobre

puro posee muy bajo límite elástico y

una dureza escasa.

El cobre no aleado se usa en

abundancia por su:

› Conductividad eléctrica,

› Resistencia a la corrosión,

› Buen procesado

› Costo relativamente bajo.

› El cobre unido en aleación con otros elementos adquiere características

mecánicas muy superiores.

› Existe una amplia variedad de aleaciones

de cobre, de cuyas composiciones

dependen las características técnicas que

se obtienen, por lo que se utilizan en multitud

de objetos con aplicaciones técnicas muy

diversas.

También conocido como cuzin, es una

aleación de cobre, zinc (Zn) y, en menor

proporción, otros metales.

El latón es más duro que el cobre, pero

fácil de mecanizar, grabar y fundir

Es resistente a la oxidación, a las

condiciones salinas

Es dúctil, por lo que puede laminarse en

planchas finas.

Su maleabilidad varía según la

composición y la temperatura.

Son aleaciones en cuya composición

predominan el cobre y el estaño (Sn) y

son conocidas desde la antigüedad

Es de mejor calidad que el latón, pero más difícil de mecanizar y más caro.

El bronce se emplea especialmente en aleaciones conductoras del calor

Algunas aleaciones de bronce se usan en uniones deslizantes

Se usa en aplicaciones donde se requiere alta resistencia a la corrosión

En algunas aplicaciones eléctricas es utilizado en resortes.

También llamada plata alemana es una

aleación de cobre, níquel (Ni) y zinc

(Zn). en una proporción de 50-70% de

cobre, 13-25% de níquel, y del 13-25% de

zinc.

Sus propiedades varían en función de la proporción de los elementos en su composición

Si se les añaden pequeñas cantidades de aluminio o hierro, constituyen aleaciones que se caracterizan por su resistencia a la corrosión marina.

Se consigue una buena resistencia a la corrosión

Buenas cualidades mecánicas.

Son aleaciones relativamente nuevas que

poseen una extraordinaria combinación de

propiedades. El metal puro tiene una

relativamente baja densidad (4.5 g/cc) y

alto punto de fusión (1668ºC) y alto modulo

elástico. Las aleaciones de titanio son

extremadamente fuertes y altamente

dúctiles y fácilmente forjadas y

maquinadas.

La principal limitación del titanio es su

reactividad química con otros materiales a

elevadas temperaturas, Esto hace

necesario el desarrollo de técnicas no

convencionales de refinado, fusión y

colado. Consecuentemente las aleaciones

de titanio son muy costosas.

Entre sus propiedades destacan:

A temperatura ambiente la

resistencia a la corrosión del titanio es

inusualmente alta.

Son virtualmente inmunes al ambiente

marino, y una amplia variedad de

ambientes industriales..

Buenas propiedades a altas

temperaturas

Excelentes propiedades mecánicas