Clasificacion y generalidades de los aceros

Elemento competente de la asignatura de materiales para Ingenieria.

1. ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO. Capitulo IV Aceros Abel Guamán Materiales

2. CAPITULO IV ACEROS TEMA. ACEROS CLASIFICACION DENOMINACION

3. ¿Qué son los aceros? Se denominan aceros a toda aleación hierro-carbono forjable cuyo contenido de carbono esta generalmente comprendido entre 0.oo8 al 2.1%. Cuya diferencia con las fundiciones son el contenido de carbono, ya que las fundiciones poseen un porcentaje de carbono comprendido entre 2.2 al 6.67%.

4. ¿En que forma se encuentra al Fe en la naturaleza?

5. Minerales de Fe

6. Procesos para la obtención del acero

7. Características de los aceros

8. Características positivas del acero Alta resistencia mecánica: alta resistencia mecánica al someterlos a esfuerzos de tracción y compresión. Elasticidad Soldabilidad Ductilidad :  Los aceros tienen una alta capacidad para trabajarlos, doblarlos y torcerlos. Forjabilidad : Significa que al calentarse y al darle martillazos se les puede dar cualquier forma deseada. Trabajabilidad :  Se pueden cortar y perforar a pesar de que es muy resistente y aun así siguen manteniendo su eficacia.

9. Características negativas de aceros Oxidación:  Los aceros tienen una alta capacidad de oxidarse si se exponen al aire y al agua simultáneamente y se puede producir corrosión del material si se trata de agua salina. Transmisor de calor y electricidad:  El acero es un alto transmisor de corriente y a su vez se debilita mucho a altas temperaturas, por lo que es preferible utilizar aceros al níquel o al aluminio o tratar de protegerlos haciendo ventilados y evitar hacer fábricas de combustible o plásticos con este tipo de material. Estas dos desventajas son manejables teniendo en cuenta la utilización de los materiales y el mantenimiento que se les de a los mismos.

10. ¿Qué se necesita de un acero?

11. Reservas mundiales de hierro

12. Clasificación de los aceros

13. Aceros por su porcentaje de carbono

14. Aceros de acuerdo a su procedimiento de fabricación

15. Aceros de acorde al grado de desoxidación

16. Aceros de acuerdo a su constitución Perliticos: formados por perlita + ferrita o perlita + cementita según su porcentaje de carbono. Martensiticos: constituidos en su mayor parte por martensita después del proceso de enfriamiento. Austeniticos: constituidos en su mayor parte por austenita a temperatura ambiente. Ferriticos: formados principalmente por ferrita a cualquier temperatura. Aceros con carburos: se caracterizan por tener porcentajes de carburos de elementos de aleación muy superior al que se considera normal.

17. Aceros de acuerdo a su composición

18. Aceros atendiendo a sus aplicaciones

19. Aceros atendiendo a sus aplicaciones Se dividen en 9 series de acuerdo a la norma IHA(españa):

20. SERIE F-100

21. SERIE F-200

22. SERIE F-300

23. SERIE F-500

24. SERIE F-600

25. Aceros al carbono de construcción

26. Aceros de gran elasticidad

27. Aceros Inoxidables

28. Aceros para herramientas

29. Por su grado de utilización

30. Aceros por su composición química

31. Aceros de acuerdo a su utilización

32. Aceros aleados de acuerdo a su utilización

33. Designación de aceros Se lo realiza por medio de 4 o 5 números o dígitos xxxx. 10xx, 11xx, 12xx, 13xx 23xx, 25xx 31xx, 33xx 40xx, 41xx, 43xx, 44xx, 46xx, 47xx, 48xx 50xx, 51xx, 5xxx 61xx 86xx, 87xx, 88xx 92xx, 93xx, 98xx, 94xx

34. Aceros al carbono de construcción Formados por aceros cuyas composiciones oscilan entre los siguientes límites:

35. Clasificación de los aceros al carbono Según sus características mecánicas, se ve en el siguiente cuadro:

36. Características mecánicas de los aceros al carbono de construcción Se utilizan para la construcción de piezas de maquinas, ejes, herrajes, bulones, tornillos, etc. Por lo que estas necesitan: Resistencia a la tracción los más elevado posible Limite elástico elevado Ductilidad, alargamiento y estricción Dureza, tenacidad y resilencia Limite de fatiga elevado

37. Influencia del carbono en las características de los aceros Estas dependen de sus constituyentes: ferrita, perlita y cementita; cuyas características mecánicas son las siguientes: Según Sauveur, es posible calcular las características de un acero normalizado admitiendo que son proporcionales a las de sus componentes.

38. Aceros aleados de gran resistencia A diferencia de los aceros que no pueden ser templados a totalidad, los aceros aleados poseen un aumento de templabilidad, mejorando las características mecánicas extraordinariamente con respecto a los aceros al carbono. Otras de las ventajas de los aceros aleados es la limitación del crecimiento de grano de la austenita lo que mejora también las características mecánicas como son: tenacidad, resistencia, etc.

39. Ventajas de los aceros aleados La posibilidad de templar el núcleo de piezas de gran sección Posibilidad de utilizar, en lugar de temple en agua, temple en aceite o al aire Mayor margen de temperatura para los calentamientos en los tratamientos y menos peligro de sobrecalentamientos

40. Inconvenientes de los aceros aleados Mayores dificultades para su elaboración y eliminación de ciertos defectos. Ejm: inclusiones Precio mucha más elevado, que actualmente en nuestro país es de unas dos o tres veces mayor al precio de los aceros al carbono Mayores dificultades para su aprovisionamiento

41. Aceros de gran elasticidad En la construcción de maquina, motores, ferrocarriles, etc , es necesario emplear muelle, ballesta, etc , que trabajan elásticamente, es decir que recuperan su forma primitiva una vez cesada la causa que los deforma.

42. Características de los aceros de gran elasticidad El limite elástico a la tracción de los aceros varias entre 60 al 90% de la resistencia o carga a la rotura La resistencia media a la tracción es alta (150 Kg/mm^2) Limite elástico a la tracción oscila entre 135 a 140 Kg/mm^2 Resistencia a la torsión es igual a la mitad de la resistencia a la tracción

43. Tipos de aceros de gran elasticidad Existen tres clases de aceros para la fabricación de muelles y ballestas: Los aceros al carbono Los aceros al Mangano-silicios Los aceros aleados

44. Aceros para cementar Sabiendo que la dureza es prácticamente lo contrario a la tenacidad y ductilidad y que entre menos contenido de carbono el material seria mas tenaz y menos duro. Pues la cementación consigue en teoría, solucionar el problema entre la obtención de una gran dureza en la superficie pero con un núcleo tenaz. Obteniendo así piezas con gran dureza superficial y buena tenacidad.

45. Aceros para nitrurar Esta consiste en endurecer la superficie de los materiales por la absorción de nitrógeno en condiciones adecuadas. Las capas de nitrurado tienen un espesos de 0.2 a 0.5 mm de espesos, dependiendo de la temperatura y el tiempo de duración. Dureza entre 800 a 1000 Vickers . Resistencia mecánica entre 80 a 125 Kg/mm^2 Resistencia ala fatiga mayor a la de los demás aceros

46. Aceros inoxidables Estos aceros tienen propiedades resistentes a la corrosión al calor . Para identificarlos se utiliza un sistema de 3 números.

47. Aceros Martensiticos inoxidables Estos aceros son principalmente aceros entre 11.5 y 18% de Cr. Son aleaciones muy conocidas ya que se utiliza en aletas para turbinas y piezas de fundición resistentes a la corrosión. Son magnéticos y pueden trabajarse en frio sin dificultad por el bajo contenido de C.

48. Aceros Ferriticos inoxidables Este tipo de aceros con solo cromo contiene aproximadamente 14 a 27% de cromo e incluye los tipos 405, 430 y 446.

49. Aceros para trabajo en frio

50. Características de los aceros para trabajo en frio

51. Aceros para trabajo en caliente Se clasifican en 2 grupos: La dureza en caliente la incrementan el Cr, Mo y el W. Son llamados aceros para corte rápido-

52. Características de los A. para T. en C. Poseer bueno dureza en caliente Buena indeformabilidad Penetración del temple profunda Alta resistencia al desgaste Regular maquinabilidad Se descarburan con relativa facilidad Tenacidad media Su contenido de carbono es siempre superior al 0,8%

53. Bibliografía * Hashemi , J. y Smith, W. F. (2004). Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales . México D.F.: Mc Graw Hill *William, D. y Calister , Jr. (2007). Ciencia e ingeniería de los materiales . Bogotá: Reverte * Almendáriz , M. (2011). Materiales . Riobamba: Anónima